巖土工程信息模型對工程建設(shè)的現(xiàn)實(shí)意義及未來應(yīng)用暢想
周玉鳳 王文軍
巖土工程信息模型融和了地表、工程勘察、地下設(shè)施等諸多信息要素。相較于傳統(tǒng)的二維勘察成果和三維地質(zhì)模型，可真實(shí)動態(tài)展示工程建設(shè)場地的地形地貌、地物、地質(zhì)構(gòu)造、地層、水文、地下管線、地下建（構(gòu)）筑物、地下障礙物等自然和人工實(shí)體的實(shí)景狀態(tài)，賦予各實(shí)體的屬性信息包含了傳統(tǒng)二維勘察產(chǎn)品的所有數(shù)據(jù)、圖件、巖土工程分析和評價(jià)成果。設(shè)計(jì)師通過巖土工程信息模型可以直觀、清晰、全方位的了解建設(shè)場地的地面環(huán)境條件、地下設(shè)施、斷裂、土水體等的分布情況和屬性特征數(shù)據(jù)，利于優(yōu)化和調(diào)整設(shè)計(jì)方案，使設(shè)計(jì)方案更加合理經(jīng)濟(jì)、能更好的指導(dǎo)施工。確保工程建設(shè)、建筑工程尤其使大型地下工程與地質(zhì)、水文等環(huán)境條件的高度協(xié)調(diào)與融合，最大限度減少建筑工程面臨的地質(zhì)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
根據(jù)巖土工程信息模型中的地表信息子模型，可以對土地利用進(jìn)行實(shí)景規(guī)劃，包括建筑、道路、綠化、停車場、地下室、地下通道等設(shè)施的規(guī)劃布置，使土地得到更加有效地利用；模型的實(shí)景化功能有利于提高建筑的美觀性設(shè)計(jì)、與周圍地面環(huán)境的協(xié)調(diào)性，使環(huán)境布局更加合理。
傳統(tǒng)勘察成果的地層劃分精度不足、不良地質(zhì)體和地下水的表達(dá)不清、地下管線、地下構(gòu)筑物及地下障礙物的信息缺失等弊端造成了額外的工程成本，例如需要加深基礎(chǔ)、采用造價(jià)更高的基礎(chǔ)型式、使用更昂貴的建筑材料、導(dǎo)改拆除地下設(shè)施等。除地表信息以外，巖土工程信息模型包含了地表以下的地質(zhì)體、水體、管線、構(gòu)筑物和障礙物等子模型的空間幾何信息和屬性信息。根據(jù)這些子模型信息進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以大大減少因以上問題導(dǎo)致的工程設(shè)計(jì)變更：設(shè)計(jì)師可以有效直觀的優(yōu)化地下空間設(shè)計(jì)、避免與管線和建（構(gòu)）筑物等地下設(shè)施和地下障礙物的沖突，可以選擇更合理的地基基礎(chǔ)類型，確定更安全的基坑支護(hù)類型和地下水控制方案，選擇更適宜的建筑材料和施工方式，對周圍環(huán)境進(jìn)行安全保護(hù)設(shè)計(jì)等，有助于工程預(yù)算和施工方案的制定及優(yōu)化；施工單位也可以利用巖土工程信息模型更好地進(jìn)行施工組織、優(yōu)化施工方案和作業(yè)流程、配備更合理的設(shè)備、協(xié)調(diào)作業(yè)人員、采取更合理的安全措施，從而減少工期延誤、提高工程質(zhì)量和建設(shè)安全。
另一方面，巖土工程信息模型是工程建設(shè)全過程信息化不可或缺的模型之一，是建筑信息模型（BIM）的物理基座。融合巖土工程信息模型的建筑信息模型，是真正完整的工程建設(shè)全過程全要素信息模型。
總之，巖土工程信息模型的建立，有利于在模擬的真實(shí)場景下，設(shè)計(jì)師及相關(guān)方更全面解讀地質(zhì)勘察報(bào)告，進(jìn)行巖土工程問題分析、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、基坑支護(hù)設(shè)計(jì)、環(huán)境安全設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)地基基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)的更好協(xié)同。巖土工程信息模型與地上建筑信息模型的融合有利于優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案、施工方案、工程建設(shè)協(xié)同方案、更好的指導(dǎo)施工（含開挖方式及邊坡支護(hù)等）、服務(wù)于未來城市建設(shè)運(yùn)維管理及區(qū)域建設(shè)規(guī)劃等，更好地實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的提質(zhì)和降本增效。
