[工法特点]
1 施工准备阶段,通过BIM技术对拟开挖边坡进行精确建模,对场地情况进行充分展示,诸如场地周围的管线分布,场地岩土层分布等情况,能够在施工前中进行施工放线的精确定位,通过数值模拟掌握施工过程中坡体稳定性控制关键节点,有效地优化施工组织安排,合理组织流水施工,避免施工过程对既有结构的损害,利用BIM进行施工过程演示对施工人员进行技术交底,便于施工人员直观了解施工全过程。
2 将BIM技术、数值模拟和现场监测三种手段融合进信息系统,形成综合信息化施工方法,能够实时对边坡稳定性未来的变化趋势做出准确的判断,识别稳定性关键块体部位,并及时采取针对性的局部加强支护措施,优化调整施工组织设计,对边坡施工期间的稳定性判断更加精确,响应更加及时,边坡稳定性控制更加安全经济,充分发挥边坡信息化施工的优点。在施工过程中,通过现场开挖反馈的地层信息,对边坡进行实时监控,不断更新BIM与数值模拟计算模型,使模型反映实际情况的真实性大大提高,技术人员能够实时掌控现场监控反馈的信息。利用数值模拟通过已知的地质条件,岩土参数,既定的开挖方案等内容,调整优化模型,提前分析出边坡在开挖过程中会出现的情况,诸如变形、塑性区发展等,直观预测未来边坡施工过程中可能出现的情况,以便及时调整施工方案,优化施工过程,提前预警可能发生的安全问题,对有安全隐患的边坡及时支护,大大提高工程的安全保障。
3 在竣工时能够形成一套完整的信息化模型,对施工后验收进行精确的模型化,能够辅助完成项目工程结算。根据BIM竣工验收模型,出具BIM辅助验收报告与BIM辅助工程量测算报告。同时对工程的完整信息化记录能够形成相关工程信息库,便于竣工后维护,以及能为相似工程和后期改建工程提供充足的数据支持。
4 通过施工过程中监测信息反馈调整的BIM模型和数值模拟模型,对施工现场情况的真实反映,施工人员能够精准施工,提高施工效率,根据模拟结果及时调整可避免返工造成进度延期和经济损失。
[适用范围]
本工法适用于同时具有以下特点的多阶土岩组合地层高边坡的施工。
1)边坡整体高度不超过30m;
2)采用坡率法进行支护的边坡;
3)地层复杂多变,在边坡开挖范围内包含多种不同性质的土层或岩层,在同一段边坡内可能采取多种不同坡率进行放坡,仅根据地勘钻孔面难以确定各段坡率放坡的起止点位置。
[应用实例]
1 重庆巴南区地下综合管廊试点工程
巴南区地下综合管廊试点工程位于重庆市巴南区龙州湾片区及高职城片区,沿一纵路、燕尾山路、横十路、教育大道车行道下,管廊总长10.514公里。其中K0+000处接现状一纵路、K10+514.584处接规划教育大道;综合管廊分别于K4+733、K7+513.350、K9+990处分别预留崇仁路、教育大道支线及横二十一路综合管廊T型交叉连接口;在K8+287.540处预留与横十六路综合管廊十字交叉连接口;其中综合管廊在K1+850处预留连通管廊与控制中心连接。
2 蔡家组团M标准分区纵二路南段道路工程
蔡家组团M标准分区纵二路南段道路工程位于北碚区蔡家组团M标准分区,道路长度为1734米,包含道路工程(土石方工程、路基工程、人行地通道工程、高边坡支护)、桥梁工程(跨越快速路一横线的跨线桥一座,全长76米,采用装配式预应力混凝土简支小箱梁桥)、排水工程、绿化工程、照明工程、交通工程、综合管网工程等。
3 工程应用情况
巴南区地下综合管廊试点工程于K4+390~K4+720左侧边坡属于岩土混合边坡,坡高12m-32.5m,土质边坡采用植草护坡,岩质边坡采用喷锚支护,周围无重要建筑物和管线。若按照一般工法施工,先开挖后支护的方式,该段边坡由于地质条件复杂,坡度陡,容易产生滑动,难以控制边坡变形。并且该段边坡上段为永久边坡,下段为临时边坡,边坡上下段放坡坡率不一致,采用一般工法难以确定坡顶放线位置,容易造成超挖或欠挖,影响边坡支护的经济性及安全性。因此,采用综合信息化施工工法对该段边坡进行施工,施工结果表明,该段边坡满足设计规范要求,变形控制良好,取得了明显的经济效益和社会效益。
蔡家组团M标准分区纵二路南段道路工程土石方工程和高边坡支护工程施工中采用了土岩组合地层多阶高边坡综合信息化施工工法,将BIM技术、数值模拟和现场监测技术相结合,共同促进边坡进行综合信息化施工。本工法的应用,对边坡施工期间的稳定性和受力情况判断更加精确,响应更加及时;而且能够实时指导施工现场,对边坡未来的变化趋势做出准确的判断;并能实时根据实际情况调整支护和施工方案,使得边坡稳定性控制更安全经济,同时使得边坡的支护更加贴合实际。