圖3 盾構(gòu)環(huán)模型

圖4 隧道錯縫拼裝模型

3 案例工程概述

3.1工程背景簡介

香港地鐵工程建設(shè)項目沙中線，是香港鐵路有限公司正在興建的一條全新地鐵線，也是當前香港地鐵建設(shè)中最先應(yīng)用BIM技術(shù)的項目。目前該地鐵項目由于現(xiàn)實需求，已經(jīng)將計劃線路拆分成了兩部分，即“沙田至紅磡段”及“紅磡至中環(huán)段”。

地鐵項目原本就是一個十分復(fù)雜的項目，在該項目中，其構(gòu)造較為復(fù)雜，標高眾多，管線十分密集，洞口設(shè)置如果不合理，則會造成大量成本的浪費，采用BIM技術(shù)進行盾構(gòu)隧道風險可視化評價，則會大大的減少風險發(fā)生的可能，從而為地鐵工程施工提供堅實的數(shù)據(jù)支撐。

香港地鐵工程建設(shè)項目沙中線項目全長約17公里，途徑10個車站，本文選取的就是擴建鉆石山站與金鐘站之間的隧道，區(qū)間距離為1.6公里。在這兩個車站之間，由于已經(jīng)漸趨郊區(qū)，工程地質(zhì)剖面圖如下所示：

圖5 工程地質(zhì)剖面示意圖

3.2相關(guān)量的確定

在進行盾構(gòu)“隧道”施工之前，需要對其總配件數(shù)量、總混凝土數(shù)量、隧道挖土土方量等進行量的確定，以配合估算師工作，接下來本文對此進行一一闡述。

（1）總配件數(shù)量

在這種施工中，所涉及到的配件數(shù)量較多，比如橋架、線管、用電設(shè)備等，這些配件的總量可以由Revit中的明細表計算得出。通過打開明細表，在項目瀏覽器中，選擇標題、合計和綜述，合計中顯示組中圖元的數(shù)量，標題和合計左對其顯示在組的下方，總數(shù)即為總配件數(shù)量。

通過在Revit軟件中進行總計，發(fā)現(xiàn)刀盤、盾體、人艙、螺旋輸送機、管片安裝機、管片小車、皮帶機、拖車等，總數(shù)量為5234件，其中管片居多。

（2）總混凝土體積

總混凝土體積也可以用Revit軟件來計算得出，首先打開創(chuàng)建完畢的模型，新建明細表，并創(chuàng)建結(jié)構(gòu)柱明細表，選擇類別為結(jié)構(gòu)柱；其次，添加相應(yīng)的需要字段信息，比如體積，并點擊成組，勾選總計；然后，點擊格式，設(shè)置體系，計算總數(shù)；最后點擊體積列，選擇選項卡中的“設(shè)置單元格式”，保留三位小數(shù)，并導出進行數(shù)據(jù)處理即可。

因此，由于之前已經(jīng)創(chuàng)建了模型，那么經(jīng)過這樣的步驟，很容易就得出總混凝土體積量為304m3。

（3）隧道挖土土方量

針對隧道挖土土方量的計算，進行的步驟可能要稍微復(fù)雜一點，首先要繪制地形，這在前面已經(jīng)完成。在繪制地形的基礎(chǔ)上，選擇地形，待圖元高亮顯示后，在左側(cè)屬性對話框中將“創(chuàng)建的階段”設(shè)定為“現(xiàn)有”；其次，單擊“體量和場地”選項卡>“修改場地”面板>“平整區(qū)域”命令，彈出對話框，并繪制建筑地坪，進入3D視圖，在左側(cè)視圖屬性對話框中將“相位”設(shè)置為“現(xiàn)有”；然后，將屬于“現(xiàn)有”階段的原地形選擇后刪除，再次在視圖屬性對話框中將“相位”設(shè)置為“新構(gòu)造”，此時可見到新構(gòu)造階段的地形及其他構(gòu)造物出現(xiàn)，并單擊“視圖”選項卡>“圖形”面板>“可見性/圖形”按鈕，在彈出的“可見性/圖形替換”對話框中取消勾選“場地”中的“建筑地坪”（如圖-1），這樣畫面上將只會看見單純的地表；最后，任選一個被地坪切割過后的地形，高亮選擇后，在實例屬性對話框中，在“標識數(shù)據(jù)”下的“名稱”欄內(nèi)輸入這個輪廓的名稱，再利用明細表計算土方量。經(jīng)過這樣的步驟，可以很輕松的得到，本次隧道施工挖土土方量為59.05m3。

4基于BIM技術(shù)的盾構(gòu)“隧道”風險可視化

4.1盾構(gòu)“隧道”風險事件評價

在進行盾構(gòu)隧道風險事件評價之前，需要對工程施工中會出現(xiàn)的風險事件進行整理和歸類，結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況，對地鐵盾構(gòu)隧道的風險事件進行了全面總結(jié)，如下表所示：

表1 地鐵盾構(gòu)隧道的風險事件表