任壬， 王健

（山東信誠建設(shè)管理有限公司）

1 公路橋梁工程項目智能化建設(shè)管理措施探究

1.1 設(shè)計管理

公路橋梁需要跨越復(fù)雜的地形條件，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時相對復(fù)雜，必須根據(jù)建設(shè)條件選擇合適的結(jié)構(gòu)體系，加強結(jié)構(gòu)計算分析，保證設(shè)計方案的科學(xué)性、合理性、可行性。在橋梁設(shè)計方面的智能化管理手段主要體現(xiàn)在BIM技術(shù)應(yīng)用上，利用相對成熟、功能齊全的參數(shù)化建模軟件，建立精細化橋梁結(jié)構(gòu)模型，有利于實現(xiàn)不同專業(yè)間的協(xié)同設(shè)計，提高正向設(shè)計水平，通過BIM模型可以自動計算統(tǒng)計相關(guān)位置、形狀、尺寸等數(shù)據(jù)信息，如果需要作出修改，只要修改相關(guān)參數(shù)即可，其他關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)也會自動更新，減少了不必要的重復(fù)工作。將工程模型、地形模型、實景模型融合到BIM 平臺上，根據(jù)設(shè)計中心線進行路線漫游，可全面觀察設(shè)計效果，掌握實際行車狀態(tài)。利用BIM 模型結(jié)合GIS 地理信息系統(tǒng)，可開展可視化設(shè)計復(fù)核工作，能夠在三維模擬場景中直觀展現(xiàn)地形、地貌、水域、建筑物等情況，以及橋梁的位置、角度、孔跨等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，可以快速發(fā)現(xiàn)可能存在的問題，將各專業(yè)BIM 模型導(dǎo)入到專業(yè)軟件中，設(shè)置碰撞前置條件，執(zhí)行碰撞檢測命令，可自動進行碰撞檢測，輸出碰撞檢測報告，經(jīng)過比對校驗后，確認優(yōu)化方案，減少施工過程中的變更、返工問題。對于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的橋梁工程，在工程量統(tǒng)計方面存在一定難度，尤其是像鋼筋、混凝土等影響較大的材料，可能會因計算偏差過大影響資源調(diào)配和成本管理效果，利用BIM模型可以快速準確地統(tǒng)計各階段工程量和材料消耗量，選擇相應(yīng)構(gòu)件，導(dǎo)出工程量明細清單，實現(xiàn)更為精確的建設(shè)資源管理。

1.2 生產(chǎn)管理

受現(xiàn)場建設(shè)條件的限制，許多橋梁工程采用了預(yù)制裝配式技術(shù)，需要在梁場生產(chǎn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件，然后運輸?shù)浆F(xiàn)場拼裝施工，所以，預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)管理也是公路橋梁工程建設(shè)管理的重要內(nèi)容。計算機輔助制造技術(shù)充分利用了計算機系統(tǒng)功能，提升整個制造過程自動化水平 ，RFID技術(shù)是一種數(shù)據(jù)自動采集與管理的有效措施，相當于給預(yù)制構(gòu)件設(shè)置電子身份證，通過發(fā)送實時信息流，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的信息采集和自動監(jiān)控，而BIM 模型是智能化生產(chǎn)管理的核心和橋梁，通過優(yōu)越的信息集成、交流共享功能，能夠提高深化設(shè)計質(zhì)量和效率，緩解設(shè)計與生產(chǎn)銜接不暢的問題。智能生產(chǎn)系統(tǒng)可以直接讀取 BIM 模型中的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)信息，自動完成各項工序，并檢測相關(guān)質(zhì)量數(shù)據(jù)，利用BIM模型開展虛擬拼裝試驗，根據(jù)已經(jīng)生產(chǎn)構(gòu)件數(shù)據(jù)信息，結(jié)合三維打印，輸出生產(chǎn)誤差報表，及時進行優(yōu)化調(diào)整。以BIM 模型為核心建立管理平臺，可以通過手機端、大屏幕等多種方式，綜合分析預(yù)制梁廠生產(chǎn)情況、構(gòu)件生產(chǎn)計劃、現(xiàn)場施工情況等內(nèi)容，實現(xiàn)設(shè)計、生產(chǎn)、施工的一體化管理，通過掃描預(yù)制構(gòu)件電子身份證，可以實時查看相應(yīng)構(gòu)件的設(shè)計圖紙、屬性數(shù)據(jù)、施工工序等信息。在預(yù)制構(gòu)件運輸過程中，結(jié)合BIM模型與GIS技術(shù)，模擬分析運輸路線的合理性，并通過GPS定位系統(tǒng)，實時監(jiān)控運輸車輛位置，保證能夠按時間計劃要求進場[1]。

1.3 施工管理

1.3.1 質(zhì)量管理

施工組織設(shè)計和施工方案是主要的施工技術(shù)指導(dǎo)性文件，必須保證合理可行，能夠兼顧質(zhì)量、工期、安全、成本等多個目標。建立施工工藝模型，利用BIM技術(shù)進行模擬施工，驗證施工方案，如果出現(xiàn)問題，可以提前進行工藝調(diào)整，直到滿足施工管理要求為止。把施工模擬成果制作成視頻，用于技術(shù)交底工作，可視化三維展示重點施工程序，將完善后的設(shè)計圖紙、施工組織設(shè)計、施工方案、質(zhì)量通病清單、質(zhì)量保證措施等技術(shù)資料上傳到BIM 系統(tǒng)中，構(gòu)建質(zhì)量管理數(shù)據(jù)庫。在施工過程中，可以通過手機APP直接查看瀏覽，為具體施工活動提供科學(xué)指導(dǎo)。在質(zhì)量巡檢管理方面，利用手機APP、智能巡查眼鏡等方式，可以對現(xiàn)場施工情況拍照上傳，實時開展遠程溝通協(xié)調(diào)，并將質(zhì)量問題反饋到系統(tǒng)中，相關(guān)人員可以根據(jù)整改意見具體落實，并將整改結(jié)果及時反饋，實現(xiàn)在線跟蹤質(zhì)量巡檢管理，形成電子文檔資料，為后續(xù)的竣工驗收提供基礎(chǔ)支持。另外，在關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，可以引入智能化監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)精細化管理效果，比如，利用自動測溫系統(tǒng)，可以智能化監(jiān)控混凝土溫度，保證混凝土施工管理質(zhì)量。

1.3.2 進度管理

施工進度計劃是施工進度管理的主要依據(jù)，直接決定著最終的進度管理效果，利用BIM 平臺project 模式的進度編制模塊，可以更好地進行任務(wù)劃分、節(jié)點確認，能夠保證進度計劃編制的質(zhì)量和效率，如果需要調(diào)整進度計劃，在編輯一個節(jié)點后，其他關(guān)聯(lián)計劃任務(wù)都可自動調(diào)整，減少了計劃編制工作量。在BIM模型中，融入施工進度計劃數(shù)據(jù)，結(jié)合Navisworks 的應(yīng)用，可以對進行施工進度可視化模擬，更好地掌握進度計劃控制要點。在施工過程中，相關(guān)管理人員采集實際進度信息，上傳到系統(tǒng)平臺中，可自動生成BIM 模型形象施工進度。通過電子沙盤系統(tǒng)，可直觀形象地展現(xiàn)計劃進度與實際進度的對比情況，一旦出現(xiàn)進度落后，會通過系統(tǒng)延誤提醒功能給出提示，以顏色區(qū)分突出顯示的形式，明確延誤工作內(nèi)容，采取針對性的糾偏處理措施。同時，根據(jù)施工進度情況，自動統(tǒng)計已完工工程量和資源消耗量，在實現(xiàn)進度管理的同時，加強工程建設(shè)造價管理。

1.3.3 安全管理

公路橋梁施工存在著一定的危險性，需要加強施工安全管理，找到主要影響因素，預(yù)測安全風險隱患，提前采取有效的預(yù)防控制措施。利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控現(xiàn)場作業(yè)情況，通過與BIM 平臺關(guān)聯(lián)，能夠?qū)χ匾课?、隱蔽工程的施工安全進行全方位監(jiān)管。設(shè)置橋梁應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)，采用鋼筋應(yīng)力傳感器、土體應(yīng)力傳感器、混凝土應(yīng)力傳感器檢測橋梁不同位置應(yīng)力，使用相關(guān)設(shè)備采集獲取應(yīng)力數(shù)據(jù)，將異常數(shù)據(jù)傳遞到服務(wù)器，通過WEB 軟件實時預(yù)警，而且還可以開展應(yīng)力趨勢分析，在沒有出現(xiàn)明顯異常之前就可以提前預(yù)警。在人員行為監(jiān)控上，采用智能巡檢系統(tǒng)，可以有效識別人員身份，結(jié)合視頻監(jiān)控，檢查人員違規(guī)操作行為，利用定位芯片能夠?qū)崟r顯示人員運動軌跡，根據(jù)工作特點，設(shè)置預(yù)警條件，比如在某個區(qū)域長時間處于靜止狀態(tài)就會觸發(fā)報警。正確佩戴安全帽等設(shè)備能夠有效避免安全事故，降低損害程度，人工檢查的方式已經(jīng)難以滿足安全管理需求，隨著深度學(xué)習、5G網(wǎng)絡(luò)、計算機技術(shù)等的發(fā)展，基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計安全帽佩戴檢測智能算法，能夠更加高效準確地識別安全設(shè)備的佩戴情況，在監(jiān)控距離相對較遠的少數(shù)場景也能夠有效識別小目標，提高檢測精度。施工機械設(shè)備的安全管理也非常關(guān)鍵，許多橋梁工程施工需要大型起吊設(shè)備，通過安裝智能監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測機械設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)以及周邊環(huán)境數(shù)據(jù)，減少因超載、碰撞、監(jiān)測盲區(qū)等產(chǎn)生的安全事故[2]。

2 公路隧道工程項目智能化建設(shè)管理措施探究

2.1 施工安全管理

與橋梁工程不同，隧道工程施工主要在地下環(huán)境中進行，影響因素更多，危險系數(shù)更大，很容易出現(xiàn)突水、塌方、冒頂?shù)仁鹿?，在隧道施工過程中，對圍巖穩(wěn)定性的準確分析至關(guān)重要，當隧道變形較大時，如果不能及時發(fā)現(xiàn)并采取有效措施，就會引發(fā)安全事故。根據(jù)測繪專業(yè)地表三維模型資料，結(jié)合地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，建立各地層地質(zhì)體模型，并對地質(zhì)體模型進行分層、添加屬性，將工程EBS 編碼與隧道BIM 模型有效結(jié)合，構(gòu)建基于EBS的全參數(shù)化隧道構(gòu)件庫，然后利用WebGL圖像引擎對模型進行輕量化處理，能夠更加高效、穩(wěn)定地開展管理工作，建立基于BIM的隧道超前地質(zhì)預(yù)報風險評估信息化系統(tǒng)，可以對隧道開挖過程中的不同地質(zhì)災(zāi)害進行預(yù)警、查詢、分析，判斷風險等級，指導(dǎo)開挖作業(yè)安全進行。隧道圍巖變形監(jiān)測也是施工安全風險管理的主要手段，根據(jù)工程特點、施工環(huán)境、變形規(guī)律等綜合因素，科學(xué)布設(shè)施工監(jiān)測網(wǎng)，針對拱頂沉降、拱底沉降、隧道收斂、地表沉降、地下水位、地下管線沉降、建筑物沉降、爆破震動、邊坡土體位移等方面進行監(jiān)控測量，嚴格按照相關(guān)規(guī)范要求設(shè)置監(jiān)測點，能夠保證數(shù)據(jù)采集的全面性、準確性、安全性。利用BIM技術(shù)建立隧道主體模型、監(jiān)控量測測點模型，將每個測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)和預(yù)警信息關(guān)聯(lián)到對應(yīng)位置，根據(jù)監(jiān)測點采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以自動做出分析判斷，按照不同預(yù)警等級，自動發(fā)出超限預(yù)警，實現(xiàn)隧道變形可視化監(jiān)控預(yù)報的效果，實時展現(xiàn)隧道開挖過程中的圍巖安全狀態(tài)。

2.2 施工質(zhì)量管理

隧道工程施工質(zhì)量管理主要體現(xiàn)在超欠挖與平整度控制上，可以采用BIM 結(jié)合三維激光掃描技術(shù)的質(zhì)量檢測評估手段，對隧道初支的超欠挖、平整度、中線偏差等情況進行可視化質(zhì)量分析，提高隧道開挖質(zhì)量控制水平。公路隧道工程也涉及到預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)管理，對于后續(xù)的拼裝質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，在預(yù)制管片生產(chǎn)階段，可以設(shè)計二維碼標簽，將所有信息通過二維碼采集上傳到管理平臺，包括生產(chǎn)工序、堆場記錄、出庫臺賬、進場試驗等方面內(nèi)容，由于隧道工程施工環(huán)境相對惡劣，可以采用穩(wěn)定性好、強度高、耐環(huán)境變化的PVC材料制作二維碼，保證在不同環(huán)境中都能夠發(fā)揮作用，使用手機APP 掃描二維碼，將相關(guān)質(zhì)量數(shù)據(jù)上傳到管理系統(tǒng)中，系統(tǒng)將相關(guān)數(shù)據(jù)計算分析后，生成各種圖表，記錄每個階段的作業(yè)成果。利用二維碼結(jié)合BIM 模型，可實現(xiàn)智能堆場定位，優(yōu)化管片合理分布，確定最佳吊裝路線和運輸路線，實現(xiàn)生產(chǎn)與施工的有效銜接。二維碼的使用壽命要低于RFID，所以，在管片拼裝階段的信息采集將由RFID完成，針對管片拼裝、盾構(gòu)掘進、壁后注漿、成型質(zhì)量等方面開展質(zhì)量管理，重點分析管片質(zhì)量、病害統(tǒng)計、隧道軸線偏差等方面，采集整理拼裝外觀質(zhì)量、施工質(zhì)量記錄等數(shù)據(jù)信息[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，公路橋梁隧道工程項目建設(shè)管理需要面對復(fù)雜的外界環(huán)境，對組織機構(gòu)的管理水平要求較高，否則將會產(chǎn)生質(zhì)量和安全隱患，影響進度計劃和成本控制。采用智能化建設(shè)管理措施，能夠改變以往的工程建設(shè)管理模式，充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，實現(xiàn)工程建設(shè)全壽命周期的資源優(yōu)化整合，達到智能化、精細化管理效果。