來源：交通科技與管理 2022年12期

　　作者：林澤延

　　擴(kuò)建工程，論述了公路勘察設(shè)計(jì)的BIM技術(shù)特點(diǎn)，全面、系統(tǒng)地分析了公路勘察BIM的3D模型建模要求、方法、信息采集方式、協(xié)同設(shè)計(jì)要求等各方面內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了公路3D可視化設(shè)計(jì)及施工圖協(xié)同設(shè)計(jì)，對同類工程勘察設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的借鑒意義。

　　關(guān)鍵詞 BIM技術(shù);公路勘察;質(zhì)量;提升

　　0 引言

　　公路勘察設(shè)計(jì)作為工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接決定工程質(zhì)量。提升公路工程勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量，可保證公路工程建設(shè)質(zhì)量[1]。BIM技術(shù)可利用建筑工程基本數(shù)據(jù)信息，建立建筑結(jié)構(gòu)模型，利用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息模擬系統(tǒng)，對建筑結(jié)構(gòu)的全部信息實(shí)施仿真模擬，在房建、公路、橋梁等建設(shè)工程領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。基于公路勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量對公路工程質(zhì)量的重要影響，結(jié)合BIM技術(shù)在建設(shè)工程領(lǐng)域中展現(xiàn)的應(yīng)用優(yōu)勢，該文結(jié)合具體工程，對公路勘察設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)的運(yùn)用展開研究，對提升國內(nèi)公路工程整體質(zhì)量具有實(shí)際意義。

　　1 公路勘察

　　公路勘察是項(xiàng)目建設(shè)前期，對公路沿線地質(zhì)、水文進(jìn)行勘探測試作業(yè)活動(dòng)，可揭露沿線土體結(jié)構(gòu)、水文信息，以便設(shè)計(jì)階段針對不良地質(zhì)、特殊巖土等，采取針對性技術(shù)措施。勘察設(shè)計(jì)單位多通過CAD二維模型建立公路勘察設(shè)計(jì)地質(zhì)信息，難以全面收集、整合現(xiàn)場勘測信息，勘察成果的準(zhǔn)確性、時(shí)效性也相對欠缺。BIM技術(shù)克服了傳統(tǒng)CAD二維模型的不足，信息收集效率、準(zhǔn)確性、全面性顯著提升，并能夠?qū)崿F(xiàn)可視化管理，有效保證公路勘察質(zhì)量[2]。

　　2 公路勘察設(shè)計(jì)的BIM技術(shù)特點(diǎn)

　　(1)可視化。在公路勘察設(shè)計(jì)階段，利用BIM技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)互相交流、決策的可視化[3]。

　　(2)可協(xié)調(diào)性。公路工程勘察設(shè)計(jì)涉及諸多方面，需要多專業(yè)共同參與、多方協(xié)調(diào)，BIM協(xié)調(diào)性功能能對項(xiàng)目參與各方實(shí)施科學(xué)協(xié)調(diào)，結(jié)合協(xié)調(diào)信息，有效防止矛盾的產(chǎn)生。

　　(3)可模擬性。公路勘察設(shè)計(jì)階段，BIM系統(tǒng)能結(jié)合施工組織設(shè)計(jì)，對現(xiàn)場具體施工情況實(shí)施模擬，以制定出科學(xué)有效的施工方案。

　　(4)優(yōu)化性。BIM系統(tǒng)能夠提供詳細(xì)的公路勘察數(shù)據(jù)，包含公路線形、幾何、構(gòu)造等。利用BIM技術(shù)各類優(yōu)化功能，可解決公路設(shè)計(jì)、施工階段的難點(diǎn)問題。

　　3 公路勘察BIM的3D模型建模

　　3.1 公路勘察3D模型建模要求

　　BIM技術(shù)本質(zhì)上是利用一系列的數(shù)據(jù)化工具，將建筑自身信息、周圍信息數(shù)據(jù)化，建立建筑3D數(shù)據(jù)化模型的技術(shù)[4]。公路勘測3D模型建模，應(yīng)完整的吸收、反映工程勘測信息，符合道路設(shè)計(jì)、施工需求，具體要求如下：

　　(1)選線設(shè)計(jì)。利用DEM/TIN模塊實(shí)現(xiàn)對道路周邊景觀、地形以及地質(zhì)狀況等環(huán)境實(shí)施模擬，運(yùn)用宏觀公路3D模型，對道路整體布局中的橋梁、隧道、休息區(qū)以及道路等設(shè)施進(jìn)行突出展示，通過改變模型色彩達(dá)到施工進(jìn)度3D模擬標(biāo)準(zhǔn)。

　　(2)細(xì)化設(shè)計(jì)交流。結(jié)合實(shí)際勘察線路，建立簡單的3D模型，并完成與工程地形、地貌的3D模型相互融合，滿足各參建方的互動(dòng)交流需求。

　　(3)關(guān)鍵工序細(xì)節(jié)建模。針對道路全線的隧道、橋梁等關(guān)鍵部位應(yīng)構(gòu)建微觀3D模型，全面凸顯構(gòu)造物等關(guān)鍵物體，并在模型中增加橋梁、隧道等模型，能夠有效滿足公路施工質(zhì)量、安全、進(jìn)度、成本管控要求，并確保滿足交通溝通要求。

　　(4)增加模型屬性信息。公路3D模型既具有幾何信息，也能增添屬性信息，具體屬性信息包含道路欄桿、鋪設(shè)材料等常規(guī)指標(biāo)等，有效滿足了道路工程質(zhì)量、進(jìn)度、成本的管控需求，并在一定程度上實(shí)現(xiàn)對道路維護(hù)、使用、施工以及管理環(huán)節(jié)的資源配置。建模層次見圖1。

　　3.2 多細(xì)度BIM數(shù)據(jù)建模方法

　　公路工程具有線路長、工程量大、作業(yè)范圍廣、分部分項(xiàng)工程多等特點(diǎn)，運(yùn)用多細(xì)度BIM施工模型，可有效保證工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，見圖2。其內(nèi)容主要包含三個(gè)層面，即橋隧段微觀模型、標(biāo)段中觀模型、整體宏觀模型。橋、隧微觀模型，指對道路工程包含的橋梁、隧道等節(jié)點(diǎn)工程，進(jìn)行精細(xì)化建模、管理;中觀模型具體針對路面施工各個(gè)標(biāo)段實(shí)施建模與管控;宏觀模型針對整個(gè)道路工程施工的全過程進(jìn)行建模與管控[5]。

　　道路宏觀模型中，將道路沿線橋梁、隧道、普通路基段，用不同顏色線段描述，概述道路宏觀信息;標(biāo)段中觀模型，利用標(biāo)段工程資料、進(jìn)度信息等，建立標(biāo)段所包含橋、隧、路的簡化3D模型，表征單個(gè)標(biāo)段進(jìn)度等信息;精細(xì)3D模型，根據(jù)項(xiàng)目詳細(xì)信息、詳細(xì)工程資料等，建立的橋梁、隧道、道路精細(xì)化3D模型，可精確反映具體單位工程詳細(xì)信息。道路宏觀模型、標(biāo)段中觀模型、橋隧圍觀模型，共同構(gòu)成項(xiàng)目完整的BIM模型。

　　3.3 公路勘察道路信息采集方式

　　公路勘察道路信息采集方式主要包含下列幾個(gè)方面：

　　(1)衛(wèi)星測量：地形3D模型能夠借助衛(wèi)星圖像實(shí)現(xiàn)三維圖形構(gòu)建，地面構(gòu)造制作可通過衛(wèi)星測量完成;采用衛(wèi)星遙感技術(shù)，可快速、準(zhǔn)確解碼、翻譯地質(zhì)災(zāi)害信息，建立災(zāi)害3D模型;也便于獲得范圍更大的DEM，數(shù)據(jù)更加多樣直觀，更加適用于公路地形[6]。

　　(2)3D激光測量：3D激光測量技術(shù)充分利用了激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)電技術(shù)優(yōu)勢，具有穿透性強(qiáng)、數(shù)據(jù)處理速度快的特點(diǎn);通過激光照射，可快速得到采集目標(biāo)的三維激光點(diǎn)云，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可有效穿透植被等障礙，在公路3D建模中應(yīng)用普遍。通過不同測量平臺的3D激光測量信息見表1。

　　(3)小型設(shè)備運(yùn)輸機(jī)低空測量;該技術(shù)在DEM、DOM數(shù)據(jù)采集中應(yīng)用較多，能夠最大限度地完成地面信息的收集和整理;通過車載3D激光測量，能有效完成對路面附屬結(jié)構(gòu)的信息收集和整合;通過地面3D激光測量，能夠完成各個(gè)位置地面物體的信息收集和整合。通過衛(wèi)星及激光測量技術(shù)，能夠科學(xué)有效的獲得地表物體表面的3D數(shù)據(jù)，并借助收集到的地表物體彩色影像信息，進(jìn)一步豐富和充實(shí)模型屬性空間。

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