設(shè)計(jì)一張高速公路施工圖需要幾個(gè)步驟？必不可少的一環(huán)就是勘測。

無人機(jī)在宜昌市五峰縣梅坪天坑300米高空盤旋，溶巖地貌在電腦終端逐步顯現(xiàn)；大地電磁系統(tǒng)在隧道上方330米山頂土壤中布置展開，巖溶物探異常區(qū)在儀器界面準(zhǔn)確顯示……

位于宜昌市五峰縣的梅坪天坑。吳迪攝

“過去我們開展高速公路勘測，手拿花桿、皮尺、羅盤、地質(zhì)錘，肩扛全站儀，跋山涉水，徒步于深山老林間，被蜂蜇、被蛇咬是家常便飯；如今，有了高科技助力，我們戶外勘測就像是‘打怪’游戲……”10月25日，在武漢至松滋高速公路西延線初測初勘項(xiàng)目現(xiàn)場，湖北省交規(guī)院工程勘察設(shè)計(jì)研究院黨支部書記、副院長王紅明感嘆道。

進(jìn)入新時(shí)代，湖北交投集團(tuán)搶抓新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革重大機(jī)遇，旗下以交規(guī)院、中南院為主的規(guī)劃設(shè)計(jì)單位紛紛聚焦傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級和前沿技術(shù)應(yīng)用落地，提升項(xiàng)目生產(chǎn)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化水平，成功從“鐵腳板”時(shí)代，邁進(jìn)“數(shù)智云”紀(jì)元。

技術(shù)人員進(jìn)行機(jī)載激光雷達(dá)起飛作業(yè)，探測天坑深度。吳迪攝

從“紙”到“智” 打破內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)瓶頸

“以前，我們需要一邊找路、一邊看圖、一邊記錄，非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力，內(nèi)業(yè)整理起來還特別繁瑣。現(xiàn)在方便多了，靠一臺(tái)平板電腦就能精準(zhǔn)確定工點(diǎn)位置，快速記錄調(diào)查數(shù)據(jù)，效率比之前翻了好幾倍?！碧崞饠?shù)字平臺(tái)在項(xiàng)目中的實(shí)際應(yīng)用，武漢至松滋高速公路西延線初測負(fù)責(zé)人陳洋贊不絕口。

勘察設(shè)計(jì)傳統(tǒng)流程成本高昂、周期長、效率低，為了克服這些難題，交規(guī)院運(yùn)用“數(shù)智化外業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”“勘察內(nèi)外業(yè)一體化生產(chǎn)管理平臺(tái)”兩大數(shù)字平臺(tái)，對工程測量、勘察全過程數(shù)字留痕，實(shí)現(xiàn)“歷史可追溯、過程有記錄、效果時(shí)展示”。

依托這兩大數(shù)字平臺(tái)，外業(yè)人員利用北斗高精度定位，即可將地形地物調(diào)查照片、視頻、語音等數(shù)據(jù)資料實(shí)時(shí)上傳至系統(tǒng)云端，高效進(jìn)行外業(yè)調(diào)查和內(nèi)業(yè)整理工作，還可將巖土工程勘察的生產(chǎn)管理、地質(zhì)調(diào)繪、外業(yè)勘探、土工試驗(yàn)、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理、勘察成果歸檔等各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)進(jìn)行信息化高度集成，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目過程留痕、數(shù)據(jù)積累、責(zé)任追溯、數(shù)字交付和共享利用等一體化管理。

目前，兩大數(shù)字平臺(tái)已成功應(yīng)用于麻城至陽新高速公路北延線、京港澳高速公路鄭店至鄂湘界段改擴(kuò)建工程、G3612平頂山至宜昌高速公路襄陽段等多個(gè)項(xiàng)目，取得了良好成效。在武松高速西延線項(xiàng)目中，為初測初勘工作縮短工作周期約20%，節(jié)約直接經(jīng)濟(jì)成本約50萬元。

技術(shù)人員利用大地電磁物探設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。吳迪攝

從“困”到“破” 探尋工程最優(yōu)解

武松高速西延線項(xiàng)目的控制性工程——獅子垴隧道所在的仁和坪地區(qū)天坑、地下暗河眾多，如何修建隧道才能既安全可靠又節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本？

為尋求路線“最優(yōu)解”，項(xiàng)目組創(chuàng)新性采用大地電磁法和被動(dòng)源面波微動(dòng)探測技術(shù)綜合物探方法，為大地“把脈問診”，對隧道物探異常區(qū)進(jìn)行對比加密測試。同步利用智能高精度野外地下水示蹤儀系統(tǒng)開展試驗(yàn)，使特長隧道長度從9.9公里縮減至6.7公里，僅此一項(xiàng)為項(xiàng)目節(jié)約工程造價(jià)約4.3億元。

除了山高溝深的復(fù)雜地形條件，還有外業(yè)人員的“天敵”困擾?！耙柏i夾、毒蛇、野蜂是我們最不愿意遇到的，盡管長久以來我們已經(jīng)練就了‘打草驚蛇’的本領(lǐng)，但在山區(qū)茂密植被的覆蓋下，更大的危險(xiǎn)往往隱藏其中。”項(xiàng)目初勘負(fù)責(zé)人李小偉介紹道，“無人機(jī)載激光雷達(dá)點(diǎn)云掃描成圖技術(shù)可以很好地解決這個(gè)痛點(diǎn)?！?/p>

項(xiàng)目組采取無人機(jī)載激光雷達(dá)點(diǎn)云掃描成圖技術(shù)，開啟觀測“上帝視角”，通過擬定線位、仿地飛行、激光探測、三維建模，對線路帶狀走廊進(jìn)行全方位、立體式的觀測掃描，將地形地貌轉(zhuǎn)換為直觀的三維離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)，既能獲得更加精確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，又讓外業(yè)人員“解放雙腳”。

技術(shù)人員進(jìn)行隧道深孔鉆探及巖芯數(shù)據(jù)信息化采集。吳迪攝

從“分”到“合” 打造數(shù)字化資產(chǎn)

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式下，各個(gè)專業(yè)組的設(shè)計(jì)圖信息各自成塊。前期階段、準(zhǔn)備、實(shí)施階段和運(yùn)維階段產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)和信息并不能隨著項(xiàng)目傳遞延續(xù)到不同階段。

因此，交規(guī)院在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，引入了三維BIM正向設(shè)計(jì)和協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)，形成了可共享、可傳遞的設(shè)計(jì)階段數(shù)字化資產(chǎn)。

京港澳高速湖北北段改擴(kuò)建項(xiàng)目全長157.79公里，是湖北省第一條高速改擴(kuò)建項(xiàng)目。項(xiàng)目組搭建BIM數(shù)字孿生沙盤，打造了湖北交投京港澳數(shù)字高速公路平臺(tái)，將施工過程信息全部同步賦予到構(gòu)件信息模型（BIM）中，在實(shí)體工程施工的同時(shí)，同步搭建一條數(shù)字化公路，最終實(shí)現(xiàn)高速公路物理實(shí)體和數(shù)字孿生體雙交付。在沙盤場景中可點(diǎn)擊構(gòu)件實(shí)時(shí)查詢構(gòu)件進(jìn)度、質(zhì)量信息等，滿足項(xiàng)目建設(shè)過程中可視化、精細(xì)化、科學(xué)化的管理需求，實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量可追溯的同時(shí)也為運(yùn)營服務(wù)期的智慧管控和智慧養(yǎng)護(hù)打好數(shù)字底座技術(shù)基礎(chǔ)。

2023年11月，《京港澳改擴(kuò)建項(xiàng)目BIM數(shù)字孿生應(yīng)用》榮獲中國公路學(xué)會(huì)2023年度“天工杯”數(shù)字交通及智能建造技術(shù)應(yīng)用大賽工程組金獎(jiǎng)。2024年9月，在中國公路學(xué)會(huì)2024高速公路改擴(kuò)建工程建設(shè)管理和技術(shù)創(chuàng)新交流大會(huì)上發(fā)布了國內(nèi)首創(chuàng)15項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)成果，智能建造成套關(guān)鍵技術(shù)及交通工藝工法創(chuàng)新能力躋身全國第一方陣。

中南勘察設(shè)計(jì)院“水陸空”智慧化勘察測繪“方隊(duì)”。吳迪攝

從“舊”到“新” 踐行綠色發(fā)展理念

近日，雙柳長江大橋水域頻繁出現(xiàn)江豚覓食玩耍的身影。從3年前寥寥幾只江豚，到如今20多頭的“大家庭”，武漢新洲雙柳水域已然成為居民口中的“江豚灣”。

江豚是水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的“晴雨表”，江豚來雙柳江段安家，正是生態(tài)環(huán)境向好的真實(shí)寫照。

建設(shè)雙柳長江大橋時(shí)，規(guī)劃設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將綠色理念融入每一筆設(shè)計(jì)之中，將橋梁通車后可能帶來的聲、光、振動(dòng)影響降至最低，在沿湖的三四公里路段架起的全封閉式聲屏障，如同一道靜謐的城墻，守護(hù)著湖面的寧靜。大橋的設(shè)計(jì)，更是一場科技與自然的和諧交響。雨水和油污，這些可能的污染源被自動(dòng)化收集裝置一一捕獲，經(jīng)過集中處理后排放……這些匠心獨(dú)運(yùn)的設(shè)計(jì)，留住了雙柳橋下江豚逐浪嬉戲，漲渡湖里水杉漸紅、百鳥翔集的動(dòng)人風(fēng)景。

同樣的綠色環(huán)保理念也體現(xiàn)在武天高速天門西段軟基處理項(xiàng)目中。該項(xiàng)目采用了雙向攪拌樁工藝施工，平均作業(yè)深度達(dá)10米左右。配備的氣動(dòng)式漿噴樁設(shè)備、智能化操作系統(tǒng)及遠(yuǎn)程監(jiān)控及信息化系統(tǒng)，實(shí)時(shí)上傳施工數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，確保攪拌更均勻，樁身強(qiáng)度更高，避免水泥材料浪費(fèi)的同時(shí)，還降低了對環(huán)境的污染。

綠色發(fā)展是高質(zhì)量發(fā)展的底色，新質(zhì)生產(chǎn)力本身就是綠色生產(chǎn)力。在追“新”逐“綠”的道路上，湖北交投還將綠色發(fā)展理念融入到海外項(xiàng)目中。

秉承綠色低碳、守正創(chuàng)新的設(shè)計(jì)理念，老撾北13號(hào)公路改擴(kuò)建工程勘察設(shè)計(jì)項(xiàng)目的工程師們在路線設(shè)計(jì)中超越了常規(guī)的技術(shù)指標(biāo)，減少了道路的縱面起伏，提升了車輛行駛的流暢性，讓車輛在爬坡時(shí)更加省力，減少能耗。橋梁建設(shè)中，下部結(jié)構(gòu)采用預(yù)制小方樁群樁基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)則結(jié)合了預(yù)制預(yù)應(yīng)力（后張）混凝土I字梁與現(xiàn)澆混凝土橋面板，這樣的設(shè)計(jì)不僅減輕了吊裝重量，加快了施工進(jìn)度，更是在效率與環(huán)保之間找到了完美的平衡點(diǎn)。

一張?jiān)O(shè)計(jì)圖紙的變遷，包含了對培育和發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的深刻理解。

湖北交投集團(tuán)將進(jìn)一步加快自主科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化，持續(xù)推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型向縱深發(fā)展，培育數(shù)智設(shè)計(jì)新動(dòng)能，立“雄新壯質(zhì)”、創(chuàng)優(yōu)異佳績，奮力書寫高質(zhì)量發(fā)展的亮麗答卷。（周恬、盧家國、吳迪）

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