为解决隧道改建工程中,难以根据地表真实岩体形态对隧道模型进行动态设计与调整的问题,通过遥感测绘(无人机倾斜摄影和地面激光扫描)技术与建筑信息建模(building information modeling,BIM)相结合,形成了 一套新的隧道线路布设和结构设计方法.首先,采用无人机倾斜摄影建立地表实景模型,利用地面激光扫描技术采集隧道和外围山体的表面信息,分别从整体和细节层面分析隧道状态.其次,提出一种隧道BIM自适应建模方法:采用分段两点三次Hermite插值方法创建样条曲线作为隧道中心线,将中心线分段后,采用自适应点控制各段隧道结构单元模型的截面轮廓,通过扫掠截面创建隧道的整体模型.最后,针对隧道线路上某点进行求导后,将该点法平面近似作为隧道的横断面,将BIM模型与点云模型集成后,通过比对横断面检验隧道改建方案的合理性,并以河北省平涉公路井陉隧道改建工程为背景进行了方法验证与应用.结果表明:基于隧道BIM自适应建模方法编写的建模程序所建立的隧道模型在曲线段无裂隙或嵌入,通过改变参数可以调整隧道的线形与几何结构;将隧道点云和BIM模型相集成,能够表现设计隧道、既有隧道及外侧岩壁的相对位置关系;利用Revit进行二次开发,实现了隧道任意里程处的横断面剖切,断面视图可正确表达隧道设计.该方法有效结合了 BIM和遥感测绘技术,有助于设计中规避不良地质区域和设计良好的隧道结构.
BIM modeling method and practice of tunnel reconstruction project based on point cloud
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