(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211055480.2 (22)申请日 2022.08.31 (71)申请人 东南大学 地址 210096 江苏省南京市玄武区新 街口 街道四牌楼 2号 (72)发明人 王艺睿　李建春　李星　邵晟猛　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 徐尔东 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/13(2020.01) E21F 17/18(2006.01) E21D 9/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于BIM的钻爆法隧道 施工管理方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于BIM的钻爆法隧道施 工管理方法， 步骤为： S1： 获取目标隧道工程信息 及施工监测数据， 建立数据源模块； S2： 根据所述 数据源模块， 在BIM系统中对应创建该隧道的多 模型模块， 并传输至系统集成模块； S3： 集成模块 根据钻爆隧道BIM模型定义IFC 数据交换格式， 并 输入分析模块实现BIM模型与数值模型间信息交 互； S4： 分析模块结合有限元数值软件对钻爆隧 道开挖进行安全性分析与评估； S5： 应用模块实 时获取隧道施工监测数据及实现数据可视化， 实 时更新BIM模型并进行安全性评估。 本发明通过 BIM技术集成钻爆法隧道施工全过程信息， 结合 IFC交换标准提供统一数据接口， 实现施工信息 有效交互， 并实时对隧道开挖进行安全性评估。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 115392087 A 2022.11.25 CN 115392087 A 1.一种基于BIM的钻爆法隧道 施工管理方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 获取目标隧道工程信息及施工监测数据， 建立数据源 模块； 步骤2： 根据所述数据源模块， 在BIM系统中对应创建该隧道对应的多模型模块， 面向工 程地层、 爆破方案、 围岩地质与 支护以及隧道衬砌建立智能模 型， 并将智能模型传输至系统 集成模块； 步骤3： 集成模块根据钻爆隧道BIM模型定义IFC数据交换格式， 将大型复杂工程的不同 数据模型集成到单个数据模型， 并输入分析模块以实现信息交 互； 步骤4： 分析模块根据所述BIM模型及行业相关规范， 结合有限元数值软件对钻爆隧道 开挖进行安全性分析与评估， 若评估为安全状态， 则进入下一阶段的施工过程并进入步骤 5； 若评估为 危险状态， 则发出危险警报； 步骤5： 通过应用模块实时获取隧道施工过程中的监测数据， 并更新所述BIM模型及数 据可视化， 返回步骤4； 在隧道的施工过程中， 实时更新BIM模型并进行安全性评估。 2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的钻爆法隧道施工管理方法， 其特征在于： 步骤1 中， 所述隧道工程信息为影响围岩稳定性的信息， 包括工程地质超前勘探信息、 隧道工程结 构的三维几何尺寸、 隧道工程结构的空间位置信息、 隧道支护结构的材料属 性以及施工方 案。 3.根据权利要求2所述的一种基于BIM的钻爆法隧道施工管理方法， 其特征在于： 隧道 支护结构包括喷射混凝 土、 钢支撑、 二次衬砌、 锚杆。 4.根据权利要求1所述的一种基于BIM的钻爆法隧道施工管理方法， 其特征在于： 步骤1 中， 所述施工监测数据为传感器 类型、 传感器数量和安装位置信息以及 传感器的采集信息； 传感器的监测项目包括隧道水平收敛位移、 拱顶下沉量、 锚杆内力、 围岩与喷层间压 力、 喷射混凝士与二次衬砌间压力、 钢支撑应力、 喷射混凝士应力、 二次衬砌应力。 5.根据权利要求1所述的一种基于BIM的钻爆法隧道施工管理方法， 其特征在于： 步骤2 中， 所述智能模型包括地层地质模型、 爆破开挖模型、 围岩地质模型、 围岩支护模型以及隧 道衬砌模型。 6.根据权利要求5所述的一种基于BIM的钻爆法隧道施工管理方法， 其特征在于， 所述 步骤2具体包括以下步骤： 步骤2‑1： 根据隧道地质钻孔勘查数据建立地层地质模型， 用于隧道开挖设计可行性分 析； 步骤2‑2： 基于隧道工程爆破设计建立爆破开挖模型， 存储爆破孔数、 孔径、 卸压孔数、 配料、 间距、 深度、 炸药 数量和每次爆破所使用的延迟数的信息； 步骤2‑3： 围岩地质模型包含开挖过程中实际地质信息， 即隧道围岩的岩性信息、 围岩 地层的力学参数信息； 步骤2‑4： 围岩支护 模型整合了隧道施工过程中所安装支护及其详细描述信息， 以实现 在施工阶段对围岩支护系统进行评估； 步骤2‑5： 基于IFC标准， 提出钻爆法隧道的数据格式， 并建立隧道衬砌 模型。 7.根据权利要求3所述的一种基于BIM的钻爆法隧道施工管理方法， 其特征在于， 所述 步骤3具体包括以下步骤：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115392087 A 2步骤3‑1： 描述信息交换需求， 即在整个项目中涉及信息交换的功能性需求； 步骤3‑2： 定义钻爆法数据模型的标准 化模式， 以统一行业各利益相关方的数据结构； 步骤3‑3： 基于BIM ‑IFC模型建立交换模式， 即定义对象类型和对象、 实体、 属性的几何 信息， 以及它 们之间的关联关系， 从而通过IFC交换 数据； 步骤3‑4： 实现基于BIM ‑IFC模型的数据 转换， 便于隧道领域不同软件导入/导出信息数 据模型。 8.根据权利要求1所述的一种基于BIM的钻爆法隧道施工管理方法， 其特征在于： 通过   IFC交换标准提供 统一数据接口， 采用有限元数值分析软件评估隧道施工安全性， 并实时反 馈施工决策。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115392087 A 3