铁路路基工程全过程BIM应用示范

铁路路基工程全过程BIM应用示范周建2014.11勇于跨越追求卓越西成线江油北站路基BIM应用工程示范内容一公司简介二项目情况三目标四BIM在路基设计中的应用五BIM在路基施工中的应用六BIM在路基运维中的应用七结束语勇于跨越追求卓越公司依托铁路，业务已拓展到公路、城市轨道交通、市政工程、区域综合规划、轮渡码头等。简称中铁二院，原名铁道第二勘察设计院，成立于1952年9月。隶属于中国中铁股份有限公司，是全国大型综合性勘察设计咨询企业，公司持有勘察、设计、咨询、监理、环境评价等资质证书和对外经营资格证书四十多项，是全国首批获得设计资质综合甲级的八家单位之一的单位。中铁二院工程集团有限责任公司勇于跨越追求卓越西成线江油北站路基BIM应用工程示范内容一公司简介二项目情况三目标四BIM在路基设计中的应用五BIM在路基施工中的应用六BIM在路基运维中的应用七结束语勇于跨越追求卓越工点a.范围：西成客专D4K475+103.850~D4K476+958.212，全长约1.8kmb.特点：站场路基，填方路堤，路基主体及附属构筑物（涵洞、旅客通道等）c.试验：D4K476+100~+380段，全长280米，4轨道，左右分幅对比验证d.环境：现场离厚坝镇中心较近，交通便利，通讯信号良好，具备良好的网络布置及试验段实施条件勇于跨越追求卓越勇于跨越追求卓越内容一公司简介二项目情况三目标四BIM在路基设计中的应用五BIM在路基施工中的应用六BIM在路基运维中的应用七结束语勇于跨越追求卓越123设计施工运维尝试将BIM技术应用于西成线江油北站路基工程设计、施工及运维全过程利用BIM技术对铁路路基全生命周期进行管理利用BIM技术实现铁路路基各阶段信息共享三目标Objectives勇于跨越追求卓越1.技术验证三目标Objectives(1)打通铁路全生命周期BIM应用中关键一环作为铁路BIM技术应用推进项目的一部分，充分发挥三维BIM设计和数字化施工技术优势，实现铁路领域首次涵盖勘察、设计、施工环节的BIM技术应用，为铁路全生命周期BIM应用奠定基础，引领行业技术发展。(2)验证基于BIM技术的路基数字化填筑技术及施工工艺解决基于BIM模型的路基数字化施工关键技术，如三维模型数据与施工机械接口、施工反馈数据与模型关联、传统路基压实参数与振动压实值的匹配、符合规范要求的施工工艺等，从而提高路基填筑效率、控制路基施工质量。勇于跨越追求卓越2.平台开发三目标Objectives(1)路基BIM应用平台(2)路基BIM移动平台路基BIM应用三维GIS展示路基填筑远程动态三维展示工点施工过程模拟展示现场视频监控等勇于跨越追求卓越三目标Objectives3.数字工地建立高精度定位系统（1厘米以内）网络及工地系统数字化施工机械数字化测量视频系统勇于跨越追求卓越西成线江油北站路基BIM应用工程示范内容一公司简介二项目情况三目标四BIM在路基设计中的应用五BIM在路基施工中的应用六BIM在路基运维中的应用七结束语勇于跨越追求卓越包括路基主体带状工程、路基分层填筑、站房、地质模型及其它构筑物，为实现路基专业BIM设计奠定基础BIM建模路基本体建模利用Civil3D开展路线平面及纵断面设计参数化定义标准横断面生成三维道路模型生成路基横断面设计图纸勇于跨越追求卓越线路平纵面设计（Civil3D）专业的线路设计面板符合国内设计要求的平纵设计线路及股道纵面设计面板平面设计面板纵面设计图纸BIM建模勇于跨越追求卓越路基标准横断面定制（Civil3D）利用部件编辑器定制标准横断面参数化设定路基模型横断面部件编辑器站台标准横断面设定横断面参数BIM建模勇于跨越追求卓越站场路基三维设计（Civil3D）利用平纵横生成路基三维模型通过横断面扫略生成三维实体路基三维实体路基三维模型横断面扫略线BIM建模勇于跨越追求卓越站场路基横断面图纸（Civil3D）利用三维模型生成横断面图纸批量生成路基横断面横断面与平纵智能关联BIM建模勇于跨越追求卓越三维建模演示勇于跨越追求卓越创建地质曲面（Civil3D）导入钻孔数据生成地质纵断面图三维实体的钻孔动态创建地质曲面创建动态地质纵断面地质模块动态地质纵剖面三维钻孔及地质曲面BIM建模勇于跨越追求卓越地质建模演示勇于跨越追求卓越站场路基施工模拟（Navisworks）在Navisworks中导入Civil3D设计模型利用Excel排布施工周期并导入Naviworks导出施工动画Excel施工进度安排施工模拟BIM建模勇于跨越追求卓越©2013Autodesk施工模拟演示勇于跨越追求卓越©2013Autodesk设计成果集成勇于跨越追求卓越西成线江油北站路基BIM应用工程示范内容一公司简介二项目情况三目标四BIM在路基设计中的应用五BIM在路基施工中的应用六BIM在路基运维中的应用七结束语勇于跨越追求卓越1、路基数字工地的构成勇于跨越追求卓越二维设计转换到三维中铁天宝转换插件使用天宝三维设计平台SketchUp、Tekla、BC-HCE等直接从设计单位获取铁路XML模型等支持主流三维设计软件，如Revit等TBC-HCE创建三维设计SketchUp创建地质模型Tekla创建的施工组织设计2、BIM设计接口方案勇于跨越追求卓越3、使用北斗定位系统的定位基站仅GPSGPS+GLONASS+北斗项目GPS+GLONASS+北斗精度提升GPS+GLONASSGPS卫星20~23颗V.S.14~15颗8~9颗水平最大偏差7.2mm16.3%8.6mm9.4mm水平均方差1.7mm6.2%1.8mm1.9mm垂直最大偏差8.0mm33.3%12.0mm17.0mm垂直均方差2.4mm16.5%2.9mm3.8mm勇于跨越追求卓越4、数字化的施工机械（推土机三维引导系统）勇于跨越追求卓越4、数字化的施工机械（平地机铲刀自动控制系统）勇于跨越追求卓越4、数字化的施工机械（智能压实系统）勇于跨越追求卓越4、数字化的施工机械（智能压实系统）勇于跨越追求卓越4、数字化的施工机械（三维挖掘机引导系统）勇于跨越追求卓越支持水准仪、数位沉降计等多种观测方式；现场实时生成相关报表，指导施工；数据自动上传，确保真实、及时、有效；为观测单位、评估单位、管理单位提供统一的管理平台，实现：在线数据查看、分析及评估；远程监管，自动报警；5、数位路基沉降观测勇于跨越追求卓越物料管理及固定资产管理车辆轨迹车辆状态报告土方计算油耗分析固定资产防盗工程车辆调度车辆调度实时通信工作计件安全预警6、工程车辆/机械及物料管理系统勇于跨越追求卓越7、网络覆盖及视频监控勇于跨越追求卓越数据中心数字化测量施工机械车辆管理系统视频监控综合通讯组网电台通讯Wi-Fi无线网络GSM移动无线网络公网光纤接入网络安全支持局域网及私有云信息安全支持最新ISO27001:2103标准现场网络勇于跨越追求卓越8、交互平台，在统一的平台上获取您所需的全部信息勇于跨越追求卓越本质上实现铁路工程建设从勘察、设计到施工、运营阶段的BIM全生命周期应用；提高施工效率、缩短工期、节约成本：大幅减少测量人员，无需等待放样，无需打桩；提升作业机械效率、减少机械等待时间，更加有效地对资源进行调配；提升监理工作效率；可7*24小时不间断施工，在不可见或恶劣环境下精确施工；显著提升工程质量：施工质量具有一致性，减少人为因素的影响；精确控制厚度、坡度及平整度；利用连续压实技术对压实质量进行辅助决策，提高压实的均匀性；9、对比分析勇于跨越追求卓越精细化管理：对生产过程数据进行实时挖掘来辅助决策，快速、准确、及时管控现场；通过交互平台与工程参与各方分享施工成果、交流信息；降低对机手作业水平的依赖，降低作业人员工作强度，提升员工工作满意度；其他：提高工地人员、设备安全，有效减少事故；提升企业形象及竞争力；勇于跨越追求卓越过程控制生产数据设计交互质量资源/效率自动、实时、连续对所有生产数据进行采集、传输、存储及分析实时引导作业人员完成工作更多依靠作业人员经验及技能水平直接使用BIM设计，实现远程指导施工使用传统二维设计，需到现场指导施工量化、可见、更高标准的质量保证更多通过经验及完工后检测来评价质量更高效率，对资源进行可控调配可以提升的效率，对资源管控相对较弱通过统一的管理平台让工程参与各方进行实时交互通过文档、会议进行交互在施工节点，人工采集施工的结果数据，人为进行分析数字化施工互联工地传统路基工地优势对比图勇于跨越追求卓越西成线江油北站路基BIM应用工程示范时间（小时）油耗（升）人员（位）时间综合节约30%油耗综合节约18%采用数字化施工，约每900方填筑施工则可以节省26升柴油。以江油北站试验工点为例，71.5万方的填筑施工则可节约20655升油耗，相当于15.3万元RMB！效率对比人员减少66.7%勇于跨越追求卓越西成线江油北站路基BIM应用工程示范施工质量得到大幅提升，厚度合格率提升36%，纵坡提升40%，横坡提升40%合格率（%）最大偏差质量对比勇于跨越追求卓越西成线江油北站路基BIM应用工程示范传统施工数字化施工质量对比示意图勇于跨越追求卓越西成线江油北站路基BIM应用工程示范*工作效率提升:0%35%10%25%0%70%25%推土机平地机振动碾挖掘机卡车测量员监理总计实际工作月数6266666实际工作天数18060180180180180180每天工作时间(小时)9999999*每天工作时间内保持运行时间的比例80%75%80%87%87%90%88%总运行时间（小时）129640512961409140914581426每小时运行成本（元）2802802802801606060单位运行成本小计（元）36288011340036288039463222550487480855361632312现场机械/人员数量1111311运行成本总计（元）36288011340036288039463267651287480855362083320运行成本节约总计（元）0396903628898658061236213842572560%35%10%25%0%70%25%12.35%材料的节约10%100%填料木桩总计材料数量100002000材料总成本（元）3000002000302000材料成本节约总计（元）3000020003200010%100%10.60%*每天工作时间内保持运行的时间比例数据来自现场对比实验中统计的机械运行时间比例；投资价值分析勇于跨越追求卓越西成线江油北站路基BIM应用工程示范*周节约及避免等待时间（小时）668881015推土机平地机振动碾挖掘机卡车测量员监理总计实际工作月数6266666总节约工作时间（小时）15552206206206258387原总工作时间（小时）129640512961409422814581426节约比例%12%13%16%15%5%18%27%运行成本总计（元）36288011340036288039463267651287480855362083320生产力最大化收益总计（元）4334414448577925779233024154802322024510011.76%*额外费用节省（元）减少在办公室处理生产数据，管理生产文档等的时间9288减少现场技术支持的需要频次并减少因此产生的差旅时间和费用（如现场设计）30000减少设备管理-清点设备、追踪设备等的工作量6192减少设备管理-调度设备等的工作量25800减少现场会议或远程会议的频次7740额外费用节省（元）79020总计324120*周节约工作时间及避免等待时间，额外费用节省的估算数据来自于天宝公司数字化施工方案在国外实际项目上的统计数据6小时/周，60元/小时1次/月，5000元/次4小时/周，100元/小时每周减少1次设备调度不当，1000元/次1次/周，300元/次投资价值分析勇于