铁路工程地质BIM技术是铁路行业工程建设信息化发展的重点和难点。从理论基础 、技术路线和地质BIM技术实现方面论述地质BIM建模理论及方法；从地质专业应用和多专业BIM协同设计方面分析铁路工程地质BIM技术应用的进一步深化，可为铁路地质BIM技术开发提供参考和借鉴。
建模理论及方法
理论基础
地质体和地质信息是三维地质建模的基础，对地质体的认识，是建立在多种调查手段与勘探方法上获取的各类地 质信息的汇总，即综合地质信息。三维地质建模是利用适宜的软件平台，将地质体的所有地质信息在空间形态直观反应。目前，对三维地质建模理论方法的研究已有50年， 提出20多种地质信息模型的空间数据格式，采用最多的是勘 探点数据（钻孔等）、地质剖面图和数字地形图等内容。
研究发现， 三维地质建模的核心内容之一是构建地质 层面， 仅依靠钻孔数据、 地质界线等原始数据无法满足要求， 需要科学的空间插值。铁路工程地质三维建模常用 的数学方法主要有克里金法、 径向基函数法、 样条函数法 和距离反比法4种插值方法。
技术路线
三维地质BIM设计的总体技术路线是从点到线、 面、体的空间发展延伸理念（见图1 ）。从图1可以发现 ， 三维地质建模技术是一个逐步发展和完善的过程。需要进行现场地质调查和勘察钻探， 获取地质基础数据和初步的设计文件，处理初始数据的分类和属性， 满足三维建模规范化，根据已知地质信息点， 利用数学插值方法， 在满足地质规律的前提下， 预测未知区域的空间数据点， 从而实现科学构建地质层面， 进而实现地质BIM设计。
地质BIM技术实现方法
实现三维地质BIM建模主要有点钻建模法和剖切建模法。
(1）点钻建模法。以现场地质勘察测绘的原始点状数据为基础， 主要包括观测点（地层岩性分布、 地质产状、构造等），钻探、 挖探揭示的地层深度划分， 原位测试的动探和标贯数据， 室内岩、 土 、 水等试样的测试数据等。将上述地质信息叠加到BIM三维模型上， 形成地质体三维模型。钻孔数据源实现地质BIM设计示意见图2。
(2）剖切建模法。基于平纵横断面， 将二维平面与剖面的地质界线进行三维空间投影换算， 并在三维空间进 行地质属性匹配， 配合其他辅助剖面等信息， 完成地质层面建立。根据地质层面的空间分布，结合模型边界条件，完成三维地质体建立。基于平纵横地质图实现BIM设计示意见图3。根据生产实践， 结合实际情况，在铁路BIM设计三维地质建模研究过程中， 综合现有2种建模方法， 针对不同地质条件， 发挥每个建模方法优势， 实现便携高效的地质建模。
(3）特殊地质体建模。由于自然界中地质现象和地质体空间形态的复杂性、 非线性与不规则性， 存在部分实体难以用规则的几何算法或由面直接表现， 针对特殊地质现象和地质体（如褶皱 、 断层、 滑坡、 溶洞及透镜体等）， 应分析其特殊性， 采用单独建模方法。褶皱 、 断层 三维地质体建模示意见图4， 多级滑坡三维地质建模示意见图5。
铁路工程地质BIM技术应用
地质专业应用
基于BIM设计技术， 进一步丰富和完善地质专业信息数字化， 实现地质信息便捷录入 、 查询和更改， 实现二维地质信息与三维信息、间的无缝无损传递。利用三维数字模型的直观、可多视角分层次地观察和分析研究对象的特点对地质BIM模型可方便地进行地层分层剥离展示、任意断面和角度的空间剖切、二维断面成图等。
基于地质BIM模型，可实现基本工程应用。一是模拟工程施工，包括隧道体开挖、基坑开挖、基桩布设、边坡刷方；二是土方计算，查询工程范围岩土体地质信息和工程方量。
多专业BIM协同设计
基于BIM技术的铁路工程三维设计，是集合勘察设计、工程施工、运营、维护全生命周期的过程。在整个 铁路建设中，涉及专业众多、工程规模巨大、管理协调复杂、技术要求高、建设周期长，更需要各专业间相互配合、密切协作。三维地质模型空间形态复杂、数据体量庞大，方便、顺畅地形成地质BIM模型与各下游专业间的协同设计，是BIM设计亟待解决的技术难题，也是当前铁路设计行业的研究热点。