工程概况

渝赤叙高速公路工程起于重庆市巴南区百节止于中山镇西侧渝川省界处，与渝赤叙高速高速公路四川段相接，路线全长约65KM，其中本标段起讫里程K15+456-K28+380，路线全长约13Km，其中双向六车道5.624Km、双向四车道7.3Km。线路跨越一区、两镇、四村。施工内容包含10路、7桥、1服务区、1枢纽互通、1隧，以及中铁段28.85Km路面工程。项目总工期4年，预算造价约15亿；主线桥60m钢混组合梁1座，跨江綦高速，匝道10条，上跨4座匝道桥（钢混组合梁2座，现浇箱梁2座），下穿江綦高速匝道1条，5条路基匝道、匝道涵洞5个。

图新地球·渝赤叙高速公路工程方案

 

CAD+GIS在规划、工可阶段应用

在规划、工可阶段，设计内容主要依据设计条件，建立设计目标与设计环境的基本关系，提出线路总规划、各段落结构方式的初步解决方法等，为后续若干阶段的工作提供依据及指导性文件。

本阶段GIS模型主要采用卫星影像、航空摄影测量生产的地形图和数字正射影像建立。

通过将GIS模型数据导入至设计选线软件中，直观展示线路方案与工程环境及相关控制因素之间的关系。

基于GIS模型的选线设计，使设计可以直观、充分地考虑线位与规划的适应性、对涉水设施的影响、接线条件及对环境的影响等。当有多个比选方案时，可以将多个方案同时集成至GIS模型中展示，直观展示各论证方案的优缺点。渝赤叙高速公路工程设计过程中将多个方案导入至 图新地球桌面端软件（GIS平台）进行展示比选。

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图新地球·CAD+GIS在规划和可研阶段选线的应用

 

BIM+GIS在初步设计、施工图阶段应用

到初步设计、施工图阶段，工作进入细化设计阶段，可行性研究的设计内容不会有太大改动。这一阶段将建立精细化BIM模型和三维GIS模型，并将二者融合应用于设计。

图新地球·BIM+倾斜模型融合效果

GIS模型建立

GIS模型可准确反映工程周边的三维地表环境，建立GIS模型的主要方法有摄影、激光雷达、倾斜摄影测量等，其中倾斜摄影测量以精度高、模型逼真直观等优势，成为目前的主流方法。

建立倾斜摄影模型流程：航空摄影→像控测量→空中三角测量（简称空三测量） →三维建模 。

（1） 航拍摄影。为建立渝赤叙高速公路工程的三维GIS模型，采用无人机搭载专业倾斜摄影模块进行倾斜摄影。航空摄影地面分辨率设定为5 cm，覆盖工程左右各500 m，航飞重叠度按航向80%、旁向70%设计。

无人机倾斜摄影

 

（2） 像控测量。为了将三维GIS模型准确统一到工程坐标系下，需实施控制测量。像控测量采用GPS RTK技术，按1 km/对的密度施测，像控点选在空旷、特征反差明显的位置，影像清晰可见。RTK测量精度平面优于2 cm，高程优于5 cm。

像控测量

 

（3） 空三测量。在航空摄影和像控测量完成后，将原始航片和像控点输入至Photoscan软件，通过光束法平差，计算得到每张像片准确的内外方位元素。检验空三测量精度的方法是检验检查点，在工程现场共测量20个检查点，平面中误差7 cm，高程中误差9 cm。

（4） 三维建模。将空三结果导入至ContextCapture软件进行三维建模，三维GIS 模型精度优于10 cm。

图新地球·倾斜摄影模型导入

 

BIM模型建立

根据工程范围和专业分工，划分设计任务。建立BIM模型、制定交付标准，标准内容包括软件资源配置标准、业务流程规范、专业建模及分析标准、BIM整合标准、BIM协同标准、交付内容、交付深度、交付格式等。

 

工程范围

隧道施工方案：隧道开挖爆破采用光面爆破技术，严格控制超挖，严禁欠挖，施工采用无轨运输，初支采用湿喷法，衬砌拱墙背的防水层与喷射混凝土层之间设纵环向排水盲管,二次衬砌采用整体式模板台车浇筑。二衬距离掌子面的距离Ⅳ级围岩不得大于100m，Ⅴ级围岩不得大于80m。开挖施工中应着重加强监控量测工作，及时调整支护参数，做到动态设计、信息化施工。

图新地球·干坝庄隧道主体结构模型

 

明挖段围护结构形式种类多样，主线与匝道基坑深度变化较大，竖向设置多道支撑，且位置随坑底变化。

图新地球·边坡围护结构模型

 

图新地球·贾嗣枢纽互通主线桥梁

采用自定义部件编辑器，依据地形曲面自适应建立接线路基模型。

 

BIM+GIS模型建立

三维GIS模型和精细化BIM模型建立完成后，采用中科图新（苏州）科技有限公司自主研发的图新地球桌面端（BIM+GIS模型三维数据综合管理平台）进行集成应用。通过集成BIM、GIS模型，实现BIM 模型与地理信息数据集成管理与展示。可以利用GIS平台丰富的分析功能，实现工程的定位和空间、淹没、日照、火灾分析以及通视分析等。

图新地球·BIM +GIS 模型在平台的集成效果

 

三维倾斜摄影模型与BIM模型结合，可以增强可视化效果，更重要的是辅助工程勘察设计，沿线查看环境敏感点、辅助分析地质灾害、辅助拆迁分析等。

 图新地球·高速公路沿线（CAD导入）征拆范围划定分析

图新地球·BIM+GIS场景一体化效果预览

图新地球·项目驻地临时场布

 

在规划、工可阶段，CAD+GIS技术主要应用于规划选线；在初步设计和施工图阶段，制定倾斜摄影建模标准和BIM建模标准，并据此建立了高精度的三维GIS、BIM模型，最后通过开发BIM+GIS集成平台，研究GIS、BIM模型的集成应用。BIM+GIS技术可为工程精细设计、决策等提供真实、准确的依据。

渝赤叙高速公路工程目前处于施工阶段，下一步拟将数据转换至图新地球施工管理平台，协助施工企业进行工程安全、质量、进度管理展示迎检汇报。

随着国家的政策发布，多元数据的发展以及市场的应用等，三维GIS的市场前景也会越来越好。而图新地球也将致力于提高三维方面的应用能力，为实景三维中国的建设保驾护航。