素材/湖南建工BIM中心
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通过“湖南建工集团四公司长沙地铁3号线6标东塘站项目”案例感受下IBM是如何在岩土工程施工中应用的，为大家拓展思路。内容包括“BIM+智能型全站仪”精准导线测量，三维场地规划保障项目生产，基于BIM技术的地下连续墙施工，基于BIM技术的横向支撑施工，商务BIM应用。
该项目位于劳动西路与韶山中路交叉口西侧，沿劳动西路东西向布设，为地下三层双柱岛式站台车站，是轨道交通3号线与规划7号线的换乘站。车站里程端设停车线，计算站台长度118m，站台宽度14m，车站总长261.5m，标准段总宽23.3m，总建筑面积23996m2，车站设有八个出入口、两组风亭。
一、“BIM+智能型全站仪”精准导线测量
自某一高级控制点出发最后附合到另一高级控制点上的导线，叫附合导线。它适用于带状地区的测图控制，此外也广泛用于公路、铁路、城市轨道交通、管道、河道等工程的勘测与施工控制点的建立。为保障长沙地铁3号线东塘站的施工质量，以智能型测量机器人为依托，利用导线测量技术，建立施工控制网，并进行导线附合测量。经计算，附合导线角度闭合差为-3.8″，取得了非常高的精度，为东塘站的现场布置、基坑支护施工、主体结构施工等奠定了坚实的基础。
图1 附合导线测量线路图
图2 附合导线坐标计算图
二、三维场地规划保障项目生产
该工程位于长沙市中心城区东塘商业圈核心地带，周边现状为高层、多层建筑。车站东端，韶山北路与劳动西路交叉路口沿韶山北路方向建有横跨路口的东塘立交桥，在路口下方，沿十字路口周边设有地下环形过街通道。且车站周边地下管线多，大多侵入车站范围，给施工造成极大的不便，传统二维的场布方法已经不能满足其动态管理需求。
在建立好的东塘站地下连续墙及支撑BIM模型基础上，对施工场地进行科学的三维立体规划，包括生活区、办公区、钢筋加工区、材料仓库、现场材料堆放场地、现场道路、泥浆池、大型机械设备就位等的布置，可以直观的反映施工现场情况，减少施工用地、保证现场运输道路畅通、保障地下连续墙钢筋笼吊装场地空旷、方便施工人员的管理，有效避免二次搬运及事故的发生。
根据施工总体安排，充分考虑交通疏解施工需要，施工围挡根据施工顺序分三期进行，第一期施工车站北半幅地下连续墙及盖板，预计工期6个月；第二期施工南半幅地下连续墙，并进行土方开挖及车站主体施工，预计工期14个月；第三期施工附属结构，预计工期为5个月。
场地布置视频
三、基于BIM技术的地下连续墙施工
东塘站围护结构采用1000和800mm两种厚度地下连续墙，连续墙标准幅宽6m，共计98幅，其中标准段86幅，“L”形12幅。地下连续墙施工流程见下图：
图3 地下连续墙施工流程图
图4 地下连续墙模型
BIM工作站成员与项目部技术总工充分沟通，在熟悉地下连续墙施工流程及模型建立完成的基础上，利用BIM5D软件对地下连续墙的施工进行模拟，对比分析，优化设计方案。在地下连续墙的施工模拟过程中，发现一处地下军用光缆与地下连续墙冲突，联系设计院后，将车站地下连续墙东端向西缩短3m，车站主体结构也做了相应的变更。
地下连续墙施工模拟
四、基于BIM技术的横向支撑施工
该项目1-17轴竖向设置5道支撑，17-31轴竖向设置4道支撑，第一道为1000×1200mm混凝土支撑，同1000×1200mm冠梁连成一体。第三道为800×800mm混凝土支撑，支撑与同1200×1000mm腰梁连成一体。其它均为采用Q235、φ609×16焊接钢管支撑，钢支撑顶在钢围檩上，围檩采用双拼45bH型钢。基坑转角处支撑为斜撑，其余均设为对撑。格构柱上焊接双排纵向的［40c形成连系梁，支托在钢支撑下方。
横向支撑体系模型见下图：
图5 横向支撑体系模型
4.1 净空检查
为保障基坑土方开挖阶段土方机械设备的工作面，将地下连续墙模型与横向之城模型整合后导入Lumion软件进行虚拟漫游，检查净高是否满足施工需求。
支撑系统漫游
4.2横向钢支撑端头BIM化处理
横向钢支撑的关键在于其端头，因地下连续墙施工时或多或少会有误差，造成钢支撑的长度会有些许差别。在现场实际操作时，可先利用“BIM+智能型全站仪”测量钢支撑部位的三维坐标值，反馈至模型，再调整模型中的地下连续墙及钢支撑，对钢支撑活络端进行伸缩处理，形成数据表格后指导现场施工。
图6 钢支撑活络端
图7 钢支撑固定端
五、商务BIM应用
在项目实施前，BIM中心工作人员根据设计图纸建立模型，生成工程量清单，并根据清单工程量设置项目的工程量控制指标，形成材料用量总计划，从源头控制项目成本。
图8 工程量控制指标
本工程使用钢筋施工翻样软件对地下连续墙钢筋进行翻样，根据图纸详细列示钢筋混凝土结构中钢筋构件的规格、形状、尺寸、数量、重量等内容，生成钢筋构件下料单，指导审核班组钢筋下料。
图9 N10-18地下连续墙钢筋下料单
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