隨著科技發(fā)展,高速公路的發(fā)展逐步呈現(xiàn)信息化、智能化、綠色化等特征,并對當前高速公路的勘察設(shè)計技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。

BIM是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，是對工程項目設(shè)施實體與功能特性的數(shù)字化表達。山區(qū)高速公路由于地形地質(zhì)條件復雜、交通不便，甚至穿越無人區(qū)，生態(tài)和環(huán)保壓力大、限制條件多等特點，設(shè)計難度大，適合BIM技術(shù)的應(yīng)用和推廣。
標準研究
在行業(yè)既有研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)階段的需求，形成公司的企業(yè)標準。明確了工可、初步設(shè)計和施工圖設(shè)計等階段的模型精度。數(shù)據(jù)標準方面，主要做了三方面的工作：第一，理論上的拓展。引入結(jié)構(gòu)樹的概念，通過一套編碼體系，把整個項目按層級，有機地組合到一起。經(jīng)過研究，采用設(shè)計階段大家習慣的工程系統(tǒng)分解結(jié)構(gòu)EBS，對項目進行分解和編碼，形成基于EBS的結(jié)構(gòu)樹。施工階段搭建基于WBS的結(jié)構(gòu)樹，通過建立兩棵結(jié)構(gòu)樹的映射關(guān)系，目前已基本實現(xiàn)設(shè)計階段的信息流轉(zhuǎn)至施工階段。第二，技術(shù)手段的補充。開發(fā)了和標準配套的屬性工具，提供了對所有對象進行編碼和屬性掛接的可行手段。第三，管理方式的創(chuàng)新。為進一步提高編碼和屬性工作的效率和質(zhì)量，開發(fā)了一套協(xié)同工作系統(tǒng)，為項目人員搭建統(tǒng)一的工作環(huán)境，實現(xiàn)了軟件權(quán)限管理、字典版本管理等，同時具備查重、查漏等功能。

建模研究
山區(qū)高速公路項目體量大、涉及專業(yè)多，現(xiàn)有BIM軟件無法高效完成建模工作。為推動項目順利開展，選擇在既有BIM軟件的基礎(chǔ)上，結(jié)合專業(yè)特點和項目需求進行二次開發(fā)，形成了一條快速準確的建模路線。
基礎(chǔ)環(huán)境建模：山區(qū)高速存在外業(yè)測量困難，效率低等問題。目前四川省高速公路設(shè)計階段已要求全面采用機載激光掃描測量，可提供點云、地形圖、實景數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像等測繪成果。為與設(shè)計數(shù)據(jù)源保持一致，采用地形圖，轉(zhuǎn)成三維地形，并結(jié)合工程實際，探索出了利用現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)對三維地形進行快速修正的技術(shù)路線。
山區(qū)高速公路地質(zhì)情況多變，不良地質(zhì)顯著，是決定路線走向的關(guān)鍵因素。建立巖土專業(yè)認可的三維地質(zhì)，并賦予模型相關(guān)屬性，通過開發(fā)，實現(xiàn)了沿三維地質(zhì)體中任何路徑提取巖層信息。通過上述準備，三維地質(zhì)模型為后續(xù)各專業(yè)的正向設(shè)計提供了基礎(chǔ)準備，如自動計算樁長，自動按路線方向圍巖級別布置隧道標準橫斷面模板等。
主體結(jié)構(gòu)建模：
通過探索和實踐，逐步建立起一套針對山區(qū)高速公路初步設(shè)計階段較為完善的快速建模系列模板。該套模板具有針對性強、模板全參數(shù)化、兼顧公司自研平臺、工作效率高，操作性強、涵蓋路橋隧等各專業(yè)，適用范圍廣等特點，已在沿江高速新金段、瀘定至石棉高速公路等合計約1000公里山區(qū)高速公路中得到應(yīng)用推廣。

施工圖設(shè)計階段，實現(xiàn)了山區(qū)高速公路各主體專業(yè)的快速精細化建模。探索出道路相關(guān)的特殊地基處理、擋防工程、棄土場、排水、避險車道、改溝改河和隧道地下風機房、緊急停車帶、過渡段、主洞超高變化等，山區(qū)高速常見要素及組合情況下的建模。并通過二次開發(fā)實現(xiàn)了路基路面、規(guī)則防護、隧道主洞等的幾何構(gòu)造和編碼屬性的批量生成，大幅提高了工作效率。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合實際項目，探索了BIM技術(shù)對傳統(tǒng)設(shè)計的道路土方量復核。完成了公司小箱梁、T梁標準圖及其他常用橋梁結(jié)構(gòu)的BIM模型庫建設(shè)，并在實踐中不斷豐富完善，實現(xiàn)了各類橋梁一般構(gòu)造的高精度建模。對于常規(guī)結(jié)構(gòu)橋梁，實現(xiàn)完全通過參數(shù)和規(guī)則來驅(qū)動模型，同步生成所有構(gòu)件編碼和屬性。
通過這些努力，在設(shè)計階段結(jié)束時，能提供一套幾何高質(zhì)量和數(shù)據(jù)高質(zhì)量的BIM模型，為后續(xù)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
應(yīng)用要點
隨著《交通運輸部辦公廳關(guān)于推進公路水運工程BIM技術(shù)應(yīng)用的指導意見》和四川省交通運輸廳《關(guān)于加快推進公路水運品質(zhì)工程建設(shè)的實施意見》的通知等相關(guān)文件的發(fā)布，四川省高速公路設(shè)計階段的BIM應(yīng)用逐步大范圍推開。通過項目實踐發(fā)現(xiàn)，BIM技術(shù)在設(shè)計階段除了形成項目數(shù)字模型，為后續(xù)應(yīng)用打下基礎(chǔ)外，在山區(qū)高速公路具有其他突出的應(yīng)用優(yōu)勢。

基于BIM技術(shù)的路線方案比選
可視化展示
山區(qū)高速公路地理位置偏遠，交通不便，存在不少很難或無法到達的地方。三維可視化是BIM技術(shù)的突出特點，在山區(qū)環(huán)境中可充分發(fā)揮并放大這一優(yōu)勢。
建立含周邊環(huán)境要素（如三維地形、地災(zāi)類型及范圍、數(shù)字正射影像和其他限制性因素等）的BIM模型，基于BIM模型開展項目方案討論和匯報，能起到輔助路線選擇和方案研判等作用，目前這一優(yōu)勢已被各方認可和廣泛利用。
另外，利用三維動畫 的形式表現(xiàn)指導性施工組織設(shè)計，也可大幅提高設(shè)計文件的可讀性。

隧道洞口區(qū)域的細化設(shè)計

應(yīng)急搶險

BIM技術(shù)在設(shè)計階段的落腳點應(yīng)該是解決專業(yè)問題和項目問題。為此，需提高BIM從業(yè)人員的專業(yè)素養(yǎng)，逐步推動BIM技術(shù)人員加入項目流程，以新的技術(shù)手段為專業(yè)發(fā)展服務(wù)，為項目需求服務(wù)，逐步推動設(shè)計流程和項目組織模式的改變，使其更加適合BIM技術(shù)的推廣。