【摘要】针对超深地下连续墙施工，及长距离大管径电力电缆隧道顶管施工，阐述了BIM技术在超深地下连续墙和隧道大管径顶管施工中的应用。结合项目的实际情况，利用无人机拍摄、结合CAD图纸、地质勘探等数据创建三维参数化模型、地质实体模型和真实场景。研究了隧道施工各阶段BIM技术在施工中的应用，分析了施工各阶段遇到的施工问题，利用BIM技术解决问题。
【关键词】电力电缆隧道；BIM技术；顶管施工；施工模拟
1引言
对于施工单位，BIM施工模型控制技术主要功能包含了施工构件尺寸，模型成本，工程量成本，施工进度等信息，从三维施工模型的技术基础上可以拓展到四维，能与各项施工流程同步，实时综合应用。从内容上对各项施工成本费用做出综合预测，选出最合理的施工实施方案，控制各项施工中的总体费用成本。
2工程概况
巢湖大桥是湖光路与巢湖的交叉工程，位于市区西部，是巢湖市“两环三横三纵”的关键性工程。工程范围为西坝路——亚父路，桩号范围K2+550～K4+679.266，全长2129.266m，其中桥梁长度1122m、北岸接线长423.536m、南岸接线长583.730m。工程内容包括：跨越巢湖的主桥工程、人行梯坡道工程、与主桥相接的引道工程、地面辅道工程以及整个工程范围内的排水、电器照明、交通监控、道路绿化、夜景照明和电力电缆隧道等。由于拟建桥位处现状有三道过湖高压电缆，分别为两道110kv和一道35kv，与拟建大桥桥位发生冲突，为保证大桥顺利实施，采用电力电缆隧道顶管方案施工该区段。工程顶管段南岸竖井为始发井，北岸竖井为接收井，隧道总体设单向纵坡，北高南低，纵坡坡率0.327%。接收井为超深地下连续墙施工，北岸竖井总高43.59m，南岸竖井总高度为46.09m。本工程顶管始发井和接收井均为圆形结构，内径尺寸均为直径13m，围护结构采用1m厚地下连续墙，内衬结构厚度为0.6m。工作井参数见表1。工程顶管段总长度为780m，顶管上覆土埋深为29.7m~33.2m。顶管为大管径顶管施工，管内径3.5m，管节长2.5m，共406节。顶管管节混凝土强度等级为C50，抗渗标号为P12。管节参数见表2。
3地下连续墙施工重难点
地下连续墙宽为5m，墙厚1m，属于超宽地连墙，机械方面采用的是旋挖钻、液压抓斗、双轮铣、冲击锤等大型起重设备，需要对机修设备数据分析，在安全的前提下施工。本地下连续墙施工深度达到43m～46m，混凝土浇筑时间长达8h左右，混凝土的握裹力和土体的摩擦力极大。施工井内径为6.5m，顶管管片长度为2.5m，内径小，工作井深43m～46m，工作井采用龙门吊的形式吊装施工，施工条件复杂。施工内衬墙时，采用边开挖边浇筑的方式施工，每4m一段，每次浇筑需要提前凿毛地连墙，露出抗剪钢筋，制作满堂支架组支撑，再浇筑。重复施工，施工工程量大，施工工艺复杂。
4BIM技术在电力电缆隧道施工中的应用
4.1地形处理。因考虑地下连续墙施工设计过程中，水泥泵送车，成槽机械以及大型履带式起重机等需在整个场地内移动，在创建BIM场地布置模型的过程前，要先对施工的场地内部进行整体地形的优化处理，利用智能无人机技术拍摄的实景倾斜摄影文件，将数据导入软件生成和实景相同的倾斜摄影模型。利用该模型，结合GIS系统能够客观的反映场地的真实状况，也可直接在倾斜模型上进行高度、长度、面积、角度、坡度等的量测，探测出原地形的变化，及周边建筑物以及基础设施的具体位置和距离。利用探测出来的数据，可通过软件处理，将数据处理并转化成更为直观的三维模型。可明确的看出三维模型带来的场地实景效果，了解施工过程中对周边建筑物的影响，帮助施工场地方案的筛选和优化，施工场地大型机械设备出入的路线优化。利用三维场地模型，计算出施工场地前期要开挖的土方量，算出施工场地地面平整，硬化地面，基础配套设施以及设备前期建设需要的工作量等。
4.2导墙施工。导墙的施工尤为重要，施工质量直接影响地下连续墙的定位和标高，导墙工程施工的一个关键技术要求是必须坐落于在基层原状土上，施工精度相对要求高。利用放置在坐标项目原点的BIM模型，可直接精确提取导墙施工的定位点，对导墙高程坐标与施工测量数据复核，保证导墙定位准确，精细化导墙施工。
4.3施工场地布置。设计单位出好的CAD图纸，处理图纸，在设置一个偏移值，使模型离软件基点稍近一点的一个位置，该偏移值作为模型在该地区的偏移对照点，模型的定位以及用该偏移值进行定位，放样等施工措施。将处理好的图纸放到软件中，按原点放置模型，开始对照图纸制作施工场地布置模型。按图纸创建的BIM模型，再将创建的BIM场地布置模型和倾斜摄影+GIS系统结合的形式，可直接判断场地布置的合理性，以及该场地布置需要的工程量。给施工单位后，可方便施工、定位，并合理控制施工的工程量，可对施工直接提出优化建议[1]。
4.4超深地下连续墙施工。施工前期，先处理地质，拿到地质报告，利用BIM技术，将地质模型生成出来。提前做好工作井模型，把地下连续墙与整体的地质模型合并，提取出重合段的地质模型。单独对地下连续墙开挖的地质展开分析，统计出各类土质的土方量，单独计算。再拿出BIM模型中每块地下连续墙的混凝土工程量进行统计，得到更精确的工程量数据，为施工提供有效的数据参考。根据现场的实际情况，对成槽机施工进行模拟，判断施工方案的可行性，优化施工方案等，确定跳挖法快速成槽施工工艺。
4.5钢筋笼吊装。利用先前做的BIM施工场地布置模型，分析如何选取最有利的钢筋笼吊装的加工工作场地。以及对钢筋笼加工的施工工艺进行分析，还能详细分析吊装方案，吊车出入位置停靠，以及钢筋笼合理吊装方案等。通过施工动画的模拟，提前判断出施工过程中危险因素，对施工方案的筛选、优化及调整，确保施工的合理性，可以帮助施工顺利进行。
4.6内衬墙施工。利用BIM模型，计算地连墙内侧的土质土方量，对各层土质数据分析，选取开挖土方的方案，合理规划安排机械设备，简化工作量，节省设备的开支。利用施工模拟对施工过程中凿毛地连墙，露出抗剪钢筋，施工内衬墙钢筋，吊装满堂支架组等施工细节，以动画的形式区表明，让施工更加合理化，精确化。
4.7顶管施工。利用BIM模型精确定位，放置顶管设备，导轨，安装钢后靠，安装洞口止水装置及千斤顶。吊装遥控式泥水平衡顶管机，对顶管机施工进行施工模拟，并对顶管所在的地质进行处理，模拟出顶管机运行轨迹。切割出所要开挖的土方量，帮助判断使用哪种施工方案更为合理经济。顶管施工的施工模拟，清晰的表明顶管机在施工过程中运行的方式方法，合理安排顶管标准管段的下落顺序和个数，以及中继间位置安排，机电管线如何连接，注浆设备如何帮助施工顶管。
5结语
在当前电力电缆隧道工程中，为了及时解决隧道施工中存在的质量控制、数量控制及进度控制等问题，应根据电力隧道工程的施工特点，结合BIM技术的优越性设定BIM技术方案，通过模型的评估、量化的分析、质量控制、施工模拟等协调管理，实现项目前期策划阶段的可视化展示，提高施工图纸认知，提升策划深度、提高施工质量和效率，对施工单位的施工管控起到了重要的意义。
参考文献
[1]张玉斌，王鹏.BIM技术在公路隧道施工中的应用探讨[J].科学技术创新，2018（34）：104-106.
作者:徐溢滨 单位:中国铁建大桥工程局集团有限公司