BIM技术在盾构施工中的应用

中铁十六局集团有限公司

一、项目简介

新郑机场至郑州南站城际铁路位于新郑机场东侧,连接郑州新郑机场与郑州南站,是郑州至新郑机场城际铁路的延长线。线路从在建郑州至新郑机场城际铁路新郑机场站引出,向东穿越南水北调工程后,向南引入郑州南站,线路全长约11.1km,设计时速200公里,总投资46.2亿元,计划4年建成。

豫机城际铁路一标项目经理部标段包括DK39+800~DK47+197.16段区间线路,全长7.397公里,合同总额13.9886亿元,开工日期2015年10月30日,竣工日期2019年10月30日,合同工期48个月。标段主要包括明挖区间隧道2.33公里(含韩庄乘降所112.6米、盾构始发井17米、盾构接收井16米),盾构区间隧道3.8公里,U型槽220米、路基280米,迎宾大道特大桥769米。标段走向图如下图所示:

图1 线路走向图

本工程盾构隧道全长3800m,所经区域地面多为农田、在里程DK44+620~DK44+720段下穿南水北调总干渠工程、接收段下穿三官庙镇建筑物群。区间含两处曲线段,半径分别为2200m、1100m,最大轨面埋深约44.9m,最小轨面埋深约17.9m,最大坡度26.8‰,最小坡度16.7‰。断面80%处在粉质黏土层中,局部含有姜石、砾石,部分钙质胶结。

隧道管片外径12.4m,内径11.3m,管片环宽2m;管片采用1+2+6的分块模式,错缝拼装,接缝采用43只M36直螺栓(8.8级)连接。全线管片共1908环(含负环),所用管片均由豫机一标管片厂自产供应。

二、BIM在盾构施工中的运用

盾构隧道为本工程的关键工程,且为我局施工的最大直径盾构隧道。为保证管片生产和盾构施工质量,提高施工生产及管理效率,节约施工成本,打造轨道交通品牌项目,我们建立了建筑数据集成平台BIM系统,对盾构施工进行全过程管理,科学指导施工。

运用移动端APP和二维码技术覆盖管片生产与盾构施工过程,进行全过程管理,实现对施工进度与施工质量的全程有效管控。

2.1管片生产管理

管片生产BIM管理以二维码管理技术为依托,利用二维码作为管片的“身份证”,通过各工序的技术人员扫码录入信息记录管片从生产到管片出厂的全部信息,再结合BIM技术,形成预制管片厂的智能远程管理平台,对管片生产、设备状态、出厂统计、成本、安全、质量、人员各方面进行全面管理。


图2管片厂BIM管理总体框架

图3BIM二维码生产管理系统模块

2.1.1移动端二维码

     现场生产线工人、质检员可使用移动端App扫描二维码录入信息,项目管理人员与后台管理人员可在PC端进行生产数据监控、生产数据分析、隐患预警、责任追溯、绩效评估等操作。

移动端二维码管理技术贯穿整个管片生产过程,记录管片生产、养护、存放状态与位置,即方便生产人员操作,又方便管理人员实时获取生产信息,是管片厂标准化生产管理的有力实施手段。

图4施工工序扫描录入信息

(1)钢筋笼

钢筋加工车间工组长对钢筋笼加工自检并扫描二维码录入自检信息,项目质检员检验并扫描二维码录入检验信息。

(2)合模检查

钢模管理班工组长对管片模具和预埋件自检并扫描二维码录入自检信息,项目质检员检验并扫描二维码录入检验信息。

(3)混凝土浇筑

浇筑班组工组长自检并扫描二维码录入信息,项目质检员检验并扫描二维码录入检验信息。

(4)脱模、修补、入池

管片脱模、修补班组工组长自检并扫描二维码录入信息,项目质检员扫描二维码并录入检验信息。

(5)出池

出池质检人员扫描二维码填写管片出池信息,选择相关信息,确认上传。

(6)出厂

质检员扫描二维码填写管片厂信息,拍照记录出厂时管片的真实情况,选择相关信息,确认上传。

2.1.2 BIM生产管理

(1)管片生产管理

通过查看pc端BIM管理系统所有管片生产信息一目了然。饼图显示目前所有管片的生产状态,直观了解管片的生产情况,并能快速查看某种状态下的管片详细信息。

(2)班组管理

BIM系统可记录班组的生产进度以及生产质量情况,并生成班组生产管片的产量及合格率,通过数据分析进行更加有效的班组管理及绩效考核。

              

(3)质量管理

通过BIM系统可按照时间或管片编号来查找查看管片的质量信息,并能查看和导出与之相关联的质量证明书。