公路隧道工程设计中BIM技术的应用

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［摘要］传统的公路隧道工程设计工作大多是二维平面设计，设计人员只能绘制平面图纸，无法从三维立体的角度对公路隧道工程的各部分结构进行分析和设计，实际的设计效率、设计质量得不到保证。为了提高公路隧道工程设计的效率和质量，推动我国公路交通行业的发展，必须大力应用bim技术等先进的技术来进行公路隧道工程的设计，并对设计方法、流程进行不断优化。

［关键词］BIM技术；公路隧道工程设计；应用

引言

BIM技术能够构建出三维可视化模型，帮助设计人员从三维立体的角度对公路隧道工程各部分的结构进行分析和设计。同时，应用BIM技术进行公路隧道工程的设计，数据信息的分析处理也能够变得更加高效，设计人员可以依靠特定的软件对数据信息进行整合和处理，设计工作的效率能够得到极大提高。

1BIM技术概述

BIM技术是一项极为先进的、用于构建三维模型的技术，也被称为是建筑信息模型，在应用BIM技术的过程中需要以工程的各种数据、信息作为基础来进行三维模型的构建，并仿真模拟出工程的真实信息。在工程施工前利用BIM技术可以根据收集到的各项信息对工程内部的结构、设施进行模拟，以数字化的形式体现出来，能够推动后续施工的顺利、高效进行。BIM技术在应用过程中所收集的数据信息之间都是有关联的，工作人员可以随时找到和当前数据信息有关联的部分进行使用，可以利用收集到的数据信息模拟出工程的实况，工程的各种特点也能够直观地体现在三维模型中。在应用BIM技术时，工作人员需要将工程的各项信息输入到系统中，通过各种数字化技术对这些信息进行分类、整合，最终构建一个符合工程实际情况的三维模型。工程的设计人员可以将建筑材料、施工工艺、施工工序等信息输入到系统中，对工程的整个施工过程进行模拟，最终完成工程设计、成本预算等工作。通过在工程施工前利用BIM技术构建工程的信息模型，可以极大提高工程设计的效率和质量，并推动工程施工效率、施工质量的提高。

2在公路隧道工程设计中应用

BIM技术的必要性传统的交通设计行业由于受到设计技术的极大限制，大多采用的是二维设计、平面出图的方法，相关设计人员需要依靠自己所学习到的知识、经验来将工程的三维结构、构思表达在二维平面上，这一过程十分的复杂、困难，对设计人员自身的专业水平、设计经验等有着极高的要求。随着我国经济、社会的不断发展，我国构建的公路交通网络也越来越完善，在许多地形复杂的地区也建设了公路隧道工程。在针对地形复杂的地区开展公路隧道工程的建设时，公路隧道工程设计工作的难度也会得到极大提高，地形复杂地区地势崎岖不平，地质条件等因素也各不相同，如果设计人员仍然采用二维设计、平面出图的方法的话，很容易由于理解错误而出现问题，难以对各项因素进行综合考虑，最终设计的公路隧道工程也就存在着许多的问题，设计的质量得不到有效保证。BIM技术有着信息一致性、信息关联性、模拟性、可协调性、可视化等优点，对于提高工程施工效率、施工质量来说有着极为重要的作用，在建筑行业得到了极为广泛的应用。针对公路隧道设计工作，也可以大力应用BIM技术，利用BIM技术从构建模型、深化设计等不同阶段进行研究和分析，能够有效提高公路隧道设计的工作水平，对于公路隧道工程设计和建设来说有着极为重要的意义。

3BIM技术在公路隧道工程设计中的应用分析

3.1基于BIM技术的协同运作

在公路隧道工程设计中开展基于BIM技术的协同设计，主要包括局域网、广域网两种不同的协同设计方式。局域网的协同设计也可以看作是基于本地模式的协同，不同的设计人员掌握不同专业的设计文件，每一位设计人员都需要将自己掌握的和公路隧道工程有关的数据信息输入到计算机中，构建本专业的三维模型，在完成自己的工作任务后将设计文件通过局域网和其他设计人员进行共享和交流，让其他设计人员了解到自己最新的设计成果。其他设计人员要想对共享来的设计文件进行修改，需要得到设计文件所有者的授权。通过这种模式的协同设计可以确保各个专业设计文件数据的准确性和唯一性，设计文件的数据不会轻易发生改变，最终有效保障了整个公路隧道设计工作的准确性。广域网的协同设计和局域网协同设计的原理、流程大致相同，隶属于各专业的设计人员需要将自己构建的模型文件储存到服务器中，其他设计人员通过网络服务器来对模型文件进行调用和参考。

3.2基于BIM技术的三维隧道设计

设计人员可以利用BIM技术来进行三维隧道设计，通过选取纵断线、平面线并采取标准断面放样融合的方法来创建隧道的三维模型。这种设计方法可以表达出公路隧道工程的设计思路，能够根据创建的三维隧道模型来开展后续的设计工作，但是隧道的部分局部模型无法建模，比如行车通道和主洞的连接部分、紧急停车带等，在三维模型图上的斜井、洞口等构件设计精度也得不到保证，虽然能够表达出整体的设计思路，但是设计的意图无法充分表现出来。为了解决这个问题，切实提高三维隧道模型的精确度，就需要对建模的方法进行更新和完善，设计人员可以利用可视化编程建模软件、三维建模软件来进行隧道的建模。设计人员首先需要将二维设计路线的数据导入到相关的软件中，根据各种数据生成路线的三维文件，将勘测数据导入到软件中，生成三维地形、地质文件，之后再对各种三维文件进行更加细致地处理，通过对不同模块进行拉伸、融合、空间变换，并将不同模块进行组合，可以初步构建出三维隧道模型，之后对细节进行不断修正，不断提高三维隧道模型的精确度，最终隧道各部分都能够进行建模，各构建的设计精度也能够得到保证。

4总结

设计人员可以利用BIM技术来进行协同设计，实现设计文件、模型文件的共享，也可以利用BIM技术构建隧道的三维模型，通过模型来对设计方案、施工方案进行不断优化，最终推动公路隧道工程施工的高效率进行。

参考文献

[1]吴继峰，黄冉，王鹤霖.BIM技术在公路隧道工程设计中的应用探索[J].隧道建设（中英文），2020（3）：1-11.

作者：樊康佳 单位：陕西交通职业技术学院