智能施工綜合應(yīng)用案例案例1——國家速滑館“冰絲帶”1項(xiàng)目概況國家速滑館玻璃幕墻外立面由22根“冰絲帶”環(huán)繞，平均每條絲帶長約622m。外立面2層以上為天壇輪廓曲面幕墻系統(tǒng)，總玻璃塊數(shù)3360塊，單曲面玻璃塊數(shù)1440塊，面積約為8800m2，平板玻璃1920塊，面積約為5900m2，隨著屋頂輪廓的高低變化水平延展，造型復(fù)雜，使得整個(gè)建筑造型得以完美體現(xiàn)晶瑩剔透、冰的質(zhì)感。2關(guān)鍵技術(shù)(1)基于BIM的曲面玻璃幕墻設(shè)計(jì)與施工國家速滑館外幕墻為天壇輪廓造型，立面連續(xù)彎曲，采用復(fù)雜網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系(預(yù)應(yīng)力拉索+S形鋼龍骨+水平鋼圓管龍骨)，面材為彎弧玻璃、平板玻璃、圓管玻璃燈帶。某團(tuán)隊(duì)通過三維掃描獲得的實(shí)際安裝定位模型用于更新三維設(shè)計(jì)模型，評估幕墻安裝誤差，調(diào)節(jié)優(yōu)化后續(xù)安裝工序，調(diào)節(jié)連接縫誤差。幕墻剖面圖(2)曲面玻璃幕墻鋼網(wǎng)殼施工技術(shù)

國家速滑館天壇輪廓曲面玻璃幕墻由鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)支撐，具體包括160根S形鋼龍骨(主龍骨)、3520根鋼橫梁和3520根鋼圓管(次龍骨)，其中鋼龍骨長短各不相同，給施工帶來了很大困難。因鋼龍骨長度超過運(yùn)輸限制，遂分為三段進(jìn)行加工制作。2關(guān)鍵技術(shù)S形鋼龍骨分段示意圖該工程將鋼龍骨組裝成鋼桁架形式進(jìn)行吊裝。鋼桁架既能提高安裝效率，又能有效保證龍骨拼接質(zhì)量。吊裝方式采用扁擔(dān)吊裝，保證了弧形梁變形、安裝精度及成型質(zhì)量。同時(shí)，采用全站儀對安裝過程進(jìn)行全程精確定位，保證了構(gòu)件準(zhǔn)確、快速地完成安裝。2關(guān)鍵技術(shù)(2)

曲面玻璃幕墻鋼網(wǎng)殼施工技術(shù)

幕墻鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝示意圖(3)

高釩密閉索加工技術(shù)

速滑館索網(wǎng)結(jié)構(gòu)采用世界上較為先進(jìn)的大直徑國產(chǎn)高釩密閉索，其具有高防腐性、防火性、防退扭性、摩擦系數(shù)大、高強(qiáng)度等特性。制作完成的索圓鋼絲的強(qiáng)度等級高達(dá)1670MPa，Z形絲的強(qiáng)度等級高達(dá)1570MPa，承載能力很強(qiáng)。國家速滑館屋面索結(jié)構(gòu)首次將國產(chǎn)高釩密閉索用于房建工程。2關(guān)鍵技術(shù)國家速滑館索網(wǎng)平面布置圖屋面索幕墻索(4)

大型異形勁性結(jié)構(gòu)施工技術(shù)國家速滑館中大型異形勁性結(jié)構(gòu)主要包括斜柱、環(huán)梁、懸挑梁等部分。由于混凝土構(gòu)件尺寸形狀不一、單個(gè)大型勁性結(jié)構(gòu)構(gòu)件無法一次性吊裝和安裝、多數(shù)梁柱勁性連接節(jié)點(diǎn)交錯(cuò)復(fù)雜等問題，該工程采用分段吊裝、搭建傾斜模架體系，采用高標(biāo)準(zhǔn)自密實(shí)混凝土澆筑等方法。2關(guān)鍵技術(shù)勁性鋼骨斜柱和環(huán)梁結(jié)構(gòu)圖勁性結(jié)構(gòu)吊裝(5)

特種混凝土施工技術(shù)2關(guān)鍵技術(shù)1)

在低溫環(huán)境下，凍融破壞會造成混凝土開裂、剝落。在混凝土中摻入適量鋼纖維，可提高混凝土的抗裂能力，達(dá)到改善凍融性能的效果。因此，在速滑館冰下地面建造過程中使用了特種CF50P8F250鋼纖維抗凍混凝土。2)用膨脹劑配制補(bǔ)償收縮混凝土是減少混凝土結(jié)構(gòu)開裂的重要措施之一，該工程空間尺度大，易產(chǎn)生開裂問題，因此大量采用補(bǔ)償收縮混凝土。3)該工程部分設(shè)計(jì)為大截面復(fù)雜異形勁性結(jié)構(gòu)，混凝土澆筑較困難，設(shè)計(jì)時(shí)采用了自密實(shí)混凝土。補(bǔ)償收縮混凝土(6)

基于BIM的樁基工程高效施工技術(shù)2關(guān)鍵技術(shù)由于基礎(chǔ)樁工程工況復(fù)雜，眾多樁基和集水坑沿建筑橢圓造型嵌套徑向分布，故采用在鋼筋籠和護(hù)筒粘貼一對一標(biāo)記的方法，并且采用一體化靜載樁進(jìn)行靜載試驗(yàn)，避免了樁頭二次澆筑，提高了效率，節(jié)約了工期28天以上；針對基槽坑底標(biāo)高復(fù)雜的工況，應(yīng)用Revit、SketchUp、Lumion等BIM信息化工具解決技術(shù)難題，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)形式；此外使用GIS技術(shù)進(jìn)行了精準(zhǔn)高效的土方量計(jì)算。樁基礎(chǔ)分部情況示意圖速滑館基槽BIM模型Lumion3D可視化建模(7)

屋面高延性EPDM防水體系及施工技術(shù)2關(guān)鍵技術(shù)馮鵬團(tuán)隊(duì)通過對常用的高分子防水卷材進(jìn)行了力學(xué)性能試驗(yàn)和微觀破壞機(jī)理分析，發(fā)現(xiàn)EPDM（勻質(zhì)型）相對于TPO（內(nèi)增強(qiáng)型）有更好的尺寸穩(wěn)定性，而且EPDM壓敏自硫化泛水材料隨著硫化時(shí)間的增加，由最初的塑性逐漸表現(xiàn)出具有成品EPDM卷材的彈性性能，滿足了速滑館屋面對防水卷材的各項(xiàng)要求，最終選用EPDM卷材搭配自硫化泛水材料進(jìn)行速滑館屋面防水。國家速滑館金屬屋面系統(tǒng)EPDM與TPO的拉伸強(qiáng)度對比圖2關(guān)鍵技術(shù)卷材采用1.5mm厚黑色EPDM防水卷材，寬6.1m，長30.5m。EPDM防水卷材長邊沿南北方向布置，遇天窗、天溝等位置進(jìn)行裁切。速滑館項(xiàng)目引用國外成熟做法，使用滿粘+機(jī)械固定的做法，且搭接部位使用搭接帶配合專用底涂，配合自硫化泛水進(jìn)行細(xì)部處理。(7)

屋面高延性EPDM防水體系及施工技術(shù)交叉節(jié)點(diǎn)自硫化泛水鋪貼卷材案例2——蕭山國際機(jī)場三期項(xiàng)目新建航站樓1項(xiàng)目概況杭州蕭山國際機(jī)場項(xiàng)目是典型的房建項(xiàng)目，包含4層地下室，2-3層裙房，2棟10F旅客過夜用房（星級酒店），2棟9F配套業(yè)務(wù)用房，最大建筑高度44.5米，總建筑面積為64萬平方米，地下建筑面積為39.3萬平方米，地上建筑面積為24.7萬平方米。2關(guān)鍵技術(shù)(1)“BIM+智慧工地”云平臺蕭山國際機(jī)場項(xiàng)目采用了基于5G技術(shù)的“BIM+智慧工地”管理平臺，進(jìn)行項(xiàng)目整體的智慧建造協(xié)同管理。以BIM模型為基礎(chǔ)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將模型與現(xiàn)場關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)基于BIM模型的進(jìn)度跟蹤、生產(chǎn)任務(wù)管理、模型工程量管理。同時(shí)，集成各應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)，將傳統(tǒng)的定性表達(dá)實(shí)現(xiàn)定量表達(dá)，實(shí)現(xiàn)工地的信息化管理。(2)5G+智慧工地——人員管理項(xiàng)目采取了人臉識別技術(shù)，通過信息化系統(tǒng)+各類智能硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目現(xiàn)場人員實(shí)名登記、及時(shí)記錄和掌握工人安全教育情況管理，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)現(xiàn)場勞務(wù)用工情況、分析勞務(wù)工種配置、監(jiān)控人員流動(dòng)情況、監(jiān)管工資發(fā)放，為企業(yè)及項(xiàng)目部保障生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)決策依據(jù)。2關(guān)鍵技術(shù)2關(guān)鍵技術(shù)(3)

視頻監(jiān)控+慧眼AI基于BIM模型展現(xiàn)各個(gè)攝像頭布設(shè)的位置，利用5G網(wǎng)絡(luò)高速、低延時(shí)的特性，“視頻監(jiān)控+慧眼AI”在現(xiàn)場和生活區(qū)進(jìn)行全覆蓋監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)模型和現(xiàn)場的實(shí)時(shí)對接。在手機(jī)和電腦端都可以通過智慧工地平臺實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場和生活區(qū)的情況。2關(guān)鍵技術(shù)(3)

視頻監(jiān)控+慧眼AI疫情期間，項(xiàng)目“BIM+智慧工地”平臺增加了5G慧眼AI紅外智能體溫檢測功能，全時(shí)偵測待檢測事件，疫情期間“實(shí)名制+測溫+口罩識別”三重防護(hù)，實(shí)現(xiàn)無人值守，在打贏工程項(xiàng)目復(fù)工防疫雙線戰(zhàn)役中發(fā)揮了重大作用。2關(guān)鍵技術(shù)(3)

視頻監(jiān)控+慧眼AI此外，現(xiàn)場部署的慧眼AI智能行為分析系統(tǒng)，自動(dòng)抓拍施工場區(qū)內(nèi)不符合安全行為的人員，自動(dòng)識別人員實(shí)名信息，并自動(dòng)計(jì)入行為不良記錄扣分。2關(guān)鍵技術(shù)(4)

機(jī)械管理項(xiàng)目所用的13臺塔機(jī)全部安裝監(jiān)控系統(tǒng)和吊鉤可視化系統(tǒng)。塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)預(yù)防群塔碰撞；吊鉤可視化系統(tǒng)智能對焦，實(shí)時(shí)拍攝，擴(kuò)充駕駛員視野，降低隔山吊、盲吊等安全隱患。實(shí)現(xiàn)塔機(jī)“0”事故發(fā)生。2關(guān)鍵技術(shù)(5)

綠色施工水電實(shí)時(shí)監(jiān)測能耗定額管理，動(dòng)態(tài)掌握各分支的能源消耗，數(shù)據(jù)對接杭州大氣辦，實(shí)時(shí)監(jiān)測工地溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等環(huán)境數(shù)據(jù)，智能聯(lián)動(dòng)降塵裝置，進(jìn)行科學(xué)管理工地能源。2關(guān)鍵技術(shù)(6)

安全管理易檢系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測用電箱內(nèi)電纜溫度、環(huán)境溫度、剩余電流，自動(dòng)監(jiān)測電箱漏電，隨時(shí)隨地發(fā)起安全整改任務(wù)，追蹤整改進(jìn)度，避免火災(zāi)隱患。并按照浙江省安全文明施工資料歸檔要求，自動(dòng)輸出報(bào)表，提高工作效率，強(qiáng)化業(yè)務(wù)合規(guī)性。2關(guān)鍵技術(shù)(7)

質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室監(jiān)測：自動(dòng)檢測養(yǎng)護(hù)室溫濕度，通過平臺實(shí)時(shí)了解室內(nèi)情況。2關(guān)鍵技術(shù)(7)

質(zhì)量管理實(shí)測實(shí)量系統(tǒng)基于激光測量技術(shù)、移動(dòng)技術(shù)，通過智能設(shè)備一鍵錄入測量結(jié)果，可智能評判工程施工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)工具智能化、過程數(shù)字化，提高工作效率，降低工作強(qiáng)度，形成高效的工程施工質(zhì)量檢測方式。案例3——南京園博園2號口膠合木吊頂項(xiàng)目1項(xiàng)目概況南京園博園2號口三面環(huán)山，周圍有著豐富的地質(zhì)景觀、鄉(xiāng)村聚落、工業(yè)遺存以及諸多人類改造自然的線性痕跡。建筑師希望將自然界的有機(jī)形態(tài)融入到方案設(shè)計(jì)中,模仿山丘起伏的地質(zhì)紋理，打造大型的異形曲面吊頂。面對這樣結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造型多變的有機(jī)建筑，不僅增加深化設(shè)計(jì)的工作難度，而且在工程實(shí)現(xiàn)上也極具挑戰(zhàn)性。2關(guān)鍵技術(shù)(1)參數(shù)化建模團(tuán)隊(duì)將造型拆分成層次豐富的地質(zhì)紋理,通過隨機(jī)分布的凹凸變化來生成整體建筑形態(tài),再將其切分成430榀木梁,針對不同區(qū)域的木梁給予紋理上的高度變化,以達(dá)到設(shè)計(jì)師追求的整體隨機(jī)感。并采用參數(shù)化模型，允許一鍵更新方案。2關(guān)鍵技術(shù)(2)BIM模型深化設(shè)計(jì)為了進(jìn)一步優(yōu)化工程和造價(jià)，基于參數(shù)化設(shè)計(jì)，完善BIM模型，對構(gòu)件進(jìn)行智能化拆分，將長達(dá)6-18米的大型木構(gòu)件拆解成適應(yīng)數(shù)控機(jī)床設(shè)備（<2.5米）和機(jī)器人的加工尺寸范圍(>2.5米）。2關(guān)鍵技術(shù)(2)BIM模型深化設(shè)計(jì)通過優(yōu)化后新方案大幅度減少木梁使用面積，減輕了自重,同時(shí)也節(jié)省了材料。最后，在ROBIM上，對各構(gòu)件類型、尺寸進(jìn)行自動(dòng)定位和編號，便于后續(xù)生產(chǎn)加工。同時(shí)，對排料進(jìn)行優(yōu)化，提高材料利用率。2關(guān)鍵技術(shù)(3)無圖紙生產(chǎn),多設(shè)備協(xié)同通過ROBIM直接將三維設(shè)計(jì)模型對接至生產(chǎn)制造，節(jié)省制作施工圖的時(shí)間，同時(shí)利用數(shù)字孿生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的測試、驗(yàn)證和優(yōu)化，改善生產(chǎn)流程，合理為工廠設(shè)計(jì)排產(chǎn)計(jì)劃，確保項(xiàng)目按期高質(zhì)量完成。2關(guān)鍵技術(shù)(3)無圖紙生產(chǎn),多設(shè)備協(xié)同項(xiàng)目經(jīng)理對工廠生產(chǎn)全流程進(jìn)行精細(xì)化管理，通過下發(fā)工序級任務(wù)排程，調(diào)度工人和機(jī)械設(shè)備進(jìn)行高效精準(zhǔn)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量前期預(yù)控和過程管控，減少返工量。原材→烘干→開材→打齒→指接→膠合→成板成板→刨光→切割→打磨→成片成片→拼裝→上漆→成組由于膠合木梁加工工序環(huán)環(huán)相扣，為了在短時(shí)間內(nèi)推動(dòng)工廠產(chǎn)能最大化，項(xiàng)目經(jīng)理幫助工廠梳理整個(gè)生產(chǎn)流程，并建立流程監(jiān)管體系，確保原料板材制作環(huán)節(jié)有質(zhì)量地提速，不影響下一道工序的加工。2關(guān)鍵技術(shù)(4)快速安裝鋼桁架運(yùn)至施工現(xiàn)場后，工人按照編號將其迅速吊裝，進(jìn)行高精度焊接，保證后續(xù)節(jié)點(diǎn)對位準(zhǔn)確。同時(shí)團(tuán)隊(duì)首次嘗試將AR/VR技術(shù)應(yīng)用到項(xiàng)目中，規(guī)范構(gòu)件安裝環(huán)節(jié)。通過自動(dòng)獲取木梁的尺寸、安裝位置等信息，幫助工人快速實(shí)現(xiàn)拼接。案例4——新疆維吾爾自治區(qū)東天山隧道1項(xiàng)目概況該項(xiàng)目位于新疆維吾爾自治區(qū)哈密地區(qū)，隧道單洞長達(dá)11.775公里，是G575線巴里坤至哈密公路建設(shè)項(xiàng)目控制性工程。隧道區(qū)域地形、地質(zhì)條件、水文及氣象條件復(fù)雜，作為天山寒區(qū)特長公路隧道，具有“長、大、高、寒”的顯著特點(diǎn)，是目前國內(nèi)設(shè)計(jì)施工難度最大、風(fēng)險(xiǎn)最高的公路隧道之一。該項(xiàng)目通過應(yīng)用隧道施工多元信息智能預(yù)警與安全管理平臺，實(shí)現(xiàn)了施工信息和監(jiān)測數(shù)據(jù)同步等功能，解決了隧道工程施工施工安全風(fēng)險(xiǎn)高等問題，提高了智慧化隧道施工水平和施工監(jiān)測效率。2平臺部署(1)

技術(shù)要點(diǎn)該平臺由多元信息自動(dòng)采集、動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管理與分析預(yù)警和網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)虛擬隧道施工三部分構(gòu)成，通過自動(dòng)監(jiān)測、實(shí)時(shí)預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)管理等系列技術(shù)手段解決復(fù)雜條件下隧道施工的技術(shù)問題，提高抗風(fēng)險(xiǎn)能力。平臺體系架構(gòu)平臺由“鏈”基本單元構(gòu)成。其中“鏈頭”為網(wǎng)關(guān)基站，負(fù)責(zé)“鏈”與云端服務(wù)器的通信；“鏈身”為傳輸基站，起信號中繼作用；“鏈關(guān)節(jié)”由采集基站連接傳感器、水準(zhǔn)儀、全站儀等設(shè)備。2平臺部署(1)

技術(shù)要點(diǎn)平臺“鏈”結(jié)構(gòu)單元2平臺部署(2)

平臺部署隧道洞口為人員考勤區(qū)域，洞口到隧道施工掌子面為人員定位區(qū)域，每隔100米布設(shè)一個(gè)傳輸基站完全覆蓋整個(gè)隧道。在隧道施工掌子面等危險(xiǎn)區(qū)域，安裝數(shù)據(jù)采集基站和相應(yīng)傳感器，傳輸基站的安裝間距減少到30米，以提高人員定位精度。洞口安裝網(wǎng)關(guān)基站，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)或者以太網(wǎng)口連接到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理中心。平臺部署2平臺部署(2)

平臺部署平臺主要硬件設(shè)備安裝包括：網(wǎng)關(guān)基站安裝、數(shù)據(jù)傳輸基站和數(shù)據(jù)采集基站安裝，以及主要監(jiān)測傳感器安裝等。其中，網(wǎng)關(guān)基站設(shè)置在隧道洞口，置于網(wǎng)絡(luò)信號相對較強(qiáng)位置。數(shù)據(jù)傳輸基站安裝在隧道內(nèi)，以每隔250米的間距進(jìn)行布設(shè)。采集基站和有害氣體監(jiān)測傳感器則安裝在隧道掌子面附近開挖臺車上。平臺主要硬件設(shè)備安裝東天山隧道進(jìn)口段獨(dú)頭掘進(jìn)超長和穿越斷層距離累計(jì)長，在隧道施工掌子面附近極易產(chǎn)生有害氣體。因此，該案例在東天山隧道施工工作面附近安裝有害氣體監(jiān)測傳感器，對CO（一氧化碳）、CH4（甲烷）、瓦斯等有害氣體濃度進(jìn)行24小時(shí)不間斷自動(dòng)監(jiān)測，保障施工安全。3平臺應(yīng)用(1)隧道施工掌子面附近有害氣體自動(dòng)監(jiān)測東天山隧道施工掌子面附近有害氣體監(jiān)測3平臺應(yīng)用(2)基于物聯(lián)網(wǎng)的隧道施工現(xiàn)場人員定位與考勤管理該案例采用Zigbee等多種物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)隧道現(xiàn)場的人員實(shí)時(shí)定位和作業(yè)軌跡同步跟蹤。平臺的考勤系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)生成每日考勤、每月考勤報(bào)表，人員定位信息經(jīng)過處理后生成人員分布圖表和在洞內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡，通過在隧道俯視圖的圖例動(dòng)畫直觀顯示和查看隧道內(nèi)人員和設(shè)備的考勤、定位和預(yù)警等綜合信息。東天山隧道施工人員考勤定位綜合信息顯示3平臺應(yīng)用(3)數(shù)字孿生隧道施工信息和監(jiān)測數(shù)據(jù)同步東天山隧道由于存在隧道單洞涌水量大、反坡排水、超長距離通風(fēng)等問題，隧道施工難度極大。該案例采用數(shù)字孿生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)隧道斷面、圍巖和支護(hù)等施工信息和現(xiàn)場監(jiān)測、自動(dòng)預(yù)警信息實(shí)時(shí)同步，大大降低施工難度。首先，平臺利用東天山隧道內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)，由虛擬仿真平臺對隧道進(jìn)行三維斷面建模并進(jìn)行隧道線形繪制。東天山隧道三維建模及隧道線性繪制3平臺應(yīng)用(3)數(shù)字孿生隧道施工信息和監(jiān)測數(shù)據(jù)同步其次，進(jìn)行隧道基本信息繪制和圍巖分級信息繪制，包括隧道概況、大事記、勘察設(shè)計(jì)與施工信息等，同時(shí)繪制圍巖分級地質(zhì)特征信息。根據(jù)隧道不同區(qū)段圍巖級別設(shè)計(jì)的初支