基于BIM技术的铁路隧道建模方法研究

材料构造永久性的支护结构，这种结构就叫做隧道衬砌。对于不同的围岩类型可以采用不同的衬砌形式。

在高速铁路的隧道衬砌中大多为复合式衬砌，如图1所示，所以在本隧道用也采用复合式衬砌。初次衬砌时采用喷锚支护，其优点是支护作用快，能与围岩紧密贴合，从而在加固围岩的同时，使围岩更好的发挥自承作用。二次衬砌采用混凝土衬砌，防止外层风化，使表面平顺光滑，外观视觉较好，提高给人的安全感。

2.3 桥隧与隧道连接

铁路中的各工程建筑物都是相互关联的，隧道也不可能只是一个独立的工程，需要与其它工程建筑进行对接。在甄家湾隧道中就存在桥隧连接的安全问题，为保证工程的可靠性，缓坡地段需要在桥隧连接处放置隧道口过渡板，提高列车通行时的稳定性。陡坡地段往往存在卸载问题，为了防止后期运营时水平荷载引起的卸荷裂缝，施工时需将桥台延长跨过裂缝带，进入隧道内部，从而减小裂缝的影响。

3  BIM建模

3.1 建模方法研究

在BIM平台中的多种软件中，使用Revit进行建模，其具有结构设计和结构模型的强大工具，可以将复杂模型进行参數化处理，并且Revit也是在BIM化设计中应用最为广泛的建模软件。

一个完整的隧道模型并不是一步构建而成的，需要将隧道拆分成洞门、翼墙、排水孔等，然后在Revit中建族拼接，构建出一个完整的隧道模型。建模方法如图2所示。

3.2 洞门建模

在使用Revit进行建模之前，通常需要进行环境的选择，也就是根据各专业要求打开不同的样板文件，在本项目中打开的是“结构样板”。建模环境选择完成后，将CAD文件导入Revit中，使用“拾取线”工具构建一个封闭的洞门区域，然后根据侧面图的具体参数要求，对洞门进行厚度的调整。

对排水沟、翼墙等模型的构建也是按上述方法进行操作，但要注意模型在左右立面的放置。由于隧道排水孔比较特殊，需要手动进行空心拉伸。如图3所示。

3.3 洞身放样

洞身模型的构建与前文中的方法不太一样，因为完整的隧道模型中含有曲线地段，如果使用拉伸功能则不能与实际线路走向相一致，所以为了满足线路走向的要求，需要在Revit利用原有的隧道路线进行二次路径绘制。具体操作如下：首先，新建族并在楼层平面的参照标高中插入CAD线路图，注意单位为cm;然后，在右立面中载入隧道的放样轮廓进行编辑;最后，利用Revit中的“绘制路径”工具，使用拾取线对已有线路上的各段路径进行拾取，注意在拾取时需要按住shift键，不然得不到一条完整的曲线线路。最终洞身样式如图4所示。

3.4 模型参数化

在模型构建过程中，需要按照设计要求进行各项参数的调整，参数主要分为两类，一种是几何元素间的连续几何信息，这种参数固定。另一类是模型的各种尺寸值可以人为的进行调整，称为可变参数。通过Revit中的“添加参数”工具，对模型进行参数化处理。为了提高模型的真实性，还可以自由选择模型的使用材料，在此设计中，洞门和洞身都选用C30混凝土作为建筑材料。

3.5 项目构建

通过上文已经完成了隧道整体模型的构建，但单独的隧道模型不能体现工程项目的实际性，所以为了能够更好的表现隧道所处地区的地质和地形信息，需要在Revit中建立地形模型。具体操作就是将只含等高线图层的CAD文件导入Revit中，进行曲面的创建并为其添加材质参数信息，随后将已经建好的隧道模型插入地形模型中，如图5所示。

4  BIM模型的三维漫游

Lumion作为一款强大实时表现软件，不仅能够制作3D动画，还可以导入已有模型进行材质和场景模型的更换。Lumion其最大的优点在于它能短时间制造出惊人的建筑可视化效果，为设计者节省时间和金钱，使工程项目人员更直观、形象的了解工程物全貌。具体操作如下：

在制作三维漫游时需要注意，由于隧道长度达4km，计算机显卡、CPU难以承受，所以需要进行比例的缩小。最后使用Lumion中的录像功能进行漫游，完成动画的制作，如图6所示。

5  结论

本文基于实际项目，根据地质情况进行隧道洞门和衬砌方案的选择，并分别介绍了桥隧在不同坡度时连接的两种方案，随后利用Revit软件构建三维隧道模型，并通过三维漫游软件直观地展示了建筑物细部结构。相对于传统的二维图纸而言，三维模型不仅能提高项目的工作效率，还能减少施工错误，更好地提高项目的可靠性。

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