在建筑施工中，我们总是会出现不同程度的工程失误，导致一系列的返工行为，造成了极大的物资浪费。而在BIM技术的引入之后，如今我们可以在利用BIM辅助施工方案可视化设计，建立施工方案的三维数字模型，优化工程整体的施工方案。这就表明了BIM辅助施工方案优化设计取得了极大的成果。下面，就让我们来看看BIM在轨道交通施工中都有怎么样的优化方案吧。

1、基于BIM的施工方案设计原理传统的施工方案深化设计，是在二维的施工图上想象构思，利用以往的施工经验，主观选择施工方案的装备、工艺等。但往往存在装备选型不合适、工艺繁琐或可行性差，以及简单的“错、漏、碰冶等深化设计图纸问题。然而，BIM的3D可视化设计环境和4D虚拟仿真环境，为施工方案的装备、工艺的设计优化、可行性验证提供了技术途径。
实现施工方案的3D可视化和4D虚拟仿真的基础，是建立能真实描述施工方案的三维数字模型，包括环境模型、结构模型和施工设施模型。其中，环境模型是施工方案的虚拟布置场地、前置及后置施工工序等环境影响因素。结构模型是施工方案虚拟建造的工程结构实体物。施工设施模型是施工方案采用的机械设备、模板、模具等作业设施，是BIM辅助施工方案设计的关键。依据模型构件的施工动态逻辑关系，通过施工步序的时间任务项驱动模型构件，表达施工方案的虚拟建造过程。

利用AutodeskRevit、Navisworks软件实现施工方案可视化设计，具体方案如下：
(1)通过Revit建立三维数字模型，每一构件的属性信息应配置唯一的施工步序参数，导出NWC模型文件；
(2)利用Excel编辑每一施工步序的时间任务项，具体包括任务名称、任务类型、开始时间、结束时间、ID序列号等，导出CSV文件；
(3)通过Navisworks导入NWC模型文件和CSV时间任务项数据源文件，利用一定的自动关联规则，使得模型构件与时间任务项一一对应关联，在Timeline虚拟仿真环境中进行时间任务项驱动模型的4D虚拟建造。图1为基于BIM的施工方案可视化设计流程。
同时，在BIM的4D虚拟仿真环境中，可以进行实时交互的过程模拟，虚拟推演施工方案的过程，动态检查方案可行性以及存在的问题，优化施工装备、工艺等。

2、3D模型协同设计模型协同设计原则：首先根据施工现场环境条件，建立环境模型，形成虚拟真实的设计环境。然后建立结构模型，将未施工的结构物对象预设在已有的施工环境中。最后在环境模型的作业空间允许界限内，结合结构模型的施工需要，在同一设计环境中，进行施工设施模型的可视化设计和虚拟仿真优化，从而实现施工方案的模型协同设计效果。
为了实现隧道仰拱与仰拱填充施工方案设计和可视化展示，需要利用AutodeskRevit软件建立以下3个模型：环境模型包括隧道初期支护、前方拱底土石方；结构模型包括仰拱、仰拱填充；施工设施模型为仰拱与仰拱填充快速施工台车。
(1)环境模型隧道初期支护、前方拱底土石方开挖，为仰拱与仰拱填充施工方案的前置施工工序。根据施工图芋级围岩芋b型衬砌断面，考虑施工工序划分原则，建立隧道初期支护与拱底土石方模型。需要注意的是，初期支护模型只需具有静态的施工环境布置特征，不参与施工方案虚拟推演过程。而拱底土石方模型，需要反映出动态开挖的过程，要赋予施工步序参数，构件的建模精度采用沿隧道轴向6m一段的划分原则。
(2)结构模型根据施工图芋级围岩芋b型衬砌断面，考虑施工工序划分原则，建立隧道仰拱与仰拱填充模型。其中，仰拱的矮边墙高出填充面300mm，仰拱填充预留中心盖板沟，仰拱采用C30混凝土，仰拱填充采用C20混凝土，两者相对独立浇筑。模型构件赋予施工步序参数，建模精度采用沿隧道轴向6m一段的划分原则。

由于众多工程的困难程度不同，我们必须根据施工难度采用不一样的施工方案，因此我们可以利用BIM模型，在事先就模拟出多种施工方案，并且采用最为合适的方案来进行指导性施工。这不仅仅大幅度降低了施工成本，还能够提高整体的施工效率，为数字化建设提供了一次完美的案例。
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