[发明专利]基于BIM技术的隧道开挖三台阶七步方法

摘要

本发明提供了一种基于BIM技术的隧道开挖三台阶七步方法，包括如下步骤：S1，根据施工工程建设要求，形成设计施工工程基本数据信息，依次对工程本体的相关参数进行配置；S2，按照模型分段施工的特点，建立分段方向、分段路径、长度、偏差、规则的分段约束条件，生成分段面，再与工程设计结果模型进行分段布尔运算，获得一系列的分段模型；S3，按照隧道开挖三台阶七步法施工的特点，设定拆分起始的方向、配置拆分方法中各个尺寸的参数和规则约束条件，生成拆分面，再沿着选取的中心线对分段模型进行分割，获得分块模型。通过开挖三台阶七步的隧道模型划分方法提高工程项目施工管理的精度和准确性，提高项目执行效率。

主权项

1.一种基于BIM技术的隧道开挖三台阶七步方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，根据施工工程建设要求，形成设计施工工程基本数据信息，依次对工程本体的相关参数进行配置；

S2，按照模型分段施工的特点，建立分段方向、分段路径、长度、偏差、规则的分段约束条件，生成分段面，再与工程设计结果模型进行分段布尔运算，获得一系列的分段模型；

S3，按照隧道开挖三台阶七步法施工的特点，设定拆分起始的方向、配置拆分方法中各个尺寸的参数和规则约束条件，生成拆分面，再沿着选取的中心线对分段模型进行分割，获得分块模型。

2.根据权利要求1所述的基于BIM技术的隧道开挖三台阶七步方法，其特征在于，所述S1包括：

S1‑1，根据施工工程建设要求，形成设计施工工程基本数据信息，根据建设要求，依次从XY平面、YZ平面和XZ平面获取施工工程数据；

S1‑2，根据三维方向获取工程本体隧道土方的体量数据；

S1‑3，按照施工特点和属性进行拓展和管理，依次对工程本体的相关参数进行配置。

3.根据权利要求1所述的基于BIM技术的隧道开挖三台阶七步方法，其特征在于，所述S2包括：

S2‑1，获取施工工程数据中对象模型的中心线及拆分起点；

S2‑2，根据施工工程模型的坐标数据，获得沿中心线拆分的扫掠长度H_j的值，获得沿中心线剖分方向上H_j对应的点坐标，然后通过该点生成垂直于中心线剖分方向的剖分面，然后依次与剖分对象进行分段布尔运算，获得分段结果；

S2‑3，对每个分段的实体进行属性配置，包括：颜色、透明度、施工类型、人员、时间进行赋值。

4.根据权利要求1所述的基于BIM技术的隧道开挖三台阶七步方法，其特征在于，所述S3包括：

S3‑1，进行分段之后，选择施工工程模型中的某段或多段为分块对象，计算这些对象模型沿中心线方向的截面扫掠面最大包围盒，进行分块拆分；

S3‑2，设置三台阶七步法分块参数，设置隧道模型从下往上数第一根弧线与隧道模型中线相交处距隧道模型最低点的距离H1，隧道模型从下往上数第二根弧线与隧道模型中线相交处距隧道模型最低点的距离H2，水平拆分线距隧道模型最低点的距离H3，从下往上数第一根弧线的半径R1，从下往上数第二根弧线的半径R2，水平拆分线的长度W1，水平拆分先与斜线的夹角a1的参数值，选取隧道模型截面和截面轮廓，指定隧道模型中心线，选取两个点确定与拆分示意图的匹配方向；

S3‑3，根据设置的参数构造出拆分切割线，

通过H1，R2计算定义出下方圆形对象：

圆形对象C1的半径r为R2，圆心CP为(0，R2+H1)

通过H2，R1计算定义出上方弧形对象：

圆形对象C2的半径r为R1，圆心CP为(0，R1+H2)

通过H3，W1，a1计算定义出中间多线段对象：

从左往右多线段的点P1为(‑tan(a1‑90)*H3‑W1/2，0)，点P2为(‑W1/2，H3)，点P3为(W1/2，H3)，点P4为(tan(a1‑90)*H3+W1/2，0)；

在S3‑1中算出的截面扫掠面上映射出切割线对象，并延长切割线对象到截面扫掠面边缘出；

S3‑4，把带切割线的截面扫掠面沿选定的隧道中心线和扫掠方向，扫掠施工工程模型，拆分出分块模型，并对分块模型进行编号：最上面层的上部分块编号为1，最上面层的下部分块编号为6，中间层的左边分块编号为2，中间层的中间分块编号为7，中间分层的右边分块编号为3，最下层的左边分块编号为4，最下层的中间分块编号为8，最下层的右边分块编号为5；

S3‑5，该施工工程模型的约束输入参数为：

定义拆分模型在沿隧道中心线的截面最大包围盒的高为H，宽为W，则H1<H2<H3<H，W1<W，90°<a1<180°。