PowerCivil在紫之隧道中的应用

紫之隧道紫之隧道ⅢⅢ标工程数字化研究应用标工程数字化研究应用成成果果展展示示中铁一局集团第五工程有限公司2014.8.5目录Contents1·单位简介2·工程概况7·参数化模型建立3·采用BIM技术的原因4·BIM团队介绍5·软硬件配置6·数字化软件平台介绍Contents7·参数化模型建立8·模型应用9·施工工艺及施工方案演示10·移动端ipad应用11·人才培养及改进计划12·后续工作安排一、单位简介一、单位简介单位简介中铁一局第五工程有限公司单位简介中铁一局集团第五工程有限公司（原名铁道部第一工程局第五工程处），是中国中铁所辖的三级公司，公司注册地：宝鸡市渭滨区中滩路5号，注册资本金3.01亿元，年生产能力50亿元以上。公司具有国家公路、铁路工程施工总承包一级资质；国家市政公用、房屋建筑工程总承4公司具有国家公路、铁路工程施工总承包一级资质；国家市政公用、房屋建筑工程总承包二级资质；兼备桥梁、隧道、路基、土石方专业承包一级、水工隧洞专业承包二级资质；国土资源部核准的地质灾害治理工程施工甲级资质、国家测绘局批准的甲级测绘资质；公司中心试验室具备国家试验检测乙级资质。公司已通过质量、环境、职业健康安全“三标一体”体系认证。公司坚持“以德立公司、名牌建公司、以法治公司、科技兴公司”的原则，正向着创建和谐企业的更高目标迈进！二、工程概况二、工程概况工程概况杭州市紫之隧道（紫金港路—之江路）工程位于杭州绕6城高速与西湖景区之间、南北走向，南起之江路、之浦路，北至西溪路、紫金港路。地理位置杭州市西湖区之江路~紫金港路工程概况项目地理位置隧道进出口隧道进出口北口匝道7推进“三城三区”建设完善杭州市主城区大交通网络助推杭州市各城区协西湖风景区交通环境隧道进出口隧道进出口推进“三城三区”建设完善杭州市主城区大交通网络助推杭州市各城区协西湖风景区交通环境地理位置紫之隧道Ⅲ标工程概况位于杭州市西湖区碧龙潭附近，标段起止里程：东线：K3＋555～K6＋845，8东线：K3＋555～K6＋845，全长：3290m西线：K3＋550～K6＋850，全长：3300m隧道横断面双向六车道工程概况9设计时速60km/h单洞净宽13.5m，限高4.5m抗震烈度7度加强设防特点及难点施工难度大工程概况10洞口长距离浅埋、偏压两处露头穿越F3、F4、F5等多处不良地质断裂带工程概况-施工场地布置11工程概况BIM项目简介工程概况中铁一局五公司紫之隧道Ⅲ标-市政隧道BIM项目与中国水电顾问集团华东勘测设计研究院合作完成。其主要实现平台为Bentley公司系列软件之PowerCivil。本项目从建设初期一直遵循：模型12其主要实现平台为Bentley公司系列软件之PowerCivil。本项目从建设初期一直遵循：模型精确度高、工程实用性强、簇库文件可重复利用于同类隧道BIM项目的原则。主要完成了：紫之隧道Ⅲ标地质模型；2#隧道东线、2#隧道西线、1#隧道东线、1#隧道西线参数化模型；竖井及地下风机房参数化模型；人行横通道、车行横通道参数化模型以及主体结构钢筋模型。并且，本项目成果同时以i-model模型的形式存入移动端ipad中，配合微型投影仪（结合隧道施工实际情况）实现施工现场的三维技术交底和模型的展示。三、采用BIM技术的原因三、采用BIM技术的原因紫之隧道BIM采用BIM技术的原因采用BIM技术的原因1、传统2D图纸在现场施工人员正常读图过程中不能完全表现设计人员的设计意图，容易造成理解不到位，因而使得指导施工不准确。采用BIM技术可一定程度上减少此类原因引起的返工，避免不必要的经济损失。2、由于隧道建设与围岩地质条件息息相关的特殊性，因而在此BIM项目中，采用根据勘测信息14完成的地质模型与隧道主体模型的结合，可以时时的掌控掌子面周边范围内的围岩地质条件、埋深等情况，为施工方案的确定提供可靠的依据，同时增加施工的安全性，增加未知因素的可控性。3、参数化隧道模型数据的准确性，可增加工程量统计、成本分析、预算的准确性，减少数据偶然性引起的偏差、提高工作效率。4、因BIM项目的可视化程度高，某种程度上是实际工程的具体展现，可以根据BIM项目完成的模型，来进行实际施工现场的场地布置、人员配置，优化施工组织设计，为具体的施工方案提供可视化演示，优化施工方案。四、BIM团队介绍四、BIM团队介绍团队简介紫之隧道Ⅲ标BIM小组成员团队简介序号姓名职务/职称职责1李昌宁中铁一局集团有限公司技术研发中心总经理全面领导项目BIM应用2吴驰中铁一局集团第五工程有限公司总经理指导项目BIM现场应用3郝小苏中铁一局集团第五工程有限公司总工程师指导项目BIM理论应用163郝小苏中铁一局集团第五工程有限公司总工程师指导项目BIM理论应用4肖代宁中铁一局集团有限公司技术研发中心主任指导项目BIM理论应用5何小龙中铁一局紫之隧道项目部经理现场BIM技术应用推广6王建望中铁一局紫之隧道项目部总工现场BIM技术应用指导7高翔中铁一局紫之隧道项目部工程师负责模型复核、数据整合及具体应用8李利强中铁一局紫之隧道项目部工程师负责模型复核、数据整合及具体应用9陈沉中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司助理工程师负责模型技术咨询10郑楠中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司工程师负责隧道设计五、软硬件配置五、软硬件配置软硬件配置紫之隧道Ⅲ标BIM项目软硬件配置1、配备一台台式电脑，五个ipad，一个微型投影仪2、主要使用软件：18电脑主要配置清单2、主要使用软件：BentleyPowerCivilforcountry_08.11.09.5013dsMax2012六、工程数字化软件平台介绍19六、工程数字化软件平台介绍BIM软件平台软件平台选型工程数字化软件平台介绍目前国内外知名的CAD软件服务商1、AutoDesk：代表软件平台有Revit、Civil3D、BIM360，适用于工民建领域，门槛较低，是目前BIM行业最常用的使用平台，但因专业覆盖面窄，无法适用于道路、地铁、石油、工厂、电站等复杂工程。20站等复杂工程。2、Bentley：代表软件有ABD、PowerCivil、OpenPlant、SubStation、ProjectWise、eB，适用于大型基建设施，尤其是特大复杂工程，是目前专业覆盖最全面的软件服务商。3、Dassault：代表软件有Catia、SolidWorks、DigitalProject，因其参数化能力出色，适用于机械、汽车、幕墙等行业。从行业适应性、技术性能、兼容性、知识重用性、协同设计性能、易用性等方面进行了翔实的比较，最终选择Bentley。BIM软件平台平台系统架构工程数字化软件平台介绍DTM三维设计系统地质三维设计系统隧道三维设计系统数据发布21BentleyMicrostation（基础三维绘图平台）BentleyPowerCivilSS3（基于先进OpenRoad技术的道路隧道设计模块）GeoStation（华东勘测设计研究院研发的地质三维设计系统）统一管理的环境（材料系统、截面参数化库）+公共数据访问框架核心建模软件PowerCivil-软件主界面工程数字化软件平台介绍22核心建模软件PowerCivil-Bentley系列软件工程数字化软件平台介绍PowerCivilforCountryV8i是Bentley系列软件之道路设计软件。主要运用于道路、隧道、桥梁等的设计。在本工程当中以及数字化模型的建立和BIM技术的实现。23七、参数化模型建立24七、参数化模型建立隧道模型建立一、坐标系统及模型的精确定位参数化模型建立1、地理坐标系采用：杭州市大地坐标系2、高程系统采用：1985国家高程基准25因隧道建设与围岩地质条件息息相关的特殊性，其精确的地形、地质模型的创建是十分必要的。所以在整体参数化隧道模型建模之初，首先确定好坐标系统、高程系统，列出东西二线隧道起点与终点的高程信息、坐标信息以及与地质模型精确结合的高程、坐标控制点。隧道模型建立二、参数化模型项目管理模式参数化模型建立26参数化模型建立1、修正和补全勘察单位提供的紫之隧道Ⅲ标范围等高线2、在BentleyGeopak中将等高线处理为数字三角网3、修正三角网，生成数字地面模型隧道模型建立三、地质模型27参数化模型建立在BentleyMicroStation和华东勘测设计院研发的GeoStation地质专业模隧道模型建立三、地质模型28测设计院研发的GeoStation地质专业模块完成，支持特大地质数据模型高效流畅的建模、编辑和展示，勘察设计一体化，实现高效的地质三维设计。参数化模型建立将处理完毕的不同层级地质模隧道模型建立三、地质模型29型以及该区域所存在的断层信息整合为一体，形成紫之隧道Ⅲ标地质模型。参数化模型建立完成了东线１#隧道、西线１#隧道、东线2#隧道、西线2#隧道主体模型及6个人行横通道、8个车行横通道、3#、4#通风竖井、地下风机房的参数化建模。主要流程：隧道模型建立四、主体模型301、提取原隧道设计文件（DWG格式）内的平曲线、纵曲线，平纵拟合生成空间曲线。2、导入支护断面类型设计文件（DWG格式），并制作支护类型cell库文件。包括Ⅲa、Ⅲaf、Ⅲb等在内的13个支护断面类型以及人行横通道、车型横通道支护断面类型。3、将cell库文件生成参数化断面，并根据紫之隧道Ⅲ标围岩级别及支护类型统计表，沿空间曲线放样参数化断面，生成隧道模型。4、将与隧道建设相关的设计文件、设计图纸、工艺工法视频等文档与隧道模型关联为一体。参数化模型建立隧道模型建立四、主体模型-平曲线设计31从原设计文件CAD图纸里边提取隧道的平曲线，通过PowerCivil软件完成参数化建模基础-平曲线的设计参数化模型建立隧道模型建立四、主体模型-纵曲线设计32平曲线与纵曲线拟合，形成空间曲线参数化模型建立横断面实现全参数化设计隧道模型建立四、主体模型-参数化断面33参数化模型建立隧道模型建立四、主体模型-支护断面类型库文件34参数化模型建立隧道模型建立四、主体模型-关联材料系统35与材料系统关联参数化模型建立横断面与平纵曲线相互关联，实现沿空间线路准确放样，不同衬砌段间精准对接。隧道模型建立四、主体模型-关联材料系统36参数化模型建立隧道模型建立四、主体模型完成了东线１#隧道；西线１#隧道；东线2#隧道；西线2#隧道37参数化模型建立隧道模型建立四、主体模型完成了东线１#隧道；西线１#隧道；东线2#隧道；西线2#隧道38参数化模型建立隧道模型建立四、主体模型-3#、4#通风竖井39参数化模型建立隧道模型建立四、主体模型-地下风机房40参数化模型建立隧道模型建立四、主体模型-地下风机房+通风竖井41参数化模型建立隧道模型建立四、主体模型-人行横通道42参数化模型建立隧道模型建立四、主体模型-车行横通道43参数化模型建立隧道模型建立五、3D钢筋模型-二衬钢筋、S3-Ⅴd44参数化模型建立隧道模型建立五、3D钢筋模型-二衬钢筋、S3-Ⅲb45参数化模型建立隧道模型建立五、3D钢筋模型-仰拱钢筋、S3-Ⅴd46参数化模型建立隧道模型建立五、3D钢筋模型-二衬钢筋全、S3-Ⅴd47参数化模型建立隧道模型建立五、3D钢筋模型-车行横通道-Ⅳ级48参数化模型建立隧道模型建立六、隧道主体模型与车行横通道交接部位实体模型钢筋模型49参数化模型建立隧道模型建立六、隧道主体模型与车行横通道交接部位50八、模型应用51八、模型应用模型应用模型应用概述现阶段已完成应用点：1·按里程切取地形地质剖面，地质属性查询配合施工方案的制定。2·根据隧道实际施工管理情况，按桩号实现模型管理。522·根据隧道实际施工管理情况，按桩号实现模型管理。3·工程量精确统计，报表生成。4·施工各类文档集成-关联模型-实时查询。5·通过ipad，i-model形式以及三维PDF模式实现3D技术交底、模型漫游。模型应用模型应用一、查询地质模型属性53模型应用二、切取隧道、地质剖面支持选取不同衬砌段生成剖面图，也能够输入任意模型应用54成剖面图，也能够输入任意桩号得到