李曉軍，田吟雪，陳樹汪，王安民

(1.同濟大學土木工程學院，上海 200092；2.云南省交通規(guī)劃設計研究院有限公司，云南 昆明 650041)

0 引言

建筑信息模型(BIM)技術已在土木工程多個領域得到廣泛應用，根據(jù)美國國家建筑信息模型標準項目委員會對BIM的定義，BIM是指設施的物理和功能特性的數(shù)字化表述[1]。從本質(zhì)上講，BIM是一個包含工程項目設計、施工、運營、管理和維護階段的全壽命共享數(shù)據(jù)庫，能夠有效地提高項目進度和效率，控制項目成本，降低項目風險[2]。2012年以來，我國住房與城鄉(xiāng)建設部先后發(fā)布《關于印發(fā)2012年工程建設標準規(guī)范制定修訂計劃的通知》、《關于推進BIM技術在建筑領域應用的指導意見》等文件，明確我國BIM發(fā)展的目標，促進建筑工程領域發(fā)布一系列BIM標準[3-7]。2017年，交通運輸部提出《推進智慧交通發(fā)展行動計劃》，推動BIM技術在重大交通基礎設施項目全壽命周期的應用。截至2018年底，全國共發(fā)布40多項BIM相關政策及標準，旨在加速推進BIM技術在土木工程各個領域的應用。

由于隧道工程具有帶狀分布、與地質(zhì)條件密切相關等特征[8]，BIM技術在隧道工程中的應用與建筑工程相比還有一定的差距。為了加強BIM技術在隧道工程中的適用性，進一步落實隧道工程信息化管理，從BIM標準、信息建模技術、全壽命周期應用等方面，對BIM技術在隧道工程中的應用現(xiàn)狀進行綜述與分析，旨在找出BIM技術應用于隧道工程的瓶頸問題，提出建議供同行參考。

1 BIM標準現(xiàn)狀與分析

1.1 國內(nèi)外BIM標準現(xiàn)狀

1.1.1 國外BIM標準

隧道工程數(shù)據(jù)標準是數(shù)字化和信息化的基礎[9]，包括工程數(shù)據(jù)的名稱、代碼、分類編碼、數(shù)據(jù)類型、精度、單位、格式和元數(shù)據(jù)等標準形式[10]，有助于隧道工程數(shù)字化工作高效有序開展[11]。國際數(shù)據(jù)互用聯(lián)盟(IAI)1995年提出的IFC數(shù)據(jù)標準[12]和國際地理信息開放聯(lián)盟(OGC)2002年制訂的數(shù)據(jù)標準CityGML[13]包含的隧道信息極少，美國設備、基礎設施與環(huán)境空間數(shù)據(jù)標準(SDSFIE)[14]和美國環(huán)境系統(tǒng)研究所公司(ESRI)制訂的交通數(shù)據(jù)標準中包含了隧道，但僅是對隧道外形輪廓的描述[15]。美國2007年發(fā)布國家BIM標準[1]，現(xiàn)已更新至第3版，已成為歐洲、北美、韓國及多個英聯(lián)邦國家制定BIM標準的基礎[16]。英國、挪威、澳大利亞、荷蘭、新西蘭等國先后發(fā)布BIM標準，制訂基于IFC模型交換的數(shù)據(jù)標準，覆蓋BIM在建筑工程各階段的應用要求與功能。新加坡、日本、韓國等國家先后發(fā)布BIM指南或手冊，涵蓋建筑工程領域BIM建模規(guī)范和協(xié)作程序，國外BIM技術相關標準見表1。總體上，國外BIM技術標準目前尚未包含隧道工程數(shù)據(jù)標準，負責IFC標準的buildingSMART國際組織計劃于2021年6月推出針對隧道工程數(shù)據(jù)標準IFC Tunnel。

表1 國外BIM技術相關標準Table 1 Foreign standards of BIM technology

1.1.2 國內(nèi)BIM標準

我國住房和城鄉(xiāng)建設部已發(fā)布一系列BIM技術國家標準，包括分類和編碼標準[3]、設計交付標準[4]、施工應用標準[5]和應用統(tǒng)一標準[6]，如表2所示。這些標準可分為基礎技術性標準和實施應用性標準?；A技術性標準又分為分類與編碼、存儲與交換2個細類；實施應用性標準分為建模、交付和應用3個細類。

表2 國內(nèi)BIM技術國家標準Table 2 National standards of BIM technology in China

在城市軌道交通工程領域，北京市與深圳市發(fā)布了城市軌道交通設施設備分類與編碼標準[18-19]，上海申通地鐵集團有限公司和上海市住房和城鄉(xiāng)建設管理委員會發(fā)布了城市軌道交通工程信息模型建模指導意見[20]、城市軌道交通信息模型交付標準[21]和技術標準[22]，規(guī)定了地鐵隧道工程設施設備的分類與編碼要求、建模流程、交付內(nèi)容以及在工程各階段中需具備的功能與提交的成果。

在鐵路工程領域，中國鐵路BIM聯(lián)盟發(fā)布了較為完善的BIM標準體系[23-35]，包括分類與編碼、儲存與交換、交付和應用等類別，對鐵路工程中的BIM技術應用起到了重要的推動作用。該BIM標準體系覆蓋了路基、橋梁、隧道等工程對象，對于推動隧道工程BIM技術應用同樣起到了重要作用。

在公路工程領域，江蘇省發(fā)布了公路工程信息模型分類和編碼規(guī)則[36]，包含公路隧道分項工程的分類方法與編碼規(guī)則，為BIM技術在公路隧道工程的應用奠定了基礎。

我國隧道工程相關領域信息模型規(guī)范與標準見表3。相比于鐵路工程和城市軌道交通工程，目前公路工程領域的BIM標準體系制訂工作相對滯后。

表3 我國隧道工程相關領域信息模型規(guī)范與標準Table 3 Specifications and standards of information model in related fields of tunnel engineering in China

1.2 隧道工程領域BIM標準發(fā)展分析

綜合國內(nèi)外相關領域信息模型標準，可以看出，我國隧道工程技術標準較為領先，對BIM技術在隧道工程中的應用起到重要推動作用。但是，現(xiàn)有標準仍存在一定局限性。1)與隧道工程密切相關的地質(zhì)信息模型標準尚不完善，例如《鐵路工程信息模型數(shù)據(jù)存儲標準》[26]指出，巖土體類型使用動態(tài)擴展的方法引用《鐵路工程信息模型分類和編碼標準》[24]中“表60-地理信息”的相關條目進行定義，實質(zhì)上是將地質(zhì)信息模型的工作留給使用人員自行補充。2)鐵路工程信息模型標準體系雖然較為全面，但其中隧道工程的信息模型標準主要適用于設計階段，而不適用于施工階段；對于隧道工程而言，地質(zhì)條件變化經(jīng)常導致設計變更，因此，設計階段的BIM應用若要延伸到施工階段，則還需要做大量的工作。3)不同領域的隧道工程信息模型標準體系的完善程度不同；與鐵路工程相比，城市軌道交通工程建筑領域缺少存儲與交換類別的標準，公路工程領域的信息模型標準則更少。4)現(xiàn)有的標準未能覆蓋隧道工程的全壽命周期。

針對上述問題，現(xiàn)階段應根據(jù)隧道工程的特點，不斷完善現(xiàn)有信息模型標準，補充隧道地質(zhì)信息模型和施工階段信息模型的內(nèi)容，形成專門針對隧道工程的信息模型標準，促進不同行業(yè)隧道工程的BIM技術應用。從長期來看，還需要推進隧道運營維護階段信息模型標準的制訂。

2 隧道工程信息建模技術現(xiàn)狀與分析

2.1 隧道工程信息建模技術現(xiàn)狀

2.1.1 隧道結(jié)構(gòu)BIM建模

現(xiàn)有的隧道結(jié)構(gòu)BIM建模方法可分為：1) 提取隧道軸線、建立參數(shù)化模型單元、將模型單元沿軸線拼接；2) 開發(fā)隧道輔助設計系統(tǒng)，根據(jù)軸線坐標和參數(shù)化斷面設計，建立一體化隧道結(jié)構(gòu)模型。目前主流的BIM建模軟件缺少隧道結(jié)構(gòu)所需的模型族庫，直接建立隧道結(jié)構(gòu)模型存在諸多不便。

1)在山嶺隧道方面，文獻[37]基于IFC Alignment 1.0標準，對鐵路工程常用緩和曲線統(tǒng)一參數(shù)表達、里程系統(tǒng)和非幾何屬性等進行擴充與修改，實現(xiàn)隧道中心線數(shù)據(jù)精確傳遞，自動生成線路中心線對象;文獻[38]利用Microstation軟件建立能夠重復使用、參數(shù)驅(qū)動的隧道三維模型單元，提高設計效率和模型標準化程度;文獻[39]將不同圍巖等級的參數(shù)化單元構(gòu)件模型根據(jù)地質(zhì)情況，沿三維軸線拉伸和拼裝形成整條隧道模型。2)針對隧道中存在的橫通道等附屬結(jié)構(gòu)，文獻[40]開發(fā)了洞室與暗洞相交點的自動剪切程序，提高隧道接口處建模的效率。3)在盾構(gòu)隧道方面，文獻[41-42]建立盾構(gòu)隧道管片參數(shù)化模型，根據(jù)隧道線路自動計算每環(huán)管片安裝位置坐標和方向向量，通過拼裝形成盾構(gòu)隧道整體結(jié)構(gòu)模型。除通過拼接模型單元建立完整隧道外，文獻[43]基于BIM軟件開發(fā)隧道輔助設計系統(tǒng)，通過坐標數(shù)據(jù)生成三維軸線，經(jīng)參數(shù)化斷面設計后建立洞身模型，并附加構(gòu)件屬性信息，最后對橫通道進行自動識別和剪切，得到一體化隧道結(jié)構(gòu)模型。

上述建模方法均已較為成熟，能夠方便且較為準確地建立隧道結(jié)構(gòu)BIM模型。然而在一些結(jié)構(gòu)特殊部位，例如結(jié)構(gòu)形式改變處、橫通道處等，一般需要進行較多的人工處理。

2.1.2 BIM與GIS集成

隧道工程信息模型需要將結(jié)構(gòu)信息模型與地形地質(zhì)信息模型相結(jié)合，以保證其完全性。結(jié)構(gòu)信息模型主要在BIM軟件中建立，地形地質(zhì)信息模型主要在GIS軟件中建立[2]，兩者集成在一起有3種做法：1)將GIS數(shù)據(jù)載入BIM。例如，文獻[44]采用PowerCivil軟件建立隧道模型與地形地質(zhì)三維模型，通過IFD編碼實現(xiàn)結(jié)構(gòu)和地質(zhì)屬性信息的附加，將地質(zhì)模型與隧道結(jié)構(gòu)模型集成于BIM平臺；文獻[45]通過二次開發(fā)，將GIS空間分析得到的地質(zhì)風險評估結(jié)果顯示在BIM平臺上，實現(xiàn)對GIS數(shù)據(jù)的管理。2)將BIM模型載入GIS。文獻[46]在GIS中集成隧道BIM模型、三維地形地質(zhì)模型，利用數(shù)據(jù)庫存儲隧道線形定位坐標與地質(zhì)巖溶信息，實現(xiàn)隧道定位、巖溶病害查詢等功能。3)將BIM與GIS數(shù)據(jù)導入第三方平臺集成，利用ID建立2個模型之間的準確映射，將幾何模型和屬性數(shù)據(jù)關聯(lián)[47]，集成于Web等平臺綜合分析隧道安全風險[45]。

以上方法通過ID映射關聯(lián)幾何與屬性信息，均能有效地將隧道工程BIM模型與GIS數(shù)據(jù)集成，避免數(shù)據(jù)丟失。當關注協(xié)同設計、仿真模擬、工程量計算與出圖等應用時，將GIS數(shù)據(jù)載入BIM平臺的做法更具優(yōu)勢；當關注施工進度管理、地質(zhì)災害與風險評估等功能時，將BIM模型載入GIS的做法更具優(yōu)勢。

2.1.3 LOD分級與模型輕量化

在展示隧道高精度模型時，特別是對于長隧道和特長隧道，往往難以保證其可視化效率[48]，會影響B(tài)IM在隧道工程應用的用戶體驗?！冻鞘熊壍澜煌ㄐ畔⒛Ｐ图夹g標準》[22]與《鐵路工程信息模型交付精度標準》[30]根據(jù)隧道的階段和用途劃分了模型精度與細節(jié)層次(LOD,Level of Detail)，并明確規(guī)定各級模型應包含的構(gòu)件內(nèi)容，為模型輕量化提供基礎。文獻[39]采用LOD3.0精度建立完整隧道模型，在重要工點采用LOD3.5精度模型，在保證關鍵節(jié)點精度的同時縮減完整隧道的數(shù)據(jù)量。文獻[49]提供隧道全景模型、隧道實景和變電所3個不同LOD的情境體驗，分別展示整條隧道的土建結(jié)構(gòu)和周邊地理信息、隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)件和周邊道路、變電所內(nèi)設備的基本信息和工作動態(tài)，實現(xiàn)了隧道模型輕量化。文獻[50]定義了不同LOD所包含的隧道構(gòu)件及精細程度，根據(jù)用戶視角與隧道模型的距離的變化，動態(tài)加載不同LOD等級的隧道模型，有效提高了隧道模型的可視化效率。文獻[51]提出了盾構(gòu)隧道多尺度幾何信息模型的表達方法，將盾構(gòu)隧道的IFC模型與LOD結(jié)合，提高了可視化效率，并且在低LOD模型上做出的修改可以自動更新高LOD模型[52]。

目前，隧道模型的LOD分級的做法已逐漸普及，有利于實現(xiàn)工程應用的標準化和一致性。但是如何將模型LOD分級與模型輕量化展示相結(jié)合，更多地需要依賴可視化軟件技術的實現(xiàn)。

2.2 隧道工程信息模型建模技術分析

盡管主流的BIM建模軟件缺少隧道結(jié)構(gòu)所需的模型族庫，但是通過二次開發(fā)或輔助設計系統(tǒng)，隧道結(jié)構(gòu)BIM建模技術已基本成熟。下一步需要重點解決結(jié)構(gòu)形式改變處、橫通道處等特殊位置的高效建模問題，以及設計變更時隧道模型的自動更新問題。在結(jié)構(gòu)信息模型與地形地質(zhì)信息模型集成方面，目前技術已日趨成熟且有多種實現(xiàn)方式，應根據(jù)應用需求特點來選擇具體采用哪種集成方式。在隧道模型LOD分級方面，目前已基本達成共識，但在模型輕量化展示上，更多需要軟件技術支持。

3 BIM技術在隧道工程中應用現(xiàn)狀與分析

3.1 BIM技術在隧道工程各階段中的應用現(xiàn)狀

3.1.1 規(guī)劃與勘查階段

美國國家建筑科學研究院在國家標準中總結(jié)了BIM技術在項目中的應用，其中包括規(guī)劃階段，2013年上海市規(guī)劃國土資源局發(fā)布了《上海市建設工程三維審批規(guī)劃管理試行意見》，明確了BIM在規(guī)劃方面應用的作用與地位[53]，然而BIM技術在隧道等地下工程規(guī)劃與勘查階段的應用案例仍然少見報道[54]。

3.1.2 設計階段

隧道工程設計階段一項重要工作是通過計算確定隧道結(jié)構(gòu)的設計尺寸和材料用量。1)基于隧道工程BIM模型，通過提取模型中的幾何與屬性等關鍵數(shù)據(jù)，能夠自動生成有限元計算模型[55-56]，并對結(jié)構(gòu)設計進行優(yōu)化，在保證安全的同時降低工程成本。文獻[57]提出了用于盾構(gòu)隧道掘進過程信息建模、結(jié)構(gòu)分析和可視化設計的SATBIM平臺，開發(fā)了全自動隧道建模器，建立不同LOD的數(shù)值模型，實現(xiàn)了高度自動化的模型生成、設置和執(zhí)行功能，有效提高計算效率。2)文獻[58]通過提取地層數(shù)據(jù)與隧道幾何數(shù)據(jù)，生成隧道BIM模型，結(jié)合二次開發(fā)，進行網(wǎng)格劃分，導入FLAC軟件實現(xiàn)有限元計算，并將計算結(jié)果導入BIM模型進行渲染，實現(xiàn)基于BIM的有限元計算結(jié)果可視化。3)隧道結(jié)構(gòu)BIM模型能夠?qū)崿F(xiàn)正洞、附屬洞室、輔助坑道等工程量的自動計算與輸出，提高建設成本計算的精度和效率[59]。4)在BIM軟件中修改三維模型能夠自動更新二維圖紙，實現(xiàn)二維輔助出圖，在設計變更時提高工作效率[60]。5)隧道BIM模型可以和通風、機電、給排水等集成在一起，實現(xiàn)各專業(yè)的協(xié)同設計與信息共享[61]，在工程施工前進行碰撞檢查，避免出現(xiàn)空間矛盾等問題[62]。文獻[52]建立了盾構(gòu)隧道多尺度協(xié)作平臺，支持多個用戶同時修改模型，實現(xiàn)隧道工程協(xié)同設計，有效提高建模與設計效率。在鐵路工程領域，已有多項研究探索BIM技術在隧道工程中的應用。文獻[43]基于Bentley平臺開發(fā)隧道輔助設計系統(tǒng)，根據(jù)圍巖狀況精確建立隧道設計模型，并結(jié)合IFC/IFD編碼標準，實現(xiàn)自動附加工程信息，建立完整的鐵路隧道輔助設計流程。

BIM技術在隧道工程設計階段已日趨成熟，逐步應用于有限元模型的自動生成和計算結(jié)果可視化、工程量統(tǒng)計、二維輔助出圖、碰撞檢查等多個方面。

3.1.3 施工階段

施工安全與風險管控、進度和質(zhì)量管理是隧道施工階段的重要關注點，BIM技術的應用對此有著重要的推動作用。

1)采用基于BIM的4D虛擬施工技術，在施工前通過施工方案模擬，有助于確定最佳施工順序和時間節(jié)點，使施工人員更加直觀地掌握施工技術[63]。

2)基于BIM的施工進度管理，通過填報施工組織計劃和電子施工日志，能夠生成格式化施工進度報表，實現(xiàn)施工進度計劃編制、施工進度形象跟蹤、施工進度對比等三維可視化監(jiān)控與分析[64]。文獻[65]提出了基于BIM的盾構(gòu)隧道施工可視化輔助系統(tǒng)，結(jié)合傳感設備進行數(shù)據(jù)實時采集與處理，從數(shù)據(jù)層、模型層、服務層和應用層展開對隧道工程中設備、材料、進度、人員、質(zhì)量與安全的動態(tài)化和智能化管理，在保證隧道整體施工質(zhì)量和安全風險防范等方面取得了良好效果。文獻[66]開發(fā)了隧道BIM移動端應用平臺，現(xiàn)場作業(yè)人員通過手機移動端將施工進度、施工質(zhì)量和施工安全等信息上傳和發(fā)布至平臺，實現(xiàn)施工進度、施工質(zhì)量、施工安全的可視化管理和信息共享。

3)結(jié)合超前地質(zhì)預報的風險評估信息，建立隧道施工安全風險識別系統(tǒng)和預警系統(tǒng)[67]，能夠?qū)κ┕ぐ踩珷顟B(tài)進行監(jiān)控[68]，實現(xiàn)施工安全風險控制。文獻[45]集成了地鐵隧道結(jié)構(gòu)模型和地質(zhì)模型，實時反饋隧道施工中遇到的巖性變化、可能遭遇的地質(zhì)災害及其危險程度，并整合施工進度、隧道結(jié)構(gòu)變形、地面沉降、建筑物沉降傾斜等實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，綜合分析地鐵隧道施工安全。文獻[69]以京張高鐵清華園隧道工程為例，建立隧道BIM質(zhì)量管理平臺，實現(xiàn)可視化進度管理、施工動態(tài)監(jiān)控、動態(tài)風險三維預警等應用，提高工程建設信息化管理水平。

由此可見，BIM技術在隧道施工階段已成功應用于隧道施工方案模擬、施工進度可視化監(jiān)控、施工質(zhì)量管理、工程風險預警等多個方面，并發(fā)揮出越來越重要的作用。隧道在施工中的地質(zhì)條件變化和不良地質(zhì)體是重要風險源，由此引起的設計變更較為常見，如何基于BIM技術實現(xiàn)超前地質(zhì)預報和掌子面地質(zhì)素描等地質(zhì)信息綜合管理、安全風險分析、施工變更處理、模型自動更新等工作的高效信息化處理，對于提高隧道工程信息化管理水平具有重要的作用，BIM在這方面的應用需要進一步加強。此外，隧道施工過程中的自動化和智慧化決策程度較低，未來應將BIM技術與大數(shù)據(jù)和機器學習等技術相結(jié)合，建立能夠自主判斷和決策的隧道施工風險管理系統(tǒng)。

3.1.4 運營維護階段

隧道在運營維護階段易出現(xiàn)裂縫和滲漏水等病害，傳統(tǒng)上病害以展開圖、調(diào)查表等方式記錄和展示[70]，可視化和信息化程度較低。BIM技術的應用能夠有效提高運營維護階段中隧道監(jiān)測與病害數(shù)據(jù)管理的效率，目前在隧道工程領域已取得以下成果：1)通過BIM模型和動態(tài)監(jiān)測預警，顯示結(jié)構(gòu)變形、滲水和破壞等情況的位置，有助于及時采取措施控制危險源[60]；2)將病害圖像導入隧道BIM模型，實現(xiàn)隧道病害三維可視化效果展示，能夠有效提高隧道的安全狀況評定、日常維護和管理等工作的效率[71]，基于BIM模型開發(fā)虛擬巡檢功能，管理人員能全面掌握隧道內(nèi)部情況，對隧道病害做出在線診斷和快速響應[49]；3)將隧道設施設備錄入隧道工程BIM模型，綁定其編號和名稱，有助于快速獲取設施設備的資料信息，實現(xiàn)設施設備的定期檢查和管理[72]，同時，設施設備的定期檢查和維護會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，在BIM基礎上開發(fā)設施設備管理模塊，儲存和管理維修記錄，形成完整閉合的信息流，有助于避免信息在保存過程中流失[73]；4)基于BIM開發(fā)隧道應急預案系統(tǒng)，有利于迅速確定和發(fā)布災害位置信息，及時切斷受損設備，防止受影響范圍的進一步擴大[73]。

在隧道運營維護階段，BIM技術主要應用于實時動態(tài)監(jiān)測預警、病害信息可視化、設施設備維護管理、突發(fā)事故應急預案管理等方面，實現(xiàn)了不同專業(yè)之間的信息共享，有利于提高管理人員工作效率，保障隧道安全運營。未來BIM技術應與運營維護階段大數(shù)據(jù)管理和智能分析相結(jié)合，為結(jié)構(gòu)性能評定、維護養(yǎng)護方案制訂和優(yōu)化等提供輔助決策依據(jù)，為隧道的智慧運營維護奠定基礎。

3.1.5 全壽命周期

隧道BIM模型作為工程全壽命信息的載體，應當在全壽命周期中得到持續(xù)應用。文獻[74]基于BIM平臺驗證和完善鐵路工程IFC與IFD標準，實現(xiàn)BIM模型由設計階段向施工階段的轉(zhuǎn)換，為BIM技術在鐵路工程全生命周期的應用提供技術支撐。文獻[75]遵循全壽命理念提出隧道協(xié)同管理平臺，覆蓋規(guī)劃、設計、施工和運營維護4個階段，包含構(gòu)件庫、模型、地形、進度、成本、質(zhì)量、能耗和安全等系統(tǒng)，然而該平臺目前尚未應用于實際工程。文獻[76]提出鐵路工程建設信息化全壽命周期管理平臺，建立基于BIM技術的行業(yè)統(tǒng)一私有云平臺，在深化設計、施工和運營維護等階段實現(xiàn)鐵路工程質(zhì)量、進度、安全等全方位管理。文獻[77]提出基礎設施智慧服務iS3系統(tǒng)，基于信息流的思想，將信息化過程分為采集、處理、建模、表達、分析和服務等組成部分，通過建立與GIS和BIM等軟件開放式接口，實現(xiàn)全壽命周期階段信息的集成，并提供面向工程應用的智慧化服務[78]。

上述研究表明，BIM技術在隧道工程全壽命周期中的持續(xù)應用已經(jīng)得到城市軌道交通、鐵路、公路等行業(yè)的高度重視，但目前公開發(fā)表的成功案例還比較少，多數(shù)是如何打通設計與施工或施工與運營維護等2個不同階段的障礙。這與隧道工程涉及單位多、信息種類多、數(shù)據(jù)格式多、信息分散等多方面因素有關。隨著BIM技術在行業(yè)內(nèi)的進一步普及應用，應加強全壽命周期集成平臺的開發(fā)，實現(xiàn)多來源、多類型信息集成與應用。

3.2 BIM技術在隧道工程中的應用分析

現(xiàn)有研究表明，BIM技術在隧道工程的設計、施工和運營維護中已經(jīng)得到較為廣泛的應用，其中在設計階段的應用最為成熟，在施工階段和運營維護階段的應用也越來越深入。目前，BIM技術在施工階段應在多源地質(zhì)信息綜合管理、施工安全信息綜合管理與風險動態(tài)分析、設計變更、模型自動更新等方面繼續(xù)深入，為隧道動態(tài)設計與施工提供信息化技術支撐，使BIM真正成為業(yè)主、設計、施工、監(jiān)理和監(jiān)測等單位之間的高效信息共享平臺。BIM技術還要加強全壽命周期集成平臺的研發(fā)，推進從設計、施工到運營維護的全壽命持續(xù)應用。未來BIM技術還要與大數(shù)據(jù)和智能分析相結(jié)合，實現(xiàn)隧道設計、施工和運營維護的智能化輔助決策。

4 結(jié)論與建議

BIM技術在隧道工程中具有廣闊的應用前景，也是當前非常活躍的研究方向。本文對BIM技術在隧道工程中的研究和應用現(xiàn)狀進行系統(tǒng)綜述，從信息模型標準、建模技術、全壽命周期等方面的應用進行總結(jié)和分析，并對今后的發(fā)展提出如下建議。

1)現(xiàn)階段，我國在隧道工程信息模型技術標準上較為領先，對BIM技術在隧道工程中的應用起到了重要的推動作用。下一步應將BIM標準從設計階段延伸至施工階段和運營維護階段，同時提升對地質(zhì)信息模型標準的重視度，建立與完善相關地質(zhì)信息模型標準。此外，形成專門針對隧道工程的信息模型標準，對于促進不同行業(yè)中隧道工程的BIM應用將有著重要的作用。

2)隧道結(jié)構(gòu)BIM建模技術已基本成熟，下一步重點需要解決隧道附屬結(jié)構(gòu)等特殊部位在高效建模設計變更時模型自動更新和不同精度模型同步更新的問題。隧道模型LOD分級目前已基本達成共識，但在模型輕量化展示上，更多需要軟件技術支持。

3)BIM技術在隧道工程的設計、施工和運營維護等階段均已得到較為廣泛的應用，下一步要在隧道動態(tài)設計與施工等方面進一步深化BIM技術的支撐作用，打通隧道工程各階段之間的信息障礙，推進隧道工程全壽命周期BIM平臺的研發(fā)與持續(xù)應用。此外，BIM技術還需進一步結(jié)合大數(shù)據(jù)和智能分析等技術，為隧道的智能設計、施工和運營維護奠定基礎。