基岩截水帷幕灌浆BIM实施应用
时间：2020-08-06 03:49:43 来源：达达文档网 本文已影响 人 
陈锐 刘青 彭浩 马程伦 戴勇豪 罗新
摘要：本文主要介绍基岩止水帷幕施工工艺结合BIM技术在超深基坑工程中的应用。针对地表覆盖层厚，工程量大，注浆深度深，施工过程数据多的情况下，通过BIM技术提高地下工程的可视化程度，提高沟通效率。以BIM模型作为载体记录工程施工数据，保证施工过程信息的可追溯性。利用BIM模型分析预估各孔位入岩高程，为钻孔施工提供参考。并且通过BIM技术将施工过程材料损耗情况与地质情况进行整合并分析材料损耗是否正常，节约了施工成本。
Absrtact：
This article mainly introduces the application of bedrock water-proof curtain construction technology and BIM technology in ultra-deep foundation pit engineering. In view of the thickness of the ground cover， the large amount of engineering， the deep grouting depth， and the large amount of data during the construction process， BIM technology is used to improve the visualization of underground engineering and improve communication efficiency. BIM model is used as a carrier to record construction data to ensure the traceability of construction process information. The BIM model is used to analyze and estimate the rock penetration elevation of each hole position， which provides a reference for drilling construction. And through BIM technology to integrate the material loss in the construction process with the geological situation and analyze whether the material loss is normal， saving construction costs.
關键词：紧邻地铁;止水帷幕;BIM技术;可视化
Key words：
close to subway;water curtain;BIM technology;visualization
中图分类号：TV543+.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2020）21-0109-04
1 工程实例
恒大中心项目场地位于深圳市南山区白石洲，白石四道与深湾三路交汇处东南侧，总占地面积10376m2。项目规划建设1栋超高层建筑（72F），地上高约400m，拟设置6层地下室。基坑深度为39.05m和42.35m，形状呈矩形，基坑支护长约370m，开挖面积约8633m2。基坑北侧紧靠地铁11号线和9号线。在本项目红线范围内，北侧隔离桩外边缘距地铁11号上行线隧道结构外边线最近处3.0m。
2 BIM技术的应用
2.1 基岩注浆的目的
基坑紧邻地铁盾构隧道，地铁隧道埋深在17-21m，地层是回填土及海滩沉积层，富含地下水，经分析计算基坑开挖后地下水会从地下连续墙底部绕流至基坑内部造成周边地下水位下降，有较大可能会引起地铁发生较为严重的沉降变形。为控制地下水位及地下水渗流速度，采用基岩灌浆的方式控制地下水绕流量和地下水位下降量，确保基坑开挖过程地铁变形量控制在10mm之内。
2.2 施工难点
①项目基坑北侧紧邻地铁区域注浆施工过程中，可能造成地铁范围内土层发生抬动变形。②断裂带注浆封闭后，对水流路径及周边水位会产生一定的变化，可能会对地铁隧道产生影响。③基岩灌浆截水帷幕工程施工帷幕孔约1216孔，钻孔长度约77534m，注浆长度约25890m，工程量大，施工过程数据多。④覆盖层深度较深，局部达50m，上拔套管过程中易出现预埋孔口管脱落、错位及套管固结无法拔除，出现套管报废、废孔等问题。⑤微风化岩层较深，局部岩层钻进深度40m;硬度较高，岩石强度达到136MPa。钻进过程中易发生钻头磨损，岩芯管断裂，更换钻头、打捞钻杆需花费大量的时间和劳动力。⑥岩石面高程起伏大，其地层中夹杂有孤石等，每孔见岩面高程不一致，易出现误判，施工过程中易出现废孔。
2.3 BIM实施应用
针对基岩注浆施工过程中遇到的各种难题，本文创新利用BIM技术结合基岩注浆施工工艺解决施工过程所遇到的难题，具体应用点如下：
①通过建立等比例的场地、施工设备、临时建筑模型，并在场地内通过颜色对施工区域进行分区，实现对灌浆站、沉淀池、钻孔设备空间布置的合理规划。（图2）
②项目施工前，将墙下帷幕与周边地铁模型，已施工完成的地连墙模型进行整合，对图纸进行审查，确保墙下帷幕与地连墙的搭接长度，并结合地质模型，分析中间位置破碎带范围及走向，明确工程施工重难点区域。（图3-图6）
③通过三维施工动画，可以快速了解并掌握四个分区在施工方式上的差异，提高技术人员与现场施工人员、监理、业主之间的沟通效率。
④利用Navisworks，将模型和进度计划关联，施工内容精确到每天的每一个灌浆孔，确保施工人员了解当天的施工内容与施工区域。
⑤建立参数化灌浆孔族，利用模型记录灌浆施工过程信息，且可以通过明细表随时导出为excel，便于工程量統计、资料整理及后期查询分析。（图9）
⑥利用BIM模型可以直观展示施工成果，通过材质区分各灌浆孔灌浆材料损耗，可辅助项目技术人员对材料损耗较大的孔的空间分布进行分析。
⑦为保证基坑防渗效果，本项目施工内容中包含对中间破碎带区域进行封底灌浆，该区域中包括以基坑底标高起灌及以中风化岩面起灌两种灌浆方式。利用三维地质模型，在灌浆区域进行剖切确定入岩高度，对灌浆起灌标高参数表的编制起到了极大的帮助。（图11）
3 效益分析
3.1 经济效益
基岩注浆传统方式根据需要进行分析的孔位，找到对应位置的地勘图纸，在地勘图纸的基础上，再绘制帷幕灌浆孔，并对各段灌浆孔的孔号、透水率、注浆量进行标注。平均绘制效率为30min/张。通过采用BIM技术将三维地质模型与帷幕灌浆模型链接后，在需要的位置添加剖面即可，点选任意灌浆段次模型不仅可以获取该段灌浆孔的孔号、透水率、注浆量，还可以了解到其平均单耗、灌浆方法、灌浆压力，施工日期等信息。极大节省项目工作人员工作难度，提高工作效率，在BIM技术的损坏及工期分析下，使原定基岩注浆施工工期由原250天缩短至156天，其中每天产生的机械租赁费、人工费、材料费约需10万元，直接经济效益减少940万元。
3.2 社会效益
本文论述的BIM技术结合基岩注浆施工工艺成功解决了基岩注浆在地表覆盖层厚、工程量大、施工过程数据多等诸多难题，在实用性、高效性、安全性、环保性等方面得到了业主和社会各界的一致好评。为以后BIM技术在深基坑工程中的应用提供了宝贵的经验，该技术具有广泛的应用和推广前景。
4 结语
随着BIM技术的改革创新，其应用不仅能够起到提升施工过程中空间问题及地质问题的事前规划与事后分析效率，更能保障工程施工质量、降低工程施工的时间成本，使工程在施工过程中更加信息化、智能化。
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