BIM技术在大体量场平工程便道规划中的应用与研究

樊 攀 吴文志 李 旭 李庆龙

摘要：场平工程即场地挖填平整，是将天然地形地貌改造成工程上所要求的设计平面，为后续地上建筑工程施工提供场地。场地平整时兼有挖方与填方，挖方与填方施工前需修筑土石方运输便道，由于场平工程一般场地面积大、自然高差大，且随着挖填的不断推进，施工便道路线与标高也要随之变化。合理的进行场平便道规划将减少土石方场内运输距离，提高施工效率，降低施工成本以及施工过程中存在的安全风险。在平面图上绘制便道图的传统方式难以反映便道高程与自然地面的关系，本文以中建五局承建的十堰市秦巴产业扶贫示范园项目三期场平工程为依托，研究BIM技术在大体量场平工程便道规划中的应用。

关键词：BIM；场平工程；便道规划

中图分类号：TU755

1依托工程概况

十堰秦巴片区产业扶贫示范园建设项目三期场平土石方工程，位于十堰市郧阳区，地基原地面为山地，西临沧浪大道，东临神定河，南北平均宽约800米，东西平均宽约730米。场平区域内原地貌自然高差高达70米，内有自然冲沟，北侧为陡峭山壁拓宽，现状山壁坡面坡度5°～35°。现状山体土石比为0.5：0.95，深层不均匀分布强风化泥质粉砂岩、强风化砾岩、强风化千枚岩、中风化千枚岩、强风化辉绿岩、中风化辉绿岩等。为保证园区内场平工程和道路工程填挖平衡，整个园区场平成型后从西往东逐级设置5个台地，三条规划道路从台地中间处穿过，台地之间高差为8米。

拟建场地原始地貌属于构造侵蚀低山丘陵地貌，规划范围内场地总体趋势为西南高东北低，原始地形位于两侧冲沟夹山脊斜坡地段，冲沟及山体自西南向东北走向，山体地形起伏较大。原始山脊最高点高程252.68m，冲沟最低点158.72m，相对高差93.96m，局部地势陡峻。场区除西南侧回填有山体开挖基岩碎块及碎屑外，其他地块均无回填材料。

图1十堰秦巴项目三期场平工程总设计图

2场地三维建模

根据项目前期施工规划，如何通过施工便道的合理布设达到场平工程土石方挖填调配的最优化，是项目前期工作的一项难点工作。

经过多方考察及讨论，项目计划通过三维建模的方式全方位、立体布设施工便道，并通过对现场整体的三维建模不断优化施工便道的布设，让现场的土石方调配转运达到最优、最合理的效果。

本文使用的软件为civil3D2018。项目前期先后投入测量人员及测量设备对场平区域原地貌进行数据采集、分析及整理，并与设计地形地貌比对核实，确保建模前数据的真实有效，以期让最终的三维建模与现场实际契合，有效合理的布设施工便道、划分区域，以指导现场施工作业。首先提取cad场平总设计图中的等高线，并将现场原地貌数据收集整理与设计图比对核实完成后，将其另存为新图。打开civil3D软件，在civil3D中打开等高线图，通过在工具空间曲面命令中点击创建曲面，并在曲面下拉菜单等高线命令中选择添加场平等高线，则场平工程的曲面模型自动生成。选中曲面，可以根据需要在曲面命令中对曲面进行修改完善。

图2场平三维建模效果图（东南视角）

3便道设计

通过组织人员对场平区域原地貌现场实际查勘，初步选择便道路线，并对现场拟定路线的测量数据采集分析，形成现场便道施工路线平面走向图。通过打开civil3D软件，使用路线命令中的路线创建工具，根据现场实际情况及土石方调配的拟定路线，绘制道路中线，再使用纵断面命令中的创建曲面纵断面绘制所选道路的曲面纵断面，然后使用纵断面创建工具在已绘制的曲面纵断面绘制上绘制道路纵断面。使用工具栏中的道路装配，选择所需绘制的道路装配。最后点击道路命令，选择路线、纵断面、装配和目标曲面，生成道路。

图3场平工程临时便道效果图

4便道优化

通过civil3D软件绘制出的可视化道路与三维地形曲面形成动态联系，并与初期拟定的现场线路比对分析，考虑土石方合理调配运距的同时，避开场平区域内高差大、便道不易修筑的不利地貌，并及时将三维地形图上的可视化道路线路反映在现场，将便道整体反映在场平区域，并与便道路线平面走向图比对，通过现场查勘及数据分析论证，最终确定场平施工便道的具体位置，并将最终线路位置及走向反映在三维可视化地形图上，作为后续施工过程中便道调整的基础参考线路。

场平施工过程中根据现场实际进度情况以及便道的实际可使用情况，及时收集过程土石方挖填情况的测量数据及便道可使用情况，并根据现场施工机械配置数量，在三维可视化基础参考线路图上及时进行调整，测算最优的便道调整线路，提前考虑，动态调整，不断优化，为现场施工作业提供了良好的可视化操作界面，利于项目的整体施工进度、成本、质量等方面的控制。

图4场平工程临时便道现场布设局部图（箭头所示）

三维地形图配合可视化便道线路图便于在高山深谷的场平工程中灵活运用，在前期施工统筹策划植入三维立体可视化的工作理念，在土石方填挖施工过程中及时有效对临时便道的线路进行动态调整，选出最优方案，指导现场进行布设，以达到最佳效果，快速推进现场施工作业具有良好的效果。大体量场平区域三维可视化便道管理过程中，还可使用软件的分析功能计算便道填挖方量、坡度等，通过自带的驾驶模拟效果，能够直观的感受便道是否合理，并能达到预期的减少运距、合理划分区域、降低施工安全风险的目的。

5总结分析

湖北省十堰市位于位于湖北省西北部，与鄂、豫、陕、渝四省市交界，地貌起伏大。随着城市发展建设用地的增加，在确保生态环保的前提下，挖山填谷的场平工程不断增多，体量不断增大，施工水平也需逐步提升。大部分住宅楼、办公楼、工业厂房等设施都在此基础上进行施工建设。

十堰市秦巴产业扶贫示范园项目三期场平工程综合考虑现状地形地貌和已建成道路，考虑填挖平衡的基础上进行设计。项目实际征地面积约56.3公顷，约56.2万平方米，可开发利用的土地约为39公顷，约39万平方米，土石方工程量近830万立方米，体量大，工期紧，地形地貌复杂，高差起伏大，无进出场道路，必需通过修建临时便道进行土石方转运。

项目成功通过BIM技术的应用，将实际的地形地貌数据整合处理，形成三维可视化模型，便道修建位置能够整体布设、立体呈现，结合实际施工进度，过程中能够通过动态管理有效对现场施工便道灵活布设，快速提升施工效率，为工程的整体推进打下了坚实的基础。

参考文献：

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