工程概況
渝赤敘高速公路工程起于重慶市巴南區(qū)百節(jié)止于中山鎮(zhèn)西側(cè)渝川省界處，與渝赤敘高速高速公路四川段相接，路線全長(zhǎng)約65KM，其中本標(biāo)段起訖里程K15+456-K28+380，路線全長(zhǎng)12.924Km，其中雙向六車道5.624Km、雙向四車道7.3Km。線路跨越一區(qū)、兩鎮(zhèn)、四村。施工內(nèi)容包含10路、7橋、1服務(wù)區(qū)、1樞紐互通、1隧，以及中鐵段28.85Km路面工程。項(xiàng)目總工期4年，預(yù)算造價(jià)14.68億；主線橋60m鋼混組合梁1座，跨江綦高速，匝道10條，上跨4座匝道橋（鋼混組合梁2座，現(xiàn)澆箱梁2座），下穿江綦高速匝道1條，5條路基匝道、匝道涵洞5個(gè)。
渝赤敘高速公路工程方案
CAD+GIS在規(guī)劃、工可階段應(yīng)用
在規(guī)劃、工可階段，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要依據(jù)設(shè)計(jì)條件，建立設(shè)計(jì)目標(biāo)與設(shè)計(jì)環(huán)境的基本關(guān)系，提出線路總規(guī)劃、各段落結(jié)構(gòu)方式的初步解決方法等，為后續(xù)若干階段的工作提供依據(jù)及指導(dǎo)性文件。
本階段GIS模型主要采用衛(wèi)星影像、航空攝影測(cè)量生產(chǎn)的地形圖和數(shù)字正射影像建立。
通過將GIS模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入至設(shè)計(jì)選線軟件中，直觀展示線路方案與工程環(huán)境及相關(guān)控制因素之間的關(guān)系。
基于GIS模型的選線設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)可以直觀、充分地考慮線位與規(guī)劃的適應(yīng)性、對(duì)涉水設(shè)施的影響、接線條件及對(duì)環(huán)境的影響等。當(dāng)有多個(gè)比選方案時(shí)，可以將多個(gè)方案同時(shí)集成至GIS模型中展示，直觀展示各論證方案的優(yōu)缺點(diǎn)。渝赤敘高速公路工程設(shè)計(jì)過程中將多個(gè)方案導(dǎo)入至 圖新地球桌面端軟件（GIS平臺(tái)）進(jìn)行展示比選。
CAD+GIS在規(guī)劃和可研階段選線的應(yīng)用
BIM+GIS在初步設(shè)計(jì)、施工圖階段應(yīng)用
到初步設(shè)計(jì)、施工圖階段，工作進(jìn)入細(xì)化設(shè)計(jì)階段，可行性研究的設(shè)計(jì)內(nèi)容不會(huì)有太大改動(dòng)。這一階段將建立精細(xì)化BIM模型和三維GIS模型，并將二者融合應(yīng)用于設(shè)計(jì)。
GIS模型建立
GIS模型可準(zhǔn)確反映工程周邊的三維地表環(huán)境，建立GIS模型的主要方法有攝影、激光雷達(dá)、傾斜攝影測(cè)量等，其中傾斜攝影測(cè)量以精度高、模型逼真直觀等優(yōu)勢(shì)，成為目前的主流方法。
建立傾斜攝影模型流程：航空攝影→像控測(cè)量→空中三角測(cè)量（簡(jiǎn)稱空三測(cè)量） →三維建模 。
（1） 航拍攝影。為建立渝赤敘高速公路工程的三維GIS模型，采用無人機(jī)搭載專業(yè)傾斜攝影模塊進(jìn)行傾斜攝影。航空攝影地面分辨率設(shè)定為5 cm，覆蓋工程左右各500 m，航飛重疊度按航向80%、旁向70%設(shè)計(jì)。
無人機(jī)傾斜攝影
（2） 像控測(cè)量。為了將三維GIS模型準(zhǔn)確統(tǒng)一到工程坐標(biāo)系下，需實(shí)施控制測(cè)量。像控測(cè)量采用GPS RTK技術(shù)，按1 km/對(duì)的密度施測(cè)，像控點(diǎn)選在空曠、特征反差明顯的位置，影像清晰可見。RTK測(cè)量精度平面優(yōu)于2 cm，高程優(yōu)于5 cm。
像控測(cè)量
（3） 空三測(cè)量。在航空攝影和像控測(cè)量完成后，將原始航片和像控點(diǎn)輸入至Photoscan軟件，通過光束法平差，計(jì)算得到每張像片準(zhǔn)確的內(nèi)外方位元素。檢驗(yàn)空三測(cè)量精度的方法是檢驗(yàn)檢查點(diǎn)，在工程現(xiàn)場(chǎng)共測(cè)量20個(gè)檢查點(diǎn)，平面中誤差7 cm，高程中誤差9 cm。
（4） 三維建模。將空三結(jié)果導(dǎo)入至ContextCapture軟件進(jìn)行三維建模，三維GIS 模型精度優(yōu)于10 cm。
傾斜攝影模型
BIM模型建立
根據(jù)工程范圍和專業(yè)分工，劃分設(shè)計(jì)任務(wù)。建立BIM模型、制定交付標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容包括軟件資源配置標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)務(wù)流程規(guī)范、專業(yè)建模及分析標(biāo)準(zhǔn)、BIM整合標(biāo)準(zhǔn)、BIM協(xié)同標(biāo)準(zhǔn)、交付內(nèi)容、交付深度、交付格式等。
工程范圍
隧道施工方案：隧道開挖爆破采用光面爆破技術(shù)，嚴(yán)格控制超挖，嚴(yán)禁欠挖，施工采用無軌運(yùn)輸，初支采用濕噴法，襯砌拱墻背的防水層與噴射混凝土層之間設(shè)縱環(huán)向排水盲管,二次襯砌采用整體式模板臺(tái)車澆筑。二襯距離掌子面的距離Ⅳ級(jí)圍巖不得大于100m，Ⅴ級(jí)圍巖不得大于80m。開挖施工中應(yīng)著重加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)工作，及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)，做到動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、信息化施工。
干壩莊隧道主體結(jié)構(gòu)模型
明挖段圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式種類多樣，主線與匝道基坑深度變化較大，豎向設(shè)置多道支撐，且位置隨坑底變化。
邊坡圍護(hù)結(jié)構(gòu)模型
賈嗣樞紐互通主線橋梁
采用自定義部件編輯器，依據(jù)地形曲面自適應(yīng)建立接線路基模型。
BIM+GIS模型建立
三維GIS模型和精細(xì)化BIM模型建立完成后，采用中科圖新（蘇州）科技有限公司自主研發(fā)的圖新地球桌面端www.tuxingis.com（BIM+GIS模型三維數(shù)據(jù)綜合管理平臺(tái)）進(jìn)行集成應(yīng)用。通過集成BIM、GIS模型，實(shí)現(xiàn)BIM 模型與地理信息數(shù)據(jù)集成管理與展示?？梢岳肎IS平臺(tái)豐富的分析功能，實(shí)現(xiàn)工程的定位和空間、淹沒、日照、火災(zāi)分析以及通視分析等。
BIM +GIS 模型在平臺(tái)的集成效果
三維傾斜攝影模型與BIM模型結(jié)合，可以增強(qiáng)可視化效果，更重要的是輔助工程勘察設(shè)計(jì)，沿線查看環(huán)境敏感點(diǎn)、輔助分析地質(zhì)災(zāi)害、輔助拆遷分析等。
輔助拆遷分析
項(xiàng)目駐地臨時(shí)場(chǎng)布
在規(guī)劃、工可階段，CAD+GIS技術(shù)主要應(yīng)用于規(guī)劃選線；在初步設(shè)計(jì)和施工圖階段，制定傾斜攝影建模標(biāo)準(zhǔn)和BIM建模標(biāo)準(zhǔn)，并據(jù)此建立了高精度的三維GIS、BIM模型，最后通過開發(fā)BIM+GIS集成平臺(tái)，研究GIS、BIM模型的集成應(yīng)用。BIM+GIS技術(shù)可為工程精細(xì)設(shè)計(jì)、決策等提供真實(shí)、準(zhǔn)確的依據(jù)。
渝赤敘高速公路工程目前處于施工圖設(shè)計(jì)階段，BIM+GIS集成平臺(tái)還在不斷集成道路紅線數(shù)據(jù)、POI數(shù)據(jù)、地下管線數(shù)據(jù)等，最終形成一個(gè)完備的渝赤敘高速公路工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。下一步擬將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至施工管理平臺(tái)，協(xié)助施工企業(yè)進(jìn)行工程安全、質(zhì)量、進(jìn)度管理。
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