[发明专利]基于BIM技术的隧道开挖留核心土方法

权利要求书

1.一种基于BIM技术的隧道开挖留核心土方法，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，建立分段约束条件；根据这些分段模型施工特点或参数，对这些分段模型进行属性配置和拓展，获得该分段模型施工的BIM模型；

S3，按照隧道开挖留核心土法施工的特点，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；

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，设置留核心土法分块参数，设置隧道模型从下往上数第一根水平线距隧道最低点的距离H1，从隧道模型下往上数第二根水平线距隧道最低点的距离H2，隧道模型从下往上数第三根水平线距隧道最低点的距离H3，隧道模型从下往上数第一根水平线与第二根水平线间的斜线下面端点距中心线的距离W1，隧道模型从下往上数第一根水平线与第二根水平线间的斜线上面端点距中心线的距离W2，隧道模型从下往上数第二根水平线与第三根水平线间左边的斜线与第三根水平线的夹角a1的参数值，选取隧道截面和截面轮廓，指定隧道中心线，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计算定义出下方直线对象：

y＝H1，通过H2计算定义出中间直线对象：

y＝H2，通过H1，H2，W1计算定义出下方斜线段对象：

线段起点SP为(-W1，H1)终点EP为(W1，H2)，

通过H3，W2，a1计算定义出上放多线段对象：

从左往右多线段的点P1为(-tan(a1-90)*H3-W2/2，H2)，点P2为(-W2/2，H2+H3)，点P3为(W2/2，H2+H3)，点P4为(tan(a1-90)*H3+W2/2，H2)，通过该多线段的每个点进行逐点扫描形成隧道切割模型，

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处；

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：最上面一块编号为1，中间梯形部分编号为3，从下往上数第一，第二水平分割线间左边分块编号为4、右边分块编号为6，最下面一块编号为8；

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<H，H3<H，H2+H3<H，W1<W2<W，90°<a1<180°。

2.根据权利要求1所述的基于BIM技术的隧道开挖留核心土方法，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技术的隧道开挖留核心土方法，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，以及施工工程模型的地形需求，选择施工工程模型的拆分方向、设置施工工程模型的标准拆分间距d和施工工程模型的间距偏差范围a，

S2-3，施工工程模型的约束条件为：

计算生成对隧道沿中心线扫掠拆分的拆分面相对尺寸大小S[w，h]：

约束计算公式：

S＝Max(S₁，S₂，…，S_i，…，S_n)，

Sw＝Max(Sw₁，Sw₂，…，Sw_i，...，Sw_n)，

Sh＝Max(Sh₁，Sh₂，…，Sh_i，...，Sh_n)，

其中，拆分面相对尺寸大小S包括两个要素：高度w，宽度h；S_i为每i个分段处沿中心线方向的横切面最小包围盒的高度和宽度，下标n为需要拆分的次数，正整数；

即获得生成后的隧道沿中心线扫掠拆分的拆分面相对尺寸大小S_j；

S_j＝Max(S₁，S₂，…，S_k)，其中k小于等于拆分次数；

S2-4，根据S_j的值，获得沿中心线剖分方向上S_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；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。