[发明专利]一种基于BIM技术的铁路下穿框架箱涵顶进施工方法

权利要求书

1.一种基于BIM技术的铁路下穿框架箱涵顶进施工方法，包括以下步骤：

步骤1、根据现场情况对所需线路、管道和设备的分布进行测量预估，对测量预估数据存储到文件存储系统；

步骤2、对框架箱涵及顶进的数据和步骤1的数据进行结合，设计出二维的设计图纸及相关明细表；

步骤3、针对图纸及明细表，选择相关BIM软件建立各不同类别族构件的各个局部节点模型，各个局部节点模型包括几何信息、技术信息、产品信息和建造信息；

步骤4、针对步骤3，先选择出符合设计要求的框架箱涵的BIM模型，其次选择建立工作坑开挖模型，用相关BIM技术进行场地建模，将各个局部节点模型拼装，并将数据存储在BIM云端；

步骤5、将步骤2～步骤4的数据进行内部审核，不通过将重新回到各个步骤中计算；

步骤6、通过内部审核的步骤4的数据，组合模拟出施工动画，根据步骤5的数据优化步骤2的明细表并生成相关施工图。

步骤7、针对步骤6，将步骤5通过的数据进行深化设计，并对各个局部节点模型进行应力分析，应力分析包括强度、刚度和承载力；

步骤8、将步骤6至步骤7所有数据、施工图及动画，进行专家论证，不通过重新生成步骤6或步骤7；

步骤9、施工单位对施工图内容进行加工，包括以下依次步骤：

A.开挖工作坑

工作坑开挖前，先做好降水防护准备工作，运用设备将表面清除干净；同时，针对土质和地下管线详细调查，对周围有影响的地面构筑物进行加固或迁移；

其次，预算开挖空间符合开挖模型，保证工作坑中心线与铁路的垂直距离大于1.5倍的预制框架箱涵的对应尺寸，开挖上层土自上往下逐层开挖，人工挖掘坑底避免超挖情况的发生，其它部位人机结合开挖土方；

最后对坡面进行泼浆加固处理，对于工作坑的排水，设计3％～10％坡率的边沟并引入集水坑，集水坑内的水量定量排出，控制地下水位降至基底以下0.5～1.0m；

B.制作滑板

在工作坑底部进行基础整平，再浇筑混凝土底板并抹平和压实，再对浇筑成型的混凝土底板进行整平，对混凝土底板表面进行涂饰2～3mm的滑石粉或石蜡，再铺设塑料隔离层并再次整平，即完成滑板的制作；在滑板与相对应的墙面预留安装槽，安装槽适于安装顶进设备；

C.后背墙

对土质检测完成后，测量工作坑的内壁强度，与顶进框架箱涵的预估强度形成对比，强度足够时，对工作坑墙面泼浆成型并整平即可，强度不足时，在工作坑的内壁增设后背墙，对于后背墙采用先架构后背梁和后背桩，后背桩垂直内壁打入墙面，在将后背梁与后背桩固定连接，在将两者之间架设模板后浇筑混凝土，成型后表面整平；

D.整平安装槽

安装槽为梯形槽，安装槽表面进行整平，表面增加安装孔；在安装槽内增加排水支管，排水支管与边沟相连；

E.预制框架箱涵

选择在其它位置预制框架箱涵，成型的框架箱涵需要测量强度与步骤7形成对比；

F.安装顶进设备

在安装槽内可拆卸安装千斤顶系统，千斤顶系统设置有多个等距的千斤顶，千斤顶系统包括支架，支架上设置多个平行定位孔，支架与安装孔通过螺栓连接，支架支撑千斤顶并保证多个千斤顶垂直度，保证千斤顶工作时，不产生偏移；

对顶铁表面增设有缓冲垫层，随后检查顶进设备并做预顶试验测试顶管和顶铁移动的位置；

G.加固既有线路加工现有路面或铁路

在滑板和后背墙完成后对工作坑内的油泵等安装线路加固，然后对于安装框架箱涵上的铁路抽取枕木加设扣轨，加设工字钢在铁路两侧，在工字钢上加设纵梁加固；

H.吃土顶进

顶进面坡度控制在1:0.5～0.85内，每次开挖顶进控制在0.5～1m,采用机械开挖，顶进挖运土方应在列车运行间隙时间内进行，保证挖土与顶进间隔运行；

J.框架箱涵就位

将符合要求的框架箱涵通过吊装至滑板上，准备顶进；

步骤10、基于BIM模型进行进度施工模拟，指导并进行现场顶进施工；

步骤11、针对步骤9和步骤10需要实时监控，做到随时停机检测；在千斤顶行程上，通过在滑板上搭设透明平行架，平行架内放置顶铁并观察千斤顶的顶进距离；

步骤12、顶进完成后，对框架箱涵两侧、顶部路基回填及注浆密实。最后拆除辅助设施，整修并恢复线路；

步骤13、存储预估、设计、安装的流程及数据于文件存储系统，对于多次共同位置点的设计进行离散点分析，得到位置点的限定范围，存储数据便于提高下次内部评审及专家论证。