作為淮河流域防洪體系的標(biāo)志性、戰(zhàn)略性工程，淮河入海水道二期工程是國(guó)務(wù)院規(guī)劃的172項(xiàng)重大水利工程之一，也是新中國(guó)成立以來江蘇省內(nèi)單體投資最大的水利工程。建設(shè)過程中，這一重大水利工程如何運(yùn)用新技術(shù)克服建設(shè)體量大、技術(shù)難度高、施工組織復(fù)雜等難點(diǎn)堵點(diǎn)？記者近日實(shí)地探訪。
“鋼筋云工廠”：全國(guó)水利行業(yè)“僅此一家”
一條條鋼筋被拉直、壓彎、塑形后組成半成品，作為水工建筑物的“筋骨”，隨后打上二維碼被分送到施工現(xiàn)場(chǎng)不同部位……這樣的場(chǎng)景出現(xiàn)在淮安樞紐的“鋼筋智慧云工廠”。這座工廠占地4080平方米，擁有6條全自動(dòng)化生產(chǎn)線，融合物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)及現(xiàn)代物流配送等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從原料入場(chǎng)、圖紙智能翻樣、平臺(tái)分配設(shè)備自動(dòng)化加工、制成品信息化配送等全過程數(shù)字化建設(shè)，在目前的全國(guó)水利行業(yè)“僅此一家”。
“和傳統(tǒng)加工廠相比，我們的‘?dāng)?shù)字云工廠’加工效率提升30%，損耗率降低1.5個(gè)百分點(diǎn)，鋼筋每噸加工綜合成本降低30%，月最高產(chǎn)能達(dá)6000噸，不僅滿足淮安樞紐自身需求，也可對(duì)外服務(wù)。”淮安樞紐項(xiàng)目經(jīng)理蔣一波說。
在濱海樞紐混凝土智慧生產(chǎn)中心，工作人員收到指令后，僅在操作系統(tǒng)上輕點(diǎn)鼠標(biāo)，自動(dòng)化施工設(shè)備與機(jī)器人就開始工作。施工設(shè)備將來自洞庭湖的黃沙、鄱陽湖的石子、鹽城的水泥等原料進(jìn)行“調(diào)和”，從C30到C45強(qiáng)度不等的混凝土就被有序生產(chǎn)出來。投用至今，這里已生產(chǎn)30多萬立方米混凝土，占濱海樞紐用量的40%。
“其實(shí)，從外部采購(gòu)混凝土要比自己生產(chǎn)更便宜。”濱海樞紐項(xiàng)目經(jīng)理肖強(qiáng)向記者透露，每一個(gè)工地的建設(shè)情況并不完全相同，常規(guī)混凝土很可能不適用。“我們的智慧生產(chǎn)中心可以根據(jù)工程實(shí)際情況生產(chǎn)出完全適配的混凝土，強(qiáng)度更有保證且實(shí)現(xiàn)24小時(shí)運(yùn)行，生產(chǎn)高峰期每天生產(chǎn)四五千立方米，效率更有保障。”肖強(qiáng)說。
“智慧大腦”：讓工程建設(shè)不再完全靠經(jīng)驗(yàn)
5月中旬，淮安樞紐“大圍封截滲墻”竣工。此次完工的截滲墻成槽面積近10萬平方米，最深槽段59米，相當(dāng)于20層樓高，可有效阻隔地下水滲透，被稱為淮安樞紐段的“水下生命線”。
“我們通過數(shù)字孿生技術(shù)，有效保證了施工質(zhì)量控制。”淮安樞紐工程項(xiàng)目副總工丁竹青告訴記者，在截滲墻施工中，“智慧大腦”的數(shù)字孿生系統(tǒng)，將復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)立體呈現(xiàn)、旋轉(zhuǎn)剖析，讓施工人員直觀、清晰地理解設(shè)計(jì)意圖，真正做到“看得清、做得準(zhǔn)”。
在“智慧大腦”指揮下，淮安樞紐這座亞洲最大的“水上立交”攻克一個(gè)個(gè)水利建設(shè)難題——關(guān)鍵結(jié)構(gòu)BIM制作、可視化交付；引進(jìn)整平機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)無人自主運(yùn)動(dòng)及高精度施工；借助挖掘機(jī)引導(dǎo)系統(tǒng)，采用北斗高精度定位技術(shù)，引導(dǎo)機(jī)手作業(yè)，防止工作區(qū)域內(nèi)欠挖或超挖；項(xiàng)目施工期間，通過無人機(jī)定期對(duì)工程進(jìn)度進(jìn)行跟蹤觀測(cè)……
在濱海樞紐工程智慧指揮中心，項(xiàng)目部BIM中心主任徐永勝對(duì)北船閘土建部分進(jìn)行“推演”。只見他在電腦上構(gòu)建了一處施工現(xiàn)場(chǎng)的可視化立體模型圖，鋼管用量、混凝土用量等各種關(guān)鍵參數(shù)準(zhǔn)確地呈現(xiàn)出來；隨后，他“登上”虛擬腳手架仔細(xì)探查每一處細(xì)節(jié)，在排除隱患并確認(rèn)和原圖紙完全匹配后，工作才算完成。
徐永勝介紹，正式施工前，把現(xiàn)場(chǎng)施工模型包括環(huán)境模型、設(shè)計(jì)模型、臨時(shí)設(shè)施模型及各種族庫(kù)建立好以后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的施工過程進(jìn)行一比一的模擬預(yù)演，可以讓技術(shù)人員提前預(yù)判各種問題、找出僅憑經(jīng)驗(yàn)難以發(fā)現(xiàn)的隱患，從而極大地減少重復(fù)勞動(dòng)，保障施工安全和效率，降本增效。
“僅濱海樞紐北船閘的設(shè)計(jì)圖紙就需要卡車運(yùn)送，而且建成以后，施工的各項(xiàng)指標(biāo)必須與原圖紙一一對(duì)應(yīng)，如果有誤差，必須重新施工。”徐永勝告訴記者，“智慧大腦”基于三維傾斜攝影、BIM技術(shù)等多種軟件高效創(chuàng)建立體模型，通過對(duì)未來可能發(fā)生的情況進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)和預(yù)演，實(shí)現(xiàn)“預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案”環(huán)環(huán)相扣，為工程建設(shè)方案比選、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判和應(yīng)急決策提供了科學(xué)依據(jù)。
“智能工地”：從被動(dòng)監(jiān)控到主動(dòng)預(yù)警
在低溫環(huán)境中或溫度驟降時(shí)澆筑混凝土，很可能會(huì)發(fā)生開裂，不僅增加了成本，更危害工程安全。濱海樞紐工程研發(fā)出混凝土專用“空調(diào)”——大體積砼溫度智能調(diào)控機(jī)，成功解決這一難題，并在全省水利行業(yè)首次使用。
“我們只需要將大體積混凝土結(jié)構(gòu)控裂技術(shù)參數(shù)輸入‘空調(diào)’，就可對(duì)冷卻循環(huán)水的溫度、流速及流向進(jìn)行全自動(dòng)智能控制，全程無需人工干預(yù)，最大限度防止混凝土開裂。”肖強(qiáng)介紹，濱海樞紐9臺(tái)套“空調(diào)”馬力全開，不僅基本杜絕了澆筑開裂情況，還縮短一個(gè)月工期，實(shí)現(xiàn)質(zhì)效雙增。
在這里，施工工地布滿智能設(shè)備，各種物聯(lián)網(wǎng)傳感器、智能監(jiān)控設(shè)備時(shí)刻感知著工地的每一絲變化。在北船閘一處施工現(xiàn)場(chǎng)，立著一個(gè)“蘑菇”般的傳感器，它集成了應(yīng)變計(jì)、鋼筋計(jì)、裂縫計(jì)、土壓力計(jì)、水位計(jì)、滲壓計(jì)、位移計(jì)等不同功能傳感器。南京水利科學(xué)研究院濱海樞紐安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人方緒順介紹，這些傳感器如同人的“耳”“目”，可以實(shí)時(shí)精準(zhǔn)感知樞紐建筑物的應(yīng)力、變形、滲流等性態(tài)，反饋工程建設(shè)質(zhì)量，優(yōu)化施工工藝和進(jìn)度安排，保障施工安全。
“這些施工期埋設(shè)的傳感器與衛(wèi)星遙感、無人機(jī)、傾斜攝影、視頻監(jiān)控等高新監(jiān)測(cè)技術(shù)手段協(xié)同構(gòu)建樞紐工程的智慧感知體系，為工程運(yùn)行管理現(xiàn)代化與數(shù)字孿生工程、現(xiàn)代化運(yùn)管矩陣等建設(shè)提供數(shù)據(jù)底板，實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)監(jiān)控到主動(dòng)預(yù)測(cè)預(yù)警的跨越，推動(dòng)工程建設(shè)與管理邁向智能化、智慧化。”方緒順說。