BIM技术在高速公路工程路基施工中的运用

摘要：现如今，BIM技术被广泛应用于各行各业中，发挥着十分重要的作用。然而，在交通行业领域内，路基工程BIM起步较晚，考虑到路基工程具有与地理场景结合紧密、受地形变化影响大、横断面形式多样、过渡衔接复杂等特点，路基BIM设计效率和质量在标准化、模块化设计上具有挑战。

关键词：BIM技术；高速公路；路基施工

引言

近年来，建筑信息模型（BIM，Building Information Modeling）技术的兴起为工程建设领域带来了革命性的变革，可以实现工程信息的数字化、三维化表达，促进设计、施工、运维等各阶段信息的有效传递与共享，从而提升工程质量和效率。利用高速公路路基施工现场视频传输体系对现场实时监视，通过BIM技术进行高速公路路基工程测量后得到相关的施工信息，对施工信息进行集成后，实现对高速公路路基施工的质量控制。

1BIM技术概念

BIM是建筑业近几年兴起的一次重要技术革新，其主要是一种以数字技术为基础的多维模型，能够在一个三维空间中整合各种有关的信息，以达到充分的共享、协同工作和最优管理的目的。且BIM的关键是它所具备的信息整合能力，通过将建筑、结构和机电一体化，打破传统建筑设计中不同专业间的信息隔离。这样的一体化设计方法，在极大地降低了设计失误与冲突的同时，也为后续的建设与运行管理打下了良好的基础。同时BIM技术也是一种可视化的强大工具，设计者、工程师及业主可以对建筑的空间布局、结构形式、设备布置等有一个直观的认识，以便更好地进行决策与交流。同时通过可视化的方法，使项目组成员之间的合作更加高效，决策更加科学。总之，BIM技术在建筑全寿命周期管理中起到了很大的作用。

2BIM技术在高速公路工程路基施工中的运用

2.1正向设计

BIM设计的正向设计概念是相对二维图纸“翻模”做三维BIM模型而提出的，使用CAD设计软件，按现行的行业标准能较快得到符合目前交付模式的设计文件。但随着技术的发展，设计手段的提升以及多样化，各行业已不满足于传统的CAD设计文件，而倾向于更直观的BIM模型及模型各种渲染、展示等应用。利用BIM设计的直观性以及工程数字化、信息化传递的优势，进行BIM概念的协同设计及全生命周期应用。做三维BIM模型而提出的，使用CAD设计软件，按现行的行业标准能较快得到符合目前交付模式的设计文件。但随着技术的发展，设计手段的提升以及多样化，各行业已不满足于传统的CAD设计文件，而倾向于更直观的BIM模型及模型各种渲染、展示等应用。利用BIM设计的直观性以及工程数字化、信息化传递的优势，进行BIM概念的协同设计及全生命周期应用。

2.2路基BIM快速建模技术

传统三维模型设计主要是基于二维设计断面拉伸和放样，若相邻横断面的路基形式相同，将横断面路基模型点对点对应相连构建路基体；若路基形式不同，则人为将模型在相邻断面间某一位置断开。该建模方式决定了路基信息需以断面为基本单元，基于放样路径和特征断面，利用构件之间的关联，快速生成每个构件模型，再根据相对位置关系组合在一起，形成路基BIM模型成为提高设计效率的关键。路基BIM快速建模时，首先利用线路数据得到基床建模的自适应导线，通过基床相关信息计算出基床特征断面轮廓线，创建路基基床模型，并提取与基床关联构件（边坡、侧沟、平台等）建模所需的导线。接着，获取基床的关联导线信息，对导线进行自适应处理，利用自适应导线和由计算构件信息得到的特征断面，创建侧沟模型，同时计算出用于侧沟关联构件建模所需的导线，以供关联构件建模时使用。最后，重复上述步骤，直到完成所有关联构件的建模，得到路基的初始模型。上述快速建模方法增强了路基工程模型的整体性，保证了路基BIM模型再各阶段参与方之间的传递、更新、表达的完整性、准确性和实时性，满足BIM设计的需求，同时提高了路基工程BIM设计效率和质量。

2.3路基挖方

开挖路基时，采用BIM技术可以显著提高施工的精确度和效率。利用BIM模型对开挖区域进行精确的三维建模，施工团队能准确计算出所需挖掘的土石方量，可有效减少不必要的开挖作业和运输工作，从而降低整体的施工成本。通过BIM模型进行施工模拟，施工团队可以预先识别出潜在的施工问题，如地下水位过高、土质不稳定等。施工团队可提前制订相应的应对策略，确保施工过程的安全性。在实际施工阶段，BIM技术可以发挥更大的作用，可指导挖掘机操作人员依照模型中设定的开挖线进行作业，确保开挖深度和坡度完全符合设计规范。这样不仅提高了施工的精确性，还减少了因误差导致的返工和资源浪费。BIM模型还具有实时更新功能，能及时反映现场实际开挖状况，可使施工管理人员根据最新的数据及时调整施工计划和资源分配，从而提高整个施工过程的灵活性和效率。利用BIM技术不仅提升了施工的精确性和安全性，还为项目管理提供了强有力的支持。

2.4台背回填

台背回填在高速公路路基施工中扮演着至关重要的角色，其施工品质直接影响桥梁与路基连接部位的稳定性与耐久性。借助BIM技术，可以实现对台背回填的精确施工模拟与管理，进而确保整个工程的品质与效率。通过BIM技术对桥梁台背区域进行三维建模，能精确地界定回填范围及所需材料的体积。这一过程有助于合理规划材料采购与运输，减少现场材料堆积，从而提升施工效率。三维建模亦有助于施工人员更深入地了解施工环境，预先识别潜在问题，确保施工过程顺畅。运用BIM技术进行施工模拟，能预先发现潜在的施工问题，如台背与路基连接部位压实度不足、排水不畅等。通过模拟，施工团队能预先制订应对策略，确保施工品质。例如，在模拟过程中，若发现某区域压实度未达到设计要求，可立即采取补压措施，避免后期出现不均匀沉降。在实际施工过程中，BIM技术可指导施工人员依照模型中设定的回填线和压实标准进行作业。通过实时更新BIM模型，施工管理人员能监控回填进度和压实效果，及时调整施工方案以适应现场变化。例如，若发现某区域压实度未达到设计要求，可立即采取补压措施，避免后期出现不均匀沉降。BIM技术还可用于检测和预防潜在的台背回填沉降问题。通过模拟不同阶段的荷载分布，预测可能出现的不均匀沉降，并预先采取措施进行加固。例如，可以在模型中模拟不同材料的回填方案，选择最佳方案以确保台背的稳定性和耐久性。通过这种方式，BIM技术不仅提升了施工效率，还确保了工程质量，为高速公路的长期稳定运行提供了坚实保障。

结语

总之，本文研究为高速公路路基施工提供了新的视角和思路，但实际应用中仍需结合具体项目特点，不断优化和完善BIM技术的应用策略，以实现更加高效、精准的质量控制。相信在不久的将来，BIM技术将在高速公路路基施工建设中发挥更加重要的作用，为构建安全、快速、便捷的现代交通网络贡献力量。

参考文献

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