隧道工程施工工艺动画（隧道工艺动画怎么做）

隧道包括主体建筑物和附属设备两部分。主体建筑物由洞身和洞门组成，附属设备包括避车洞、消防设施、应急通讯和防排水设施，长的隧道还有专门的通风和照明设备。

由于隧道施工的复杂性，近年来，许多隧道企业为了让施工人员清晰的了解隧道施工工艺流程，会制作施工工艺动画，以降低施工人员培训成本，减少施工错误。

下面，我们一起来了解下隧道BIM施工工艺动画如何制作？

一.隧道工程工艺动画制作

施工工艺动画属于三维动画中的一个分支，与一般三维动画相比，制作人员既要熟悉施工技术，又要熟练地使用计算机三维建模技术来搭建真实的施工方案数字环境。

一般来说，一个完整的施工工艺动画包括，总体上可分为前期制作、动画片段制作与后期合成三个部分。

1. 前期制作：是指在制作前，对动画进行的规划与设计。与其他动画不同，施工工艺动画所展示的内容专业性较强，因此，在动画制作前，必须要提前了解隧道工程施工工艺、施工方案后，再开展前期的规划与设计工作（脚本规划和设计、分镜头剧本创作和场景设计）。

2. 片段制作：根据前期设计，在计算机中通过LumenRT等工程动画制作软件制作出动画片段，制作流程为建模、材质、灯光、动画、摄影机控制、渲染等一系列流程。

3. 后期合成：三维动画的后期合成，主要是将之前所做的动画片段、声音等素材，按照分镜头剧本的设计，通过非线性编辑软件的编辑，最终生成完整的隧道施工工艺动画。

二.隧道工程施工方法

隧道施工方法主要有：钻爆法、盾构法、掘进机法以及隧道衬砌；开挖方法分为明挖法和暗挖法，其中明挖法多用于浅埋隧道或城市铁路隧道，而山岭铁路隧道多用暗挖法；按开挖断面大小、位置分，有分部开挖法和全断面开挖法等。

1.钻爆法

钻爆法：是指在隧道岩面上钻眼，并装填炸药爆破，用全断面开挖或分部开挖等将隧道开挖成型的施工方法。

钻爆法开挖采用的方法有全断面开挖法和分部开挖法。

1）全断面开挖法：一次开挖成型的方法。一般采用带有凿岩机的台车钻孔，用毫秒爆破，喷锚支护。还要有大型装碴运输机械和通风设备。全断面开挖法又演变为半断面法。半断面法是弧形上半部领先，下半部隔一段距离施工。

2）分部开挖法：先用小断面超前开挖导坑，然后，将导坑扩大到半断面或全断面的开挖方法。这种方法主要优点是可采用轻型机械施工，多开工作面，各工序间拉开一定的安全距离。缺点是工序多，有干扰，用人多。根据导坑在隧道断面的位置分为：上导坑法、中央导坑法、下导坑法以及由上下导坑互相配合的各种方法，另有把全断面纵向分为台阶进行开挖，而各层台阶距离较短的台阶法。

全断面开挖法和分部开挖法是钻爆法开挖常用的方法，但隧道施工很复杂，时常遇到各种困难情况，如大断层、流沙、膨胀地层、溶洞、大量涌水等，尚需采取相应措施。

2.盾构法

盾构法：是指采用盾构作为施工机具的隧道施工方法 。

松软地质多采用盾构法开挖。盾构是一种圆形钢结构开挖机械，其前端为切口环，中间为支撑环，后端为盾尾。开挖时，切口环首先切入地层并能掩护工人安全地工作；支撑环是承受荷载的主要部分，其中安设多台推进盾构的千斤顶及其他机械；盾尾随着上述两部分前进，保护工人安装铸铁管片或钢筋混凝土管片。盾构法适用于松软地层，施工安全，对地层扰动少，控制围岩周边准确，极少超挖。

3.掘进机法

掘进机法：是指在整个隧道断面上，用连续掘进的联动机施工的方法。

掘进机是一种用强力切割地层的圆形钢结构机械，有多种类型。普通型的掘进机的前端是一个金属圆盘，以强大的旋转和推进力驱动旋转，圆盘上装有数十把特制刀具，切割地层，圆盘周边装有若干铲斗将切割的碎石倾入皮带运输机，自后部运出。机身中部有数对可伸缩的支撑机构，当刀具切割地层时，它先外伸撑紧在周围岩壁上，以平衡强大的扭矩和推力。掘进机法的优点是对围岩扰动少,控制断面准确，无超挖,速度快，操作人员少。

4.隧道衬砌

隧道开挖后，为使围岩稳定，确保运营安全，需按一定轮廓尺寸建造一层具有足够强度的支护结构，这种隧道支护结构称为隧道衬砌。常用的衬砌种类有就地灌注混凝土类、预制块拼装、喷锚或单喷混凝土、复合式衬砌。复合式衬砌是在喷锚或单喷支护之后，再就地灌注一层混凝土，形成喷锚支护同混凝土衬砌结合的复合式衬砌结构。如遇有水地段可在两层支护间加挂一层塑料板或做其他防水层。

三.隧道工程工艺动画展示

工艺动画 | 白鹿原隧道BIM应用

西安外环高速公路南段白鹿原隧道位于西安市蓝田县，起于阳木寨村， 终于陶峪河村， 全长2815米。双向六车道，设计速度120公里每小时，全幅长2815米，设置车型横洞三处， 圆形横洞八处，建安费9.2亿元。

1.项目难点

利用钻孔地质剖面数据生成三维地质模型，模型可以任意切取地质剖面，查询地质属性。揭露地层黄土、泥岩、砾岩，围岩自稳性差， 综合判定五级。最大埋深135米,最小埋深36米，断面面积192.3平方米，为国内最大三车道黄土隧道， 隧道中心线以下设中心排水沟，两侧设电缆沟。

2.BIM设计

基于美国Bentley三维设计软件，进行项目模型的创建，完成初期支护及二次衬砌设计，利用BIM技术在真实的三维环境下，方便的发现设计中的碰撞，及时优化设计，进而完成工程量统计，基于BIM模型，创建白鹿原隧道图纸.

3.施工工艺动画

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视频全长5分17秒，为我司动画部门制作，主要介绍了隧道明洞段、暗洞段施工工艺及隧道交安设施。

4.施工方法

明洞段采用明挖法施工，75厘米厚C35钢筋混凝土衬砌，铺设双层普通附加防水板。超前大管棚沿隧道拱顶布置φ108x6无缝钢管，大管棚长30米。洞身采用新奥法施工。洞口段和浅埋段，采用双侧壁导坑法施工，侧壁采用上下台阶开挖。中央部分采用上中下台阶开挖，初期支护紧跟在每一步的开挖之后。深埋段采用单侧壁导坑法施工，初期支护紧跟在每一步的开挖之后。

暗洞初衬施工，喷射31厘米厚C25混凝土，安置φ22毫米药卷锚杆，长度450厘米，环向和纵向间距为100厘米，总共布置直径8x20x20双层金属网。仰拱布置φ8x20x20双层金属网，架设I25a钢架，纵向间距50厘米。拱角设置φ50x4锁脚锚管，超前小导管沿隧道拱顶布置φ50x4无缝钢管，长五米。暗洞二衬施工喷射边墙混凝土，必要时安设边墙锚杆。支护采用65厘米后C35钢筋混凝土衬砌，防水采用普通附加防水板，根据需要可喷射第二层混凝土和隧道底部分凝土。梁侧判断围岩和初期支护的变形， 为支护参数修改提供依据，开始下一轮循环服务。

施工安全，隧道洞口采用削竹式洞门，保证了洞门附近边坡和仰坡的稳定，采光较好。 隧道中设置了完美的交安设施，包括消防栓箱、标志标牌、摄像机、灭火器箱、洞内照度仪、车行指示仪、侧风仪等。借助BIM技术建成一座全数字信息化隧道， 为西安外环高速公路南环项目极致增效提供了坚实基础。

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