构建地质模型与协同设计，优化大型公路隧道建设

Bentley与Seequent的创新解决方案助力优化设计节省4.6万个工时和200万澳元成本贯通墨尔本高速公路网墨尔本高速公路网环绕全城但长期以来存在一处关键路网断点——M80高速公路与东部高速公路之间未直接连通驾车人员必须绕行地方道路与社区才能抵达目的地。东北干线项目包含维多利亚州最长的公路隧道成功打通这一连接后1.5万辆卡车将被疏导出拥堵路段通行时间缩短35分钟从而改善环境并减少噪音和污染。项目将极大惠及墨尔本居民但也是一项庞大的工程需要新建6.5公里双线隧道、3座大型地下立交还涉及大量复杂的三维地质建模工作。这条直径17米的公路隧道总投资110亿澳元预计于2028年完工将成为维多利亚州规模最大的基建项目的核心工程。Spark负责交付此项目他们很快意识到建立精细的三维模型对于可视化复杂的地质条件与风险以及与众多利益相关方沟通至关重要。因此Spark聘请工程咨询公司WSP在设计阶段提供岩土工程服务并开展一系列岩土工程现场勘察工作。解决地质与协作难题交付东北干线项目面临着两大挑战。首先是如何充分了解隧道穿越区域的地下条件第二项是如何与七家基础设施设计咨询机构共享信息这些机构需协同合作以交付这一大型项目的新增工程内容。该项目参与人员超300 人历时将近两年半现场勘察投入约3000万澳元另有同等规模的资金投入到详细地下建模与岩土工程设计分析。基于Leapfrog Works构建模型面对东北干线项目可用的海量现场勘察数据Spark与WSP借助Leapfrog Works、PLAXIS和ProjectWise高效工具快速生成用于设计分析与施工规划的最新地下地质模型。团队首先在Leapfrog中建立了墨尔本区域地质基准模型后逐步纳入1900余个钻孔数据、数千项现场监测及实验室测试结果随后制定了针对性补充勘察方案补齐数据缺口提升关键区域的岩土工程分析精度。此外团队将来自原生三维数字化设计模型的超370个多专业设计包存储在ProjectWise中。这些模型与最新信息保持实时协同作为设计图纸、进度计划及施工放样信息的依据。通过在模型中对地质特征进行单独解析团队得以在以PLAXIS为主的设计中实现成本节约与方案优化例如在35米深桩支护系统设计阶段识别出岩体平面滑移风险并通过可视化隧道相交位置降低此类不稳定地层带来的风险。团队还利用Leapfrog多类型数据融合的功能精细化处理地质模型并优化地下连续墙的嵌固深度。数字化环境赋能改善生态环境通过在东北干线项目中实施数字化战略Spark和WSP提高了沟通效率提升了设计与施工质量并降低了风险尤其是与岩土工程条件相关的风险。在此类超大型项目中应用Leapfrog Works不仅取得了显著的可持续发展成效、优化了地下地质风险管理也推动了 Spark 实现数字化工程最佳实践的目标。项目建成后相关模型将被整合到资产信息模型中以支持隧道的运营、维护及应急管理在重大事件发生时可快速识别潜在地质风险。应用成效十分显著。团队借助Bentley与Seequent应用程序实现了地质信息高效共享与传统建模与解析方式相比采用三维地质模型节省了4.6万个工时并通过设计优化节省了200万澳元成本。超过100万立方米的材料被回收在施工中再利用而非直接填埋通过减少弃土处置与运输节约了1000万澳元。但最重要的是Spark与WSP通过将钻探工期缩短一年节省了600万澳元同时大幅降低了对周边社区的影响。