楊茗欽 唐雁云

摘要：文章基于平南三橋進行了智慧工地建設模式的研究，通過建立長效機制，利用信息化、智能化搭建互聯(lián)協(xié)同、安全監(jiān)控、智能化生產等項目信息化生態(tài)圈，加強對質量、安全的監(jiān)管力度，實現(xiàn)工地智能化、精細化管理，充分利用現(xiàn)代科技提高項目管理人員的管理能力、協(xié)同能力以及工作效率，實現(xiàn)對人、機、料、法、環(huán)的全面管理，提升橋梁工程項目的信息化水平，保障施工安全、質量、進度，促使工程順利完成。

關鍵詞：智慧工地;BIM技術;纜索起重機控制系統(tǒng);安全質量管理;場站管理

中圖分類號：U445.1 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wcost.2020.11.020

文章編號：1673—4874（2020）11-0074—03

0引言

隨著社會的發(fā)展，傳統(tǒng)的技術手段已經無法對施工現(xiàn)場進行全面管控，而監(jiān)管力度不足，會導致建筑工地質量安全事故頻發(fā)。平南三橋作為世界第一跨徑拱橋，為保證項目高質量、零事故順利完成，實現(xiàn)2020年通車目標，本文基于平南三橋進行了智慧工地建設模式的研究，通過建立長效機制，利用信息化、智能化搭建互聯(lián)協(xié)同、安全監(jiān)控、智能化生產等項目信息化生態(tài)圈，加強對工程質量、安全的監(jiān)管力度，實現(xiàn)工地智能化、精細化管理。

1工程概況

平南三橋為荔浦至玉林高速公路平南北互通連接線上跨潯江的一座特大型橋梁，位于平南縣西江大橋上游6km處。平南北互通連接線起點接平南北互通立交收費站，經沙坪頂、遙望、牛角塘、獨田、上平田、新屋后，在潭垌處跨越潯江，終點位于九座屋，與平南縣規(guī)劃西外環(huán)相銜接，地理位置圖如圖1所示。

平南三橋主橋采用跨徑575m（凈跨徑548m）中承式鋼管混凝土拱橋，北岸引橋上部采用（40+60+2×35）m現(xiàn)澆預應力混凝土連續(xù)梁橋，南岸引橋采用（50+60+50）m+（3×40）m澆預應力混凝土連續(xù)梁橋，橋梁全長1035m。其中南岸拱座設計為擴大基礎，北岸拱座為地下連續(xù)墻基礎。項目建成后將成為當今世界最大跨徑拱橋（見圖2）。

2智慧工地建設

針對大型橋梁工程中經常出現(xiàn)的一些質量、安全事故進行研究發(fā)現(xiàn)，施工現(xiàn)場主要問題集中在以下幾個方面：（1）非專業(yè)施工人員進入施工現(xiàn)場，缺乏相應施工知識以及安全意識，導致發(fā)生質量安全事故;（2）材料管理混亂，大多數(shù)項目進場材料驗收采用手工完成，勞務隊伍為獲取非法利益而造成的質量安全事故;（3）施工現(xiàn)場危險區(qū)域繁多，無法進行全過程、全方位的監(jiān)督管理而造成質量安全事故。本文基于以上問題及本項目特點進行智慧工地建設模式研究，深入解決質量安全隱患，實現(xiàn)現(xiàn)場的全方位監(jiān)管。

2.1安全監(jiān)管模式研究

2.1.1 勞務實名制及施工封閉式管理

針對進入施工現(xiàn)場的非專業(yè)人員或新入場人員，為提高該類人員的安全意識和隱患排查能力，在入場時對其進行入場安全教育，通過文字、視頻以及考試等信息化手段提高安全認識。同時在施工現(xiàn)場采用人臉識別系統(tǒng)、車牌識別系統(tǒng)等現(xiàn)代化的先進管理手段（如圖3所示），以封閉式管理的模式對施工現(xiàn)場進行管理。對于考試合格的作業(yè)人員，必須將其信息錄入電腦后臺，才能“刷臉”進入施工現(xiàn)場，從根源上杜絕了以往部分作業(yè)人員未經教育就進入施工現(xiàn)場作業(yè)的現(xiàn)象。對于要進入現(xiàn)場的施工的車輛、設備，必須向項目物資設備部進行報備，物資設備部聯(lián)合安全管理部對進場車輛、設備進行驗收，對操作人員證件進行查驗，驗收合格后發(fā)放準入牌，只有持有準入牌的車輛、設備才能進入施工現(xiàn)場，以此避免因人員、機械管理不善發(fā)生質量安全事故。

2.1.2VR安全教育

為了讓工人提前了解本工程各個施工部位的危險性，項目通過打造VR安全體驗館，根據(jù)大橋特點制定重物砸擊、基坑坍塌、高處墜落等10余項不同場景的安全體驗項目，一改傳統(tǒng)安全課堂的模式，利用現(xiàn)代VR技術，將聽課改為親身體驗的方式來進行安全教育（見圖4）。工人通過VR第一人稱“親身”體驗各種“施工安全事故+第三人稱回顧事故發(fā)生的情景+科學學習施工安全規(guī)范和操作規(guī)程”，快速、低成本地感受安全教育的內容和安全警示作用，對安全施工產生敬畏，從而達到增強安全意識，掌握相應的防范知識以及應急措施，預防安全事故發(fā)生的目的。

2.1.3施工現(xiàn)場全方位監(jiān)管

平南三橋同時具有多個作業(yè)面，如地面的引橋施工，高空的塔架安裝、拱肋安裝等作業(yè)。由于項目安全員人數(shù)有限，使用傳統(tǒng)安全檢查的模式，無法同時對各個工點進行安全檢查，排除安全隱患。因此為保障現(xiàn)場施工安全，結合現(xiàn)場特點，搭建視頻監(jiān)控系統(tǒng)，輔助安全管理部進行工地巡查。即使用“日常巡檢+視頻監(jiān)控”的模式實現(xiàn)對大橋施工現(xiàn)場的全方位安全監(jiān)管，監(jiān)管范圍覆蓋班前教育、地面作業(yè)、高空作業(yè)以及廣東江門的鋼結構加工作業(yè)，并在監(jiān)控系統(tǒng)配備lP對講廣播，實時對現(xiàn)場進行喊話（如圖5所示）。在日常工作中，安全管理人員不定時通過監(jiān)控對現(xiàn)場各個施工部位進行安全檢查，當發(fā)現(xiàn)安全隱患時，通過lP廣播系統(tǒng)及時喊話制止，并配備“智慧工地APP”進行隱患整改，防止事故發(fā)生。項目自使用此模式以來，至今未發(fā)生過安全事故，與以往相比，現(xiàn)場安全檢查更全面，減少了安全人員高空檢查的次數(shù)，提高了檢查效率，更及時防止了安全事故的發(fā)生，確保項目安全生產，順利完工。

2.1.4纜索吊裝系統(tǒng)安全管理研究

為滿足現(xiàn)場拱肋以及格子梁的吊裝，基于平南三橋設計了一套220t級的纜索吊裝斜拉扣掛系統(tǒng)，面對200m的塔架以及工作范圍達到2km的纜索系統(tǒng)，除日常巡檢及監(jiān)控系統(tǒng)輔助以外，如何利用信息化手段對其進行安全監(jiān)管，解決以往監(jiān)管力度、手段不夠而引起的安全質量事故，保證塔架安全和纜索系統(tǒng)安全，是項目研究的重點。項目基于以往檢查模式，利用現(xiàn)代信息化手段研發(fā)了一套塔架智能調節(jié)控制系統(tǒng)和一套纜索起重機電氣控制系統(tǒng)（如圖6、圖7所示），有效解決傳統(tǒng)模式檢查不到位的情況，成功將200m高的塔架從300mm的偏移縮小到20mm，解決了塔架偏位不可控、安全風險高等難題，減少了塔架偏移對安裝線型的影響，實現(xiàn)了一天吊裝一個拱肋節(jié)段的路橋速度。纜索起重機電氣控制系統(tǒng)采用了大型可編程控制器作為控制核心進行系統(tǒng)集成，實現(xiàn)了對纜索起重機的集中控制，將傳統(tǒng)一人控制一臺卷揚機的模式改為兩人集中管理。且原來需要32人完成的工作，現(xiàn)在只需2人即可完成，并可通過系統(tǒng)直接查找故障部位及原因，大大提高了工作效率，達到了減員增效的目的。

2.2質量監(jiān)管模式研究

2.2.1大體積混凝土質量管理

經過大體積混凝土澆筑專家評審會以后，設計取消了兩岸拱座基礎中的冷卻管。為提高混凝土的質量，防止因水化熱內外溫差過大，造成混凝土開裂，項目對大體積混凝土中的溫度變化進行研究，通過混凝土溫測結合廣西路橋云平臺的模式對拱座混凝土澆筑溫度進行管理。面對龐大的溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過在監(jiān)測點埋設監(jiān)測元件，將監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫接入云平臺，設定自動讀取周期，提高項目對大體積混凝土溫度的管理能力（如圖8所示）。在日常管理中，通過云平臺查看各個部位的動態(tài)監(jiān)測曲線，指導現(xiàn)場進行保暖工作，保障大體積混凝土的澆筑質量，防止發(fā)生混凝土開裂事故。

2.2.2物料管理

對于傳統(tǒng)模式物料管理混亂，進出料人工手動登記等問題。項目利用信息化手段打造了混凝土集控中心，從材料上狠抓質量問題。項目一改傳統(tǒng)生產模式，由分散辦公轉為集中辦公，將混凝土生產過程中相關人員集中在一起辦公，使管理人員的溝通更順暢，信息傳達更及時，辦公生產更高效。同時將集控中心與拌和站生產區(qū)之間通過光纖連接，實現(xiàn)了對拌和站的遠程操作和監(jiān)控。基于路橋物料系統(tǒng)，進料、出料完成后，所有材料的庫存都會按照實際數(shù)量相應地增加或減少，減少了漏抓或上傳丟包的現(xiàn)象，對材料管控提供了良好的基礎。同時，改變傳統(tǒng)混凝土澆筑申請模式，直接使用手機APP，實現(xiàn)混凝土從申請、審批到澆筑的全過程無紙化辦公，提高了工作效率。

2.2.3技術交底

平南三橋開工建設以來，為提高項目施工效率以及工程的施工質量，主動將建設行業(yè)的新興技術融合項目特色，將“BIM+”概念融入施工管理的各個細節(jié)，針對以往技術交底基本采用講述的模式，工人無法及時理解透徹，導致經常發(fā)生一些質量事故。因此項目改變傳統(tǒng)模式，借助模型的三維仿真動態(tài)演示功能助力設計優(yōu)化和專項施工方案模擬，提前掌握工程建設重點難點，增強施工風險管控的針對性。利用BIM技術進行進度、質量、安全管理，施工圖紙深化、720、AR、VR三維虛擬交底以及3D打印實體交底，提高工人對工作的理解，從而保證工程的施工質量（見圖9）。

3結語

項目通過對傳統(tǒng)模式進行研究，發(fā)現(xiàn)存在的問題，再利用信息化手段打造平南三橋智慧工地，解決傳統(tǒng)模式缺點的方式，成功地提高了項目信息化水平，并把信息化工作落到了實處。項目利用信息化技術手段從根源上解決可能發(fā)生的質量安全問題，保障工程質量，實現(xiàn)了對施工現(xiàn)場“人、機、料、法、環(huán)”各關鍵要素實時、全面、智能的監(jiān)控和管理，有效提高了項目的施工質量以及對安全、成本和進度的控制水平，提高了作業(yè)人員的工作效率，減少了浪費，從而確保工程項目順利完成。