麗香鐵路路基BIM試點作為原中國鐵路總公司試點之一，除驗證各項鐵路BIM標準和BIM文件編制辦法外，主要進行路基數(shù)字化工地研究。項目于2016年3月入場，歷時9個月，取得了豐富的數(shù)字化工地分析資料...
麗香鐵路是云南藏區(qū)群眾期盼的幸福路
連接麗江、香格里拉2個旅游熱點
是提升昆明、楚雄、大理、麗江、迪慶的旅游大通道
（圖為香格里拉松贊林寺）
本試點路基段位于居都谷站附近，施工圖設計里程DK128+000—DK135+159.57，線路總長7159.57m，路堤長6489.57m、路塹長670m。路基工程有挖方71萬方、填方60萬方、預制方樁17.3萬延米、水泥攪拌樁6.3萬延米，多向水泥攪拌樁26.7萬延米。
項目主要研究工地數(shù)字化場地建設、分層填筑模型應用、連續(xù)壓實工藝分析、路塹邊坡坡率控制和復合地基施工中模型的深化應用等。
數(shù)字化場地建設
信息傳遞是數(shù)字化場地的關鍵。施工中，機械產生大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對工程質量、安全、進度起決定性作用。通過在現(xiàn)場設置無線網絡基站，配合多種通信技術，實現(xiàn)對施工場地的全覆蓋。主要通信技術包括：
使用電臺網絡將基站定位差分信號傳輸至現(xiàn)場施工機械及數(shù)字化測量系統(tǒng)
使用移動GSM將生產過程數(shù)據(jù)傳輸至遠程服務器
使用Wi-Fi將生產機械互聯(lián)，實現(xiàn)BIM及生產報表的現(xiàn)場應用
使用光纖專線接入，遠程實時監(jiān)控現(xiàn)場情況
分層填筑模型應用
分層填筑模型與分層開發(fā)模型是在設計BIM模型的基礎上，根據(jù)現(xiàn)場情況建立。分層填筑模型用于控制填筑質量和存儲施工過程數(shù)據(jù)�；谀Ｐ停郊訖C械走位及相關資料，實時顯示走位軌跡及填筑時間，真實反映實際施工分層情況，數(shù)據(jù)存檔便于后期（沉降評估等）查詢。
施工過程中，要達到最佳密實度，分層厚度的確定至關重要。分層厚度隨填料、施工環(huán)境和施工工法而變，模型分層厚度原則上通過現(xiàn)場施工前的填筑試驗段確定。施工規(guī)程中，填筑參考厚度≤0.3m，實際施工中誤差不可避免，填筑實際分層厚度與BIM模型分層厚度必存在差異，要解決這個問題，只有根據(jù)實際施工過程動態(tài)調整施工分層模型，但這會導致出現(xiàn)各分層厚度不均勻的情況。同時，這也不能解決實際施工中的分層面凹凸不平的現(xiàn)象，機械走位軌跡曲線擬合曲面可真實反映這一情況。
連續(xù)壓實工藝分析
傳統(tǒng)路基壓實質量檢測主要采用“點式”抽樣檢測，存在無法實現(xiàn)過程控制、難以界定合格區(qū)域與不合格范圍、不能反映整體區(qū)域特性、檢測點不一定具有代表性及無法實現(xiàn)信息化和數(shù)字化等缺點，連續(xù)壓實檢測與控制技術是基于上述不足而形成的一種新的壓實質量檢測與控制技術。
連續(xù)壓實檢測與控制技術通過測量振動壓路機振動輪振動信號，綜合利用動力學分析、信號處理和信息融合技術，全面考慮各種影響因素，分析計算能全面反映路基壓實質量的振動壓實值，集成嵌入式技術、網絡技術及北斗定位技術，形成連續(xù)壓實監(jiān)測設備。連續(xù)壓實過程中，可通過車載連續(xù)監(jiān)測設備LCD大屏幕實時了解路基壓實質量情況，實現(xiàn)路基壓實程度控制、壓實均勻性控制、壓實穩(wěn)定性控制及壓實工藝參數(shù)的監(jiān)控，還可優(yōu)化施工過程，避免造成過壓和欠壓。
本次研究依據(jù)《鐵路路基填筑工程連續(xù)壓實控制技術規(guī)程》，充分考慮具體情況，設定分級合理的目標：
與傳統(tǒng)檢測方法相結合，為傳統(tǒng)方法提供決策輔助
實時顯示壓實質量信息，如振動壓實值、精確的空間坐標、高程、碾壓遍數(shù)、碾壓區(qū)域、碾壓時間及振動壓路機工藝參數(shù)
指示薄弱區(qū)域的空間及時間信息
優(yōu)化測點的選擇，如選擇在薄弱區(qū)域設置或減少測點
現(xiàn)場實時指示壓實質量，輔助機手自檢
確認連續(xù)壓實施工工藝，進行多個循環(huán)的工藝驗證
路塹邊坡坡率控制
通過現(xiàn)場無線網絡、施工機械上的空間定位系統(tǒng)，實時反饋開挖過程中的坡面幾何變化，并不斷與現(xiàn)場校驗的施工模型進行比較，動態(tài)引導機械操作人員的下一步操作，消除傳統(tǒng)施工中邊施工邊放樣測量的交叉過程，避免邊坡超挖或欠挖。
項目關鍵技術
收集安裝在挖斗上的空間定位傳感設備，分析挖斗的空間運行軌跡，再實時擬合成坡面。每個挖斗的空間定位采用多個數(shù)據(jù)傳感器精確定位。與傳統(tǒng)施工工藝比較，機械的走位應強調路塹挖方采用橫向臺階分層開挖，深挖路塹采用“橫向分層、縱向分段，階梯掘進”的方式施工；合理安排運土通道與掘進工作面的位置及施工次序，做到運土、排水、挖掘、防護互不干擾，確保開挖順利進行
復合地基施工模型為預制方樁及水泥攪拌樁，模型數(shù)據(jù)由處理范圍數(shù)據(jù)和樁位數(shù)據(jù)組成。處理范圍數(shù)據(jù)：地基處理范圍體的上、下頂面及側面坐標數(shù)據(jù)。樁位數(shù)據(jù)：具體各樁位的樁頂三維坐標和樁底高程坐標，可輸出為文本格式。
試點項目研究從BIM模型中將樁基設計模型直接導入施工機械的方法，用以實現(xiàn)“設計指導施工”的無縫對接；研究樁基施工過程的全面記錄、控制及可視化追溯的應用；研究樁基關鍵質量參數(shù)的量化控制，包括成樁位置、成樁深度、成樁時間、樁傾斜度、留振時間、每次拔管高度、反插次數(shù)、反插深度、電機電流值、持力層控制、填料量、充盈系數(shù)、混凝土噴射流量及速度等。
試點實踐表明，路基數(shù)字化工地將信息化技術方法與BIM模型結合，實現(xiàn)對所有關鍵工程的全過程控制及質量監(jiān)管，尤其對復合地基處理等“隱蔽工程”，施工過程可追溯，實現(xiàn)施工過程及成果資料的可視化。數(shù)字化工地也是解決路基的剛度及沉降問題的最佳方案，具有重要的推廣應用價值。
