走进三峡枢纽新通道先行开挖区的智慧工地控制中心,记者首先看到的是一面宽5米多的巨幅LED数据墙。施工现场的三维实景图上,每台车辆的位置、时速、趟次、载重信息实时跳动,人员分布、设备状态、监测数据同屏呈现。“过去调度靠电话、统计靠报表,现在车到哪了、哪里堵了,大屏上一目了然。”三峡新通道公司三峡枢纽新通道工程管理部副主任上官方说。
这块大屏的背后,是覆盖全场的智能建造管理平台——一场施工管理模式的创新,正在峡江之畔悄然进行。
一屏统管,
工地有了“数字大脑”
三峡水运新通道工程是“十五五”时期首个开工建设的国家重大标志性工程,也是继三峡工程之后,长江干线上集水利、航运、生态等功能于一体的最大综合性工程,土石方开挖量约1.6亿立方米,超过了当年的三峡工程。
先行开挖区,是这场“大搬山”的前哨战。全长约935米的线路上,开挖总量超过800万立方米;引航道试验段最大边坡高122.5米,相当于40层楼;施工区紧邻高压输电走廊和居民区;高峰时段,400多台车辆设备、400多名作业人员在同一场地内交叉作业——时间紧、任务重、难度大,施工、安全、环保,任何一环处置不当,都可能牵动全局。这里迈出的每一步,都在为后续主体工程验证技术、积累经验、蹚出路径。
“这样的施工强度,光靠人盯,难以做到面面俱到。”水电四局新通道先行开挖区施工项目部副经理张顺治告诉记者,一套智能建造管理平台为这场硬仗筑牢管理根基。
过去,监控、定位、设备管理等系统各自独立,管理人员要在好几个软件之间来回切换,想掌握工地全貌,得跑现场、翻台账。如今,数字孪生技术把整座工地一比一“搬”进了屏幕:地形、道路、料场、渣场与实际工地一一对应,各功能模块的数据全部打通。想看哪条道路的车流、查哪个料场的存量、找哪位作业人员,只需轻点鼠标就能悉数掌握。
屏幕里的这座工地每天也在“生长”。平台接入了无人机航测系统,无人机每日对施工场地自动航测,同步生成三维模型,动态更新项目形象进度。而管理人员也只用在平台上一键下达指令,便能让无人机沿规划航线自主起飞和拍摄,全程无需专人现场操作。
智能建造管理平台不仅能反映现在,还能“计算”未来。基于建筑信息模型(BIM)、地理信息系统(GIS)与北斗卫星导航系统融合的时空底座,平台构建起覆盖土石方开挖、运输、填筑全过程的4D动态数字孪生模型:拖动时间轴,基于施工计划推演的未来7天、14天、30天场地形态变化依次呈现;“挖方-填方-弃渣”动态平衡曲线实时计算,进度偏差超过5%自动标红预警。此外,依托BIM模型开展图纸会审与碰撞检查,不少可能引发设计变更的问题在图纸阶段就能提前消除。
从分散掌握信息到集中研判,从依靠人工汇总到借助数据分析,管理人员能够更及时地发现进度偏差、协调施工资源。
跑了十几年工程运输的李巧林对此感受明显。土石方施工,挖、装、运、卸环环相扣,一处衔接不畅,就可能影响整个作业链条。“过去我们最怕的就是‘车等料、料等车’。”李巧林说,如今这种情况在先行开挖区不复存在。运输车辆安装定位终端后,车辆轨迹、运输趟次等信息可以实时回传平台。管理人员结合开挖面出土进度和弃渣场接收能力,统筹安排运输任务,减少车辆空驶和等待。
“现在调度指令直接推到车上,去哪装、往哪卸,清清楚楚。”李巧林说。
智能让安全更安全
安全是必须守住的底线。数字化、智能化技术的运用,也提升了先行开挖区的安全管理水平。
在施工现场,每个进入作业面的工人,都随身带着一枚智能电子工牌。只有身份证大小的电子工牌在人员安全管理中发挥着大作用——作业人员在哪儿,平台大屏上就在哪儿亮一个点;人要是和车辆、挖机靠得太近,平台比对两方定位,立刻识别风险,及时告警;遇到险情,长按工牌上的求救键,求救信息直达平台与管理人员终端。针对特殊区域、危险区域,平台还划设了电子围栏,如有误闯误入,屏幕上及时弹出告警信息。从风险识别到发出提醒,不过几秒钟。
遍布全场的AI摄像头,则为安全巡查增加了全天候在线的“慧眼”。谁没戴安全帽、谁没穿反光衣、谁闯进了危险区域,系统都能自动识别、实时推送,方便管理人员按单处置、回传结果。
对大型边坡的监测,同样关系着施工安全。三峡枢纽新通道先行开挖区项目部副经理谷静对此有着切身感受。1998年,他曾在三峡左岸工地担任安全员,日常工作离不开现场巡查、隐患排查和记录整改。
如今,边坡监测有了更多数字化手段。试验段边坡布设了48个监测点,高精度测量设备持续采集相关数据。随着开挖深度和施工阶段变化,监测频次也作相应调整。一旦监测数据出现异常,平台便可发出预警,为现场研判和处置争取时间。
数“智”向主体工程建设延伸
爆破作业,是先行开挖区需要重点攻克的关键技术环节。
由于施工区域临近高压线塔和居民区,爆破既要满足开挖进度要求,也要控制振动对周边环境的影响。平台为爆破作业全程“保驾护航”。爆破前,历次试验数据在平台上汇总分析,为布孔、装药、起爆方案提供依据;爆破过程中,各类监测设备全程运转,爆破带来的影响实时呈现在大屏上;爆破后,数据在平台集中分析,为后续爆破方案提供参照。
先行开挖区的探索也在向更广范围延伸。今年9月,“三峡水运新通道数智增效”成功纳入“十五五”国家重点研发计划首批重点专项。围绕工程建设中的难点和痛点,项目已累计形成16项专利成果。随着先行开挖区开挖工作完成,这里沉淀的智慧建造经验将为后续主体工程大规模施工提供可复制、可推广的样本。
暮色四合,控制中心的数据墙仍在跳动闪烁;江岸之上,开挖后的山体渐次显露新的轮廓。在国家重大标志性工程建设一线,数字化、智能化技术正带来效率与安全的双提升。