为探索BIM在铁路路基中的应用，结合西成线江油北站开展研究。

（1）通过在工程现场开展基于铁路路基的BIM数字化施工试验，第一次示范性地将BIM应用于勘察、设计和施工环节。一是展示BIM在勘察、设计、施工环节的整合应用；二是验证路基BIM应用方案的可行性，推动BIM在铁路路基中的应用；三是验证连续压实数字化施工方法，推动其推广应用；四是展示联合数字工地系统。

（2）现场试验。基于BIM的数字化施工重点关注路基填筑的施工过程控制和施工质量保证。一是从BIM获取用于数字化施工的三维设计数据；二是利用GPS流动站（引入北斗定位系统）进行数字化测量；三是机械施工引导与控制，包括挖掘机可视化引导、压路机智能压实与推土机可视化引导、铲刀自动控制与平地机铲刀自动控制；四是实时数据双向交互（手机网络、电台、WiFi无线网络、光纤有线网络的综合应用）；五是将施工过程数据动态传输到BIM数据库中，进行BIM成果远程应用；六是数据挖掘，依据铁路相关规范实时生成相关报表。

一、筹备

（1）试验区段。根据连续压实规范，试验区段长度应不小于100m，为完成数字化施工及远程展示，应有便捷的电力、网络、监控房屋等设施。选定西安一成都客运专线四川段五标江油北站四轨道站场及站台和路基段为试验区段，长约330m，宽60~80 m，包括旅客通道、换填区、排洪涵、桩基托梁挡土墙等，为非连续路基施工。

根据现场实际环境及施工进展，将试验区段划分为A，B.C、D四个区域。A区域为矩形，长35m，宽约60m，作为连续压实工艺试验段及基于BIM的数字化施工试运行场地：B区域为旅客通道及换填区，长15m，宽约60 m：B区域为一个深坑，将A，C区域分隔开，需填平后才能贯通施工；C区域为连续路基段，长150 m，宽约60m：D区域为连续路基段，长130 m，宽约60m。因排洪涵设计，D区域与C区域分隔：D区域作为对比段，采用传统施工方式，通过采集相关数据，进行数字化施工与传统施工的效能对比。

（2）基础数据。基于现有“线、站、路、涵"等二维设计资料，通过编写临时辅助程序得到三维线路。根据二维横断面设计中的地质情况，通过修改路基辅助设计软件导出Civil3D支持的地质建模插件输入数据，构建三维地质分层曲面；根据符合设计标准的平面地形图，获得三维数模点云数据和将实测横断面地面线解析为三维散点点云数据，将两类点云数据文件导入Civi3D，建立三维地面；横断面装配部件类型梳理，为建模提供依据，进行功能分类并考虑与分层填筑相关的部件构建。

二、设计

（1）三维建模。主要基于Civil3D软件开展三维建模。一是根据线路平面数据建立线路；二是根据纵断面图建立纵断面；三是采用部件编辑工具构建工点典型装配横断面：四是按装配横断面类型及对应里程范围初步生成道路；五是设置采样线，其位置与二维设计图中各横断面一致；六是按控制点位置生成特征线，将三维设计道路各横断面与二维设计图调整一致；七是生成包括路基项面及两侧坡面的分层（30cm，参数化）曲面，导出Landxml文件，用于数字化施工机械输入数据预处理；八是生成分层路基实体，供后期施工模拟、信息集成及效果展示使用。

（2）模型后期处理，主要基于3dmax软件。一是将Civil3D路基压实模型转为实体，导出格式为3dmax：二是完成3dmax中路基实体模型的完善及美化后，导入三维GIS展示平台；三是完成工地完整施工模拟动画制作，用于展示平台演示。

三、施工

施工现场应用联合数字工地系统应架设无线通信网络、定位基站等数字化系统实现网络通信和定位全覆盖；通过内业系统接收BIM的设计数据，并对设计和施工任务进行配置，同时传输给安装在施工机械上的引导与控制系统，指导机械施工。现场需要配置挖掘机1台、推土机1台、平地机1台、压路机2台，其中平地机需要实现自动铲刀控制，推土机尽量实现铲刀自动控制。机械施工过程中的全部关键数据将被实时采集并传输到后台数据库进行存储、分析与备份，按照我国铁路行业的相关规范生成相关报表，用于用户交互。这些数据将被动态、实时地传输到BIM数据库中，以实现BIM远程应用。基于BIM的数字化施工见图1。

（1）施工组织。数字工地在现场建立，主要包括数字化测量系统（GPS方式）、机械引导与控制系统（推土机、挖掘机、压路机引导系统）、无线网络通信系统（WiFi网络）、数据挖掘、交互平台等。基于BIM的施工组织流程见图2，压路机连续压实施工见图3。

（2）模拟及验证。一是施工前利用设计文件进行办公室环境下的模拟；二是施工前在现场进行系统验证，包括网络覆盖、网络接入、系统预演等。

（3）目标压实参数确定。参考连续压实规范相关规定，在试验区段数字化施工开始的第一层压实过程中（通过系统预演及连续压实参数采集），结合传统检测手段分步确定目标压实参数，需施工单位按分遍、分层要求进行配合。

（4）正式数字化施工。根据获得的目标压实参数，指导机械逐层压实其他各层。根据需要对压实薄弱区采用传统方法检测，并完成过程数据采集；采用视频录制、现场记录、系统记录等多种方式完整、真实记录试验区段全过程。

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