一、标准名称及发布信息由杭州市地铁集团有限责任公司、北京城建设计发展集团股份有限公司、中国铁路设计集团有限公司、杭州市勘测设计研究院有限公司、浙江省地矿勘察院有限公司、浙江华东岩土勘察设计研究院有限公司、浙江省工程勘察设计院集团有限公司、上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司、武汉精隧科技有限公司起草的《城市轨道交通工程三维地质建模技术规范》团体标准已经完成立项、编制起草、征求意见、评审、修改、审查、批准及备案等标准制定流程,经中国国际科技促进会标准化工作委员会审批通过,批准《城市轨道交通工程三维地质建模技术规范》团体标准(T/CI 1185-2025)正式发布、实施。
二、标准制定背景
1)行业发展的必然需求:随着我国城市轨道交通建设进入高速发展期和网络化运营阶段,工程规模日益庞大、地质条件日趋复杂、建设环境更加敏感。传统的二维地质剖面和纸质报告已难以满足精细化设计、风险精准管控和数字化交付的需求。
2)技术成熟的推动:三维地质建模、BIM(建筑信息模型)、GIS(地理信息系统)等技术已日趋成熟,为在勘察设计阶段构建高精度、可分析、可共享的三维地质模型提供了坚实的技术基础。
3)标准缺失的困境:在此之前,行业内缺乏统一、权威的三维地质建模技术标准。各建设单位、勘察设计院依据自身经验开展工作,导致模型数据格式不一、精度标准不同、成果难以互认和复用,形成了“数据孤岛”,制约了行业数字化转型和全生命周期管理。
4)政策与战略导向:国家大力推进“数字中国”、“智慧城市”、“交通强国”建设,倡导工程建设的数字化、智能化转型。制定三维地质建模标准,是落实国家战略、推动行业技术进步和产业升级的具体举措。
三、目的与意义
目的:1)统一技术规则:规范城市轨道交通工程三维地质建模的数据采集、处理、建模、分析、验收和交付的全流程技术要求。
2)确保模型质量:明确模型的精度、尺度、地质属性、数据结构等核心指标,确保三维地质模型的科学性、准确性和可用性。
3)促进数据共享与互操作:通过统一的数据格式和交换标准,打破信息壁垒,实现勘察、设计、施工、运维各阶段地质数据的顺畅传递与高效利用。
4)支撑智能应用:为基于三维地质模型的数值模拟分析(如基坑稳定性、盾构掘进参数模拟)、风险可视化预警、数字化协同设计与施工管理提供标准化数据底座。
意义:1)提升工程安全与质量:通过高精度三维模型,可更直观地揭示复杂地质体和风险源(如溶洞、断裂带、软土),实现从“经验判断”向“数据驱动”的风险管控转变,从根本上预防地质灾害和工程事故。
2)提高效率与节约成本:标准化建模减少了重复工作和沟通成本。模型可用于多方案比选、优化线路和站点布置、提前预判施工难题,从而减少设计变更和施工返工,节约大量投资。
3)驱动行业数字化转型:本标准是城市轨道交通工程数字化生态建设的关键一环,为实现与BIM设计模型、施工监控模型、资产运维模型的深度融合,构建贯穿工程全生命周期的“数字孪生”体系奠定了基础。
4)引领技术进步与产业升级:标准的发布将引导勘察设计单位、软件厂商、科研院所围绕统一的技术框架进行研发和应用,推动国产化三维地质建模软件的发展和相关技术服务产业的规范化、规模化成长。
四、主要内容
该标准的核心内容围绕三维地质建模的建模准备、模型创建、模型检查、成果交付等步骤主线展开,主要章节包括:
本文件规定了城市轨道交通工程三维地质建模的总体要求、建模流程、数据准备、模型创建、模型检查、成果交付的要求。本文件适用于城市轨道交通工程可行性研究勘察、初步勘察、详细勘察、施工勘察等阶段。
主要包括范围、规范性引用文件、术语和定义、总体要求、建模流程、建模准备模型创建、模型检查、成果交付。
五、预期实施应用效果
1. 微观层面:对单个项目带来的直接、显性效益
1)勘察设计质量的革命性提升:从“经验推测”到“透明洞察”:三维模型将地层、构造、地下水等隐蔽信息直观、立体地呈现,彻底改变对二维剖面“脑补”的局限性。工程师能精准定位“风险源”(如孤石、溶洞、软硬不均界面),设计方案的针对性大大增强。方案比选与优化:在三维空间中,快速模拟不同线路走向、车站埋深、施工工法下的地质条件,进行多方案可视化比选,选出最优解。例如,能准确计算不同盾构区间穿越不同地层的长度,优化掘进参数。工程量计算精准化:自动计算基坑开挖土石方量、各层岩土置换量等,为概预算提供更精确依据,减少后续变更。
2)施工风险管控能力的质变:风险预演与可视化交底:施工前,基于标准模型对重大风险源(如紧邻既有线、下穿重要建筑)进行施工过程三维模拟和可视化安全交底,让所有参与方对风险有统一、清晰的认知。指导动态施工:将标准模型导入施工管理平台,与盾构机实时掘进参数、地质雷达探测数据联动,形成“随掘模型”,实现“地质-设备-工艺”的智能匹配,提前预警刀具磨损、地层突变等风险。应急决策支持:一旦发生险情(如涌水涌砂),可立即调取该区域的三维地质模型,清晰掌握周边地层结构和含水层位置,为专家会诊和抢险方案制定提供秒级响应的数据支撑。
3)项目管理效率与成本节约:减少设计变更与返工:因地质情况不明导致的“ surprises ”(意外)大幅减少。据国内外经验,有效的地质建模可将地质相关变更减少 30%-50%。提升沟通协同效率:为业主、设计、施工、监理、专家提供了一个 “唯一、权威”的地质事实源。所有讨论基于同一个三维模型,避免因图纸理解不一致产生的分歧和会议,缩短决策链条。延长设备寿命,降低施工成本:精准的地质预测使盾构机选型更合理、刀具更换计划更科学,直接降低机械损耗和维护成本。
2.中观层面:对轨道交通行业带来的结构性变革
1)构建行业数字化“新基建”:统一的“地质数据语言”:所有参与方使用同一套数据标准,实现跨项目、跨企业、跨生命周期的数据无损传递和复用,彻底打破“数据孤岛”。知识沉淀与传承:将资深地质专家的经验和判断(如地层划分原则)固化到建模规则中。项目成果能系统化积累,形成可查询、可分析的“城市地下空间数字档案库”,赋能后续所有工程项目。
2)驱动勘察设计业务模式升级:服务价值提升:勘察单位的交付物从传统的“报告+图纸”,升级为 “标准化三维地质模型+深度分析服务” ,价值链从数据采集向数据增值服务延伸。催生新业态:可能出现专业的“三维地质建模服务商”、“地质数据分析公司”,推动行业细分和专业化发展。促进国产软件产业崛起。为国产软件提供“标准跑道”:国产三维地质建模、BIM/GIS平台软件可以依据此标准进行对标研发,确保其输出结果被行业认可,获得与国外软件同台竞争的机会,促进产业链安全与自主可控。
3.宏观层面:对城市发展与社会治理的深远影响
1)保障城市“生命线”安全与韧性:支撑网络化运营安全:在密集的轨道交通网络中,新建线路施工对既有线的扰动风险极高。标准化模型能精确模拟施工影响范围,为制定最安全的保护方案提供科学依据,保障千万乘客的出行安全。提升城市防灾减灾能力:整合后的城市级地质数据库,能为地面沉降监测、地下水管控、地质灾害预警等城市安全治理提供关键的基础数据。
2)助力智慧城市与科学规划:城市地下空间“一张图”:各条轨道交通线路的标准化模型汇聚,形成城市主要廊道下的三维地质“透明体”,为城市地下综合管廊、深层隧道、地下商业开发等提供统一的“地质底图”。辅助城市重大规划:在新城规划或线路规划初期,即可调用地质大数据进行宏观适宜性分析,规避重大地质风险区,实现国土空间规划的精细化。
3)实现“双碳”目标与绿色发展:优化资源配置,减少浪费:通过精准设计和施工,减少不必要的土方开挖、运输和废弃,降低能耗与排放。保护地下水资源:精确的水文地质模型能更好地预测施工降水影响,优化降水方案,最大限度减少对地下水环境的扰动。
4.量化效果预期(中长期)
工程质量与安全:预计可将因地质问题引发的重大工程险情发生率降低 20%以上。经济效益:单个项目在勘察设计施工阶段,预计可因减少变更、优化方案、提高效率而节约总投资 1%-3%(对于百亿级项目,意味着数亿元的节约)。管理效率:项目协同会议时间减少 15%-30%,设计修改往返周期缩短 20%。数据价值:实现地质数据在项目全生命周期内的 100%数字化传递与复用,为运维阶段创造长期价值。
《城市轨道交通工程三维地质建模技术规范》团体标准不仅是一本技术操作手册,更是城市轨道交通工程领域迈向数字化、智能化新时代的一份宣言和基石。它的发布与实施,将有力推动地质勘察从“二维图纸时代”迈向“三维数字时代”,实现地质信息价值的最大化,为构建安全、高效、绿色、智能的现代城市轨道交通体系提供不可或缺的技术支撑。
二、标准制定背景
1)行业发展的必然需求:随着我国城市轨道交通建设进入高速发展期和网络化运营阶段,工程规模日益庞大、地质条件日趋复杂、建设环境更加敏感。传统的二维地质剖面和纸质报告已难以满足精细化设计、风险精准管控和数字化交付的需求。
2)技术成熟的推动:三维地质建模、BIM(建筑信息模型)、GIS(地理信息系统)等技术已日趋成熟,为在勘察设计阶段构建高精度、可分析、可共享的三维地质模型提供了坚实的技术基础。
3)标准缺失的困境:在此之前,行业内缺乏统一、权威的三维地质建模技术标准。各建设单位、勘察设计院依据自身经验开展工作,导致模型数据格式不一、精度标准不同、成果难以互认和复用,形成了“数据孤岛”,制约了行业数字化转型和全生命周期管理。
4)政策与战略导向:国家大力推进“数字中国”、“智慧城市”、“交通强国”建设,倡导工程建设的数字化、智能化转型。制定三维地质建模标准,是落实国家战略、推动行业技术进步和产业升级的具体举措。
三、目的与意义
目的:1)统一技术规则:规范城市轨道交通工程三维地质建模的数据采集、处理、建模、分析、验收和交付的全流程技术要求。
2)确保模型质量:明确模型的精度、尺度、地质属性、数据结构等核心指标,确保三维地质模型的科学性、准确性和可用性。
3)促进数据共享与互操作:通过统一的数据格式和交换标准,打破信息壁垒,实现勘察、设计、施工、运维各阶段地质数据的顺畅传递与高效利用。
4)支撑智能应用:为基于三维地质模型的数值模拟分析(如基坑稳定性、盾构掘进参数模拟)、风险可视化预警、数字化协同设计与施工管理提供标准化数据底座。
意义:1)提升工程安全与质量:通过高精度三维模型,可更直观地揭示复杂地质体和风险源(如溶洞、断裂带、软土),实现从“经验判断”向“数据驱动”的风险管控转变,从根本上预防地质灾害和工程事故。
2)提高效率与节约成本:标准化建模减少了重复工作和沟通成本。模型可用于多方案比选、优化线路和站点布置、提前预判施工难题,从而减少设计变更和施工返工,节约大量投资。
3)驱动行业数字化转型:本标准是城市轨道交通工程数字化生态建设的关键一环,为实现与BIM设计模型、施工监控模型、资产运维模型的深度融合,构建贯穿工程全生命周期的“数字孪生”体系奠定了基础。
4)引领技术进步与产业升级:标准的发布将引导勘察设计单位、软件厂商、科研院所围绕统一的技术框架进行研发和应用,推动国产化三维地质建模软件的发展和相关技术服务产业的规范化、规模化成长。
四、主要内容
该标准的核心内容围绕三维地质建模的建模准备、模型创建、模型检查、成果交付等步骤主线展开,主要章节包括:
本文件规定了城市轨道交通工程三维地质建模的总体要求、建模流程、数据准备、模型创建、模型检查、成果交付的要求。本文件适用于城市轨道交通工程可行性研究勘察、初步勘察、详细勘察、施工勘察等阶段。
主要包括范围、规范性引用文件、术语和定义、总体要求、建模流程、建模准备模型创建、模型检查、成果交付。
五、预期实施应用效果
1. 微观层面:对单个项目带来的直接、显性效益
1)勘察设计质量的革命性提升:从“经验推测”到“透明洞察”:三维模型将地层、构造、地下水等隐蔽信息直观、立体地呈现,彻底改变对二维剖面“脑补”的局限性。工程师能精准定位“风险源”(如孤石、溶洞、软硬不均界面),设计方案的针对性大大增强。方案比选与优化:在三维空间中,快速模拟不同线路走向、车站埋深、施工工法下的地质条件,进行多方案可视化比选,选出最优解。例如,能准确计算不同盾构区间穿越不同地层的长度,优化掘进参数。工程量计算精准化:自动计算基坑开挖土石方量、各层岩土置换量等,为概预算提供更精确依据,减少后续变更。
2)施工风险管控能力的质变:风险预演与可视化交底:施工前,基于标准模型对重大风险源(如紧邻既有线、下穿重要建筑)进行施工过程三维模拟和可视化安全交底,让所有参与方对风险有统一、清晰的认知。指导动态施工:将标准模型导入施工管理平台,与盾构机实时掘进参数、地质雷达探测数据联动,形成“随掘模型”,实现“地质-设备-工艺”的智能匹配,提前预警刀具磨损、地层突变等风险。应急决策支持:一旦发生险情(如涌水涌砂),可立即调取该区域的三维地质模型,清晰掌握周边地层结构和含水层位置,为专家会诊和抢险方案制定提供秒级响应的数据支撑。
3)项目管理效率与成本节约:减少设计变更与返工:因地质情况不明导致的“ surprises ”(意外)大幅减少。据国内外经验,有效的地质建模可将地质相关变更减少 30%-50%。提升沟通协同效率:为业主、设计、施工、监理、专家提供了一个 “唯一、权威”的地质事实源。所有讨论基于同一个三维模型,避免因图纸理解不一致产生的分歧和会议,缩短决策链条。延长设备寿命,降低施工成本:精准的地质预测使盾构机选型更合理、刀具更换计划更科学,直接降低机械损耗和维护成本。
2.中观层面:对轨道交通行业带来的结构性变革
1)构建行业数字化“新基建”:统一的“地质数据语言”:所有参与方使用同一套数据标准,实现跨项目、跨企业、跨生命周期的数据无损传递和复用,彻底打破“数据孤岛”。知识沉淀与传承:将资深地质专家的经验和判断(如地层划分原则)固化到建模规则中。项目成果能系统化积累,形成可查询、可分析的“城市地下空间数字档案库”,赋能后续所有工程项目。
2)驱动勘察设计业务模式升级:服务价值提升:勘察单位的交付物从传统的“报告+图纸”,升级为 “标准化三维地质模型+深度分析服务” ,价值链从数据采集向数据增值服务延伸。催生新业态:可能出现专业的“三维地质建模服务商”、“地质数据分析公司”,推动行业细分和专业化发展。促进国产软件产业崛起。为国产软件提供“标准跑道”:国产三维地质建模、BIM/GIS平台软件可以依据此标准进行对标研发,确保其输出结果被行业认可,获得与国外软件同台竞争的机会,促进产业链安全与自主可控。
3.宏观层面:对城市发展与社会治理的深远影响
1)保障城市“生命线”安全与韧性:支撑网络化运营安全:在密集的轨道交通网络中,新建线路施工对既有线的扰动风险极高。标准化模型能精确模拟施工影响范围,为制定最安全的保护方案提供科学依据,保障千万乘客的出行安全。提升城市防灾减灾能力:整合后的城市级地质数据库,能为地面沉降监测、地下水管控、地质灾害预警等城市安全治理提供关键的基础数据。
2)助力智慧城市与科学规划:城市地下空间“一张图”:各条轨道交通线路的标准化模型汇聚,形成城市主要廊道下的三维地质“透明体”,为城市地下综合管廊、深层隧道、地下商业开发等提供统一的“地质底图”。辅助城市重大规划:在新城规划或线路规划初期,即可调用地质大数据进行宏观适宜性分析,规避重大地质风险区,实现国土空间规划的精细化。
3)实现“双碳”目标与绿色发展:优化资源配置,减少浪费:通过精准设计和施工,减少不必要的土方开挖、运输和废弃,降低能耗与排放。保护地下水资源:精确的水文地质模型能更好地预测施工降水影响,优化降水方案,最大限度减少对地下水环境的扰动。
4.量化效果预期(中长期)
工程质量与安全:预计可将因地质问题引发的重大工程险情发生率降低 20%以上。经济效益:单个项目在勘察设计施工阶段,预计可因减少变更、优化方案、提高效率而节约总投资 1%-3%(对于百亿级项目,意味着数亿元的节约)。管理效率:项目协同会议时间减少 15%-30%,设计修改往返周期缩短 20%。数据价值:实现地质数据在项目全生命周期内的 100%数字化传递与复用,为运维阶段创造长期价值。
《城市轨道交通工程三维地质建模技术规范》团体标准不仅是一本技术操作手册,更是城市轨道交通工程领域迈向数字化、智能化新时代的一份宣言和基石。它的发布与实施,将有力推动地质勘察从“二维图纸时代”迈向“三维数字时代”,实现地质信息价值的最大化,为构建安全、高效、绿色、智能的现代城市轨道交通体系提供不可或缺的技术支撑。



