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啬园路快速化改造项目BIM工作站第二阶段应用成果交流

【摘要】:
啬园路快速化改造项目BIM工作站是集团BIM中心首个项目试点BIM工作站,也是规划部署的由中心、到分中心、到工作站三级架构最前端,肩负着集团的BIM技术从理论到实践、从培训到应用的重要使命。

啬园路快速化改造项目BIM工作站是集团BIM中心首个项目试点BIM工作站,也是规划部署的由中心、到分中心、到工作站三级架构最前端,肩负着集团的BIM技术从理论到实践、从培训到应用的重要使命。

20171023日完成的第一阶段LOD-300精度模型和117日完成的第一阶段概述动画之后,工作站分别于1223日和2018131日完成了第二阶段应用的隧道主体土方开挖BIM算量和深井降水BIM可视化交底,具体内容详解如下,供对BIM感兴趣的同事参考,促进相互学习和交流。

一、隧道主体土方开挖BIM算量

土方计算分析范围:啬园路B标段,起点为工农南路东(主线桩号MK4+200),终点为园林路东(主线桩号MK5+260),总长1060m,全暗埋段。

主线隧道采用明挖顺筑法施工,根据开挖深度的不同分别采用放坡、水泥土重力式挡墙、SMW工法桩、钻孔灌注桩支护等支护型式。基坑宽度29.358.54M。设计划分为ABCD四个施工区段:A段位于啬园路MK5+155MK5+260,共105MB段位于啬园路MK4+780MK5+155,共375MC段位于啬园路MK4+643MK4+780,共137MD段位于啬园路MK4+200MK4+643,共443M。基坑挖深14~17.8M,其中MK4+626处挖深约18.7M。拟根据现场情况先行施工BD段。再施工AC段。

根据中设设计集团股份有限公司提供的啬园路快速化改造工程地形测量文件dxt-修正-20150609.dwg,导入Autodesk-Civil-3D,新建曲面生成原始场地地形,从图块对象读取高程数据,调整三角网最大边长过滤冗余和偏差数据,得到精确地形曲面。

根据设计文件提取3条设计路线,分别为隧道主体、RD2LU2平面路线。设置水平逻辑目标,提取设计文件边界线作为12条水平逻辑目标。提取设计文件图元,分别生成隧道主体、RD2LU2设计纵断面。提取设计图纸图元,生成隧道主体、RD2LU2共计10条垂直逻辑目标。使用Autodesk Subassembly Composer创建横断面部件,并对相应要素线赋予代码。将部件K4+200~K4+260K4+900~K5+200隧道主体横断面(主线十一)、K4+260~K4+593隧道主体横断面(主线十二)、K4+593~K4+615.6隧道主体横断面(主线匝道四)、K4+615.6~K4+623.75隧道主体横断面(主线匝道五)、K4+623.75~K4+630.25隧道主体横断面(泵房)、K4+630.25~K4+693隧道主体横断面(主线匝道六)、K4+693~K4+900隧道主体横断面(主线六)、K5+200~K5+260隧道主体横断面(主线十)、匝道主体横断面(暗埋段)、匝道主体横断面(敞口段)载入Autodesk-Civil-3D生成装配。

使用道路路线、设计纵断面、装配生成啬园路隧道道路,使用啬园路隧道指定Autodesk-Subassembly-Composer预设的代码、作为外部边界的道路范围生成啬园路隧道和匝道道路曲面,生成体积曲面和体积面板。由隧道主体道路在桩号范围、切线、曲线、缓和曲线增量点以及ABCD四个施工段交界点创建采样线。在隧道主体和出入口匝道采样线处分别创建横断面图,直观表达关键位置的断面设计。 

对于需要参与计算分析的结构材质予以设置,创建与道路模型保持动态关联且存在于图形中的填挖方图,并创建材质体积表和总体积表。使用路隧道及出入口匝道RD2LU2道路曲面与原始地形曲面进行计算分析。

使用道路路线、设计纵断面、装配生成啬园路隧道道路,使用啬园路隧道指定Autodesk-Subassembly-Composer预设的代码、作为外部边界的道路范围生成啬园路隧道和匝道道路曲面,生成体积曲面和体积面板。由隧道主体道路在桩号范围、切线、曲线、缓和曲线增量点以及ABCD四个施工段交界点创建采样线。在隧道主体和出入口匝道采样线处分别创建横断面图,直观表达关键位置的断面设计。  

对于需要参与计算分析的结构材质予以设置,创建与道路模型保持动态关联且存在于图形中的填挖方图,并创建材质体积表和总体积表。使用路隧道及出入口匝道RD2LU2道路曲面与原始地形曲面进行计算分析。

汇总计算结果如下:A施工段(MK5+155MK5+260)挖方35190.27立方,B施工段(MK4+780MK5+155)挖方140849.17立方,C施工段(MK4+643MK4+780)挖方71878立方,D施工段(MK4+200MK4+643)挖方230552.97立方,总计478470.01立方,而南通城市建设集团提供的《啬园路快速化改造工程招标工程量清单》隧道主体土方工程量503413立方,两者量差24943立方。由于啬园路作为市政项目固有的切线、曲线、缓和曲线、纵横坡、超高等因素,结构具有不规则性,项目部技术人员使用传统分段近似估算方法计算结果为504978立方,两者量差更大,达到26531立方,因为计算原理完全不同,两者无法直接进行过程分析对比,接下来工作站会进一步分析预算组的广联达市政软件算量和现场实测实量结果。当然这当中有两点需要考量:一个是现场桩基施工定位会有10~15公分误差储备,防止侵占隧道主体空间;第二个是土方分包单位计量要考虑原道路已经有过一次白加黑改造,原先23公分左右混凝土加上后来12公分沥青厚度范围的扣减问题。BIM技术在这方面的优势在于执行体积曲面原理,所见即所得,能做到设计文件图元级别的契合和分析,且此方法同样适用于除钢筋外的其他多项主材精确计量。BIM工作站可进一步应用到其他材料的计量方面,合理降低施工成本,提升项目盈利能力。

二、深井降水BIM可视化交底

啬园路B标段隧道区地下水主要为粉土层及粉砂中的孔隙潜水。根据南通地区气象、水文及岩土勘探结果分析,稳定地下水位埋深平均约2.6m。承压水为粉砂含水层,层顶埋深54.368.2m

隧道开挖深度内主要土层为粉土,局部含粉质透镜状黏土薄层,层顶埋深0.97m,层厚719m,自稳能力差,极易坍塌变形,围岩级别Ⅵ级。45s基坑最大开挖深度约14m,平均深度12.5m。单箱双室结构净宽29.1m,匝道与主线合建处净宽45.6m

本工程降水目标:根据开挖施工进度分层降低基坑内地下水位至基坑开挖面以下1m,为基坑开挖施工提供良好施工环境。固结坑内土层,提高土体的有效应力,稳定边坡,减缓基坑围护变形。及时疏干基坑内地下水,防止开挖过程中局部流砂及管涌。

降水期间一旦因围护发生渗漏,坑外水位下降超过警戒值时,应立即停止抽水并采取坑外回灌、阻漏措施,避免水位进一步下降而危及周围环境安全。如坑内水位回升出现流砂、管涌等现象应及时采用冲孔的方式补加深井,保证基坑顺利开挖施工。

按照设计要求降水结束后一口隔一口进行封井,拆除深井泵、出水管后使用砂石填埋至垫层下口,钢套管内使用与底板同标号的微膨胀混凝土浇筑至钢板法兰处,安装聚氯乙烯橡塑止水垫,使用预留螺栓紧固钢盖板并与套管之间焊接密封,浇筑与底板同标号细石混凝土至底板上口齐平,降水施工完成。

啬园路第二阶段应用深井降水BIM可视化交底是集团BIM技术首次应用在可视化交底方面,跟以往的视频的区别是按照经过审批的施工方案添加了参数,制作难度远大于同类型其他动画,特别感谢集团BIM中心对啬园路BIM工作站的技术支持。

2017年,啬园路BIM工作站已按照既定的《南通啬园路快速化改造项目BIM工作站应用计划书》完成相应的应用任务。2018年,工作站将继续凝心聚力做好集团BIM技术发展的探路石和排头兵,按期分享、交流应用成果。

观赏啬园路第二阶段应用深井降水BIM可视化交底视频

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