[工法特點]
1 施工準備階段,通過BIM技術(shù)對擬開挖邊坡進行精確建模,對場地情況進行充分展示,諸如場地周圍的管線分布,場地巖土層分布等情況,能夠在施工前中進行施工放線的精確定位,通過數(shù)值模擬掌握施工過程中坡體穩(wěn)定性控制關(guān)鍵節(jié)點,有效地優(yōu)化施工組織安排,合理組織流水施工,避免施工過程對既有結(jié)構(gòu)的損害,利用BIM進行施工過程演示對施工人員進行技術(shù)交底,便于施工人員直觀了解施工全過程。
2 將BIM技術(shù)、數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測三種手段融合進信息系統(tǒng),形成綜合信息化施工方法,能夠?qū)崟r對邊坡穩(wěn)定性未來的變化趨勢做出準確的判斷,識別穩(wěn)定性關(guān)鍵塊體部位,并及時采取針對性的局部加強支護措施,優(yōu)化調(diào)整施工組織設計,對邊坡施工期間的穩(wěn)定性判斷更加精確,響應更加及時,邊坡穩(wěn)定性控制更加安全經(jīng)濟,充分發(fā)揮邊坡信息化施工的優(yōu)點。在施工過程中,通過現(xiàn)場開挖反饋的地層信息,對邊坡進行實時監(jiān)控,不斷更新BIM與數(shù)值模擬計算模型,使模型反映實際情況的真實性大大提高,技術(shù)人員能夠?qū)崟r掌控現(xiàn)場監(jiān)控反饋的信息。利用數(shù)值模擬通過已知的地質(zhì)條件,巖土參數(shù),既定的開挖方案等內(nèi)容,調(diào)整優(yōu)化模型,提前分析出邊坡在開挖過程中會出現(xiàn)的情況,諸如變形、塑性區(qū)發(fā)展等,直觀預測未來邊坡施工過程中可能出現(xiàn)的情況,以便及時調(diào)整施工方案,優(yōu)化施工過程,提前預警可能發(fā)生的安全問題,對有安全隱患的邊坡及時支護,大大提高工程的安全保障。
3 在竣工時能夠形成一套完整的信息化模型,對施工后驗收進行精確的模型化,能夠輔助完成項目工程結(jié)算。根據(jù)BIM竣工驗收模型,出具BIM輔助驗收報告與BIM輔助工程量測算報告。同時對工程的完整信息化記錄能夠形成相關(guān)工程信息庫,便于竣工后維護,以及能為相似工程和后期改建工程提供充足的數(shù)據(jù)支持。
4 通過施工過程中監(jiān)測信息反饋調(diào)整的BIM模型和數(shù)值模擬模型,對施工現(xiàn)場情況的真實反映,施工人員能夠精準施工,提高施工效率,根據(jù)模擬結(jié)果及時調(diào)整可避免返工造成進度延期和經(jīng)濟損失。
[適用范圍]
本工法適用于同時具有以下特點的多階土巖組合地層高邊坡的施工。
1)邊坡整體高度不超過30m;
2)采用坡率法進行支護的邊坡;
3)地層復雜多變,在邊坡開挖范圍內(nèi)包含多種不同性質(zhì)的土層或巖層,在同一段邊坡內(nèi)可能采取多種不同坡率進行放坡,僅根據(jù)地勘鉆孔面難以確定各段坡率放坡的起止點位置。
[應用實例]
1 重慶巴南區(qū)地下綜合管廊試點工程
巴南區(qū)地下綜合管廊試點工程位于重慶市巴南區(qū)龍州灣片區(qū)及高職城片區(qū),沿一縱路、燕尾山路、橫十路、教育大道車行道下,管廊總長10.514公里。其中K0+000處接現(xiàn)狀一縱路、K10+514.584處接規(guī)劃教育大道;綜合管廊分別于K4+733、K7+513.350、K9+990處分別預留崇仁路、教育大道支線及橫二十一路綜合管廊T型交叉連接口;在K8+287.540處預留與橫十六路綜合管廊十字交叉連接口;其中綜合管廊在K1+850處預留連通管廊與控制中心連接。
2 蔡家組團M標準分區(qū)縱二路南段道路工程
蔡家組團M標準分區(qū)縱二路南段道路工程位于北碚區(qū)蔡家組團M標準分區(qū),道路長度為1734米,包含道路工程(土石方工程、路基工程、人行地通道工程、高邊坡支護)、橋梁工程(跨越快速路一橫線的跨線橋一座,全長76米,采用裝配式預應力混凝土簡支小箱梁橋)、排水工程、綠化工程、照明工程、交通工程、綜合管網(wǎng)工程等。
3 工程應用情況
巴南區(qū)地下綜合管廊試點工程于K4+390~K4+720左側(cè)邊坡屬于巖土混合邊坡,坡高12m-32.5m,土質(zhì)邊坡采用植草護坡,巖質(zhì)邊坡采用噴錨支護,周圍無重要建筑物和管線。若按照一般工法施工,先開挖后支護的方式,該段邊坡由于地質(zhì)條件復雜,坡度陡,容易產(chǎn)生滑動,難以控制邊坡變形。并且該段邊坡上段為永久邊坡,下段為臨時邊坡,邊坡上下段放坡坡率不一致,采用一般工法難以確定坡頂放線位置,容易造成超挖或欠挖,影響邊坡支護的經(jīng)濟性及安全性。因此,采用綜合信息化施工工法對該段邊坡進行施工,施工結(jié)果表明,該段邊坡滿足設計規(guī)范要求,變形控制良好,取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
蔡家組團M標準分區(qū)縱二路南段道路工程土石方工程和高邊坡支護工程施工中采用了土巖組合地層多階高邊坡綜合信息化施工工法,將BIM技術(shù)、數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)相結(jié)合,共同促進邊坡進行綜合信息化施工。本工法的應用,對邊坡施工期間的穩(wěn)定性和受力情況判斷更加精確,響應更加及時;而且能夠?qū)崟r指導施工現(xiàn)場,對邊坡未來的變化趨勢做出準確的判斷;并能實時根據(jù)實際情況調(diào)整支護和施工方案,使得邊坡穩(wěn)定性控制更安全經(jīng)濟,同時使得邊坡的支護更加貼合實際。