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背景及應(yīng)用概況

【資料圖】

深圳市作為我國改革開放的排頭兵，從一個名不見經(jīng)傳的小漁村發(fā)展成為如今的國際化大都市，離不開科學(xué)的城市規(guī)劃和配套完善的基礎(chǔ)設(shè)施。市政道路作為承載城市發(fā)展的經(jīng)濟(jì)大動脈，也是城市區(qū)域協(xié)同發(fā)展非常重要的連接紐帶。市政道路的建設(shè)、運(yùn)維和養(yǎng)護(hù)管理品質(zhì)可以在很大程度映射出城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高度和水平，也是城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展健康狀況的晴雨表。

深圳中森建筑成立于2008年，辦公場所坐落于深圳市南山區(qū)，公司管理和技術(shù)團(tuán)隊(duì)深耕市政道路施工領(lǐng)域十余載，是伴隨深圳市高質(zhì)量、高品質(zhì)飛速發(fā)展成長起來的一家專業(yè)建筑施工企業(yè)。多年來，公司核心管理團(tuán)隊(duì)持續(xù)專注于市政瀝青路面施工領(lǐng)域，并集瀝青混合料生產(chǎn)、瀝青路面施工與技術(shù)咨詢?yōu)橐惑w，積累了豐富的施工管理和工程測量經(jīng)驗(yàn)。

公司現(xiàn)擁有專業(yè)、穩(wěn)定的技術(shù)和管理團(tuán)隊(duì)，面向路面施工的成套大型的瀝青混凝土攪拌站、攤鋪機(jī)、銑刨機(jī)、壓路機(jī)等施工機(jī)械設(shè)備若干臺，并先后通過ISO9001-2008、ISO14001-2004、GB/T50430三標(biāo)一體化認(rèn)證，具備高質(zhì)量、高效率完成各類公路、市政道路等工程的能力和水平。

誠信、創(chuàng)新、務(wù)實(shí)、求精是深圳中森建筑的企業(yè)精神，公司先后承建的深圳道路主要有南坪快速路二期工程、丹平快速東延段、深華快速路、公常路等市政工程，合格率均達(dá)100%，且優(yōu)良率逐年上升，從未發(fā)生過任何質(zhì)量事故和安全事故。為深圳市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展作出了積極的貢獻(xiàn)。誠信、務(wù)實(shí)是企業(yè)生存的立足之本，得益于此公司在多年的激烈市場競爭中樹立了良好的企業(yè)形象；創(chuàng)新、求精是企業(yè)發(fā)展的動力源泉，這恰是公司多年來高質(zhì)量、高效率完成所承建市政道路施工項(xiàng)目的堅(jiān)實(shí)印證。

秉持創(chuàng)新、求精的企業(yè)精神，公司創(chuàng)新引進(jìn)了全球領(lǐng)先的拓普康3D智能攤鋪技術(shù)，并率先在桂廟路快速化改造和黃木崗交通樞紐瀝青路面攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中進(jìn)行了小規(guī)模的實(shí)踐和應(yīng)用，實(shí)踐結(jié)果表明，采用3D智能攤鋪技術(shù)在瀝青面層的平整度提升方面取得了顯著的效果。

繼桂廟路和黃木崗交通樞紐項(xiàng)目小試牛刀之后，公司將3D智能攤鋪技術(shù)正式應(yīng)用于東長路新建項(xiàng)目的全線瀝青下面層的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中，整個施工過程中極限偏差控制在3mm內(nèi)，90%以上與數(shù)據(jù)模型完全吻合，碾壓成型后的瀝青路面下面層行車基本上無顛簸感，平整度能媲美普通工藝的上面層，感官上平整勻稱，賞心悅目，經(jīng)檢測各項(xiàng)指標(biāo)全部合格，平整度和行車舒適性顯著提升。

3D智能攤鋪技術(shù)在東長路項(xiàng)目的全線應(yīng)用，標(biāo)志著深圳市政道路領(lǐng)域首次大規(guī)模且成功應(yīng)用了拓普康3D智能攤鋪技術(shù)，是深圳中森建筑勇于創(chuàng)新之舉，凸顯了公司創(chuàng)新、求精的企業(yè)精神，在技術(shù)引領(lǐng)和科技創(chuàng)新方面走在了深圳乃至全國市政施工領(lǐng)域的前列。

3D智能攤鋪技術(shù)在深圳市政道路上的首次且規(guī)模化成功應(yīng)用

東長路是深圳市光明區(qū)“兩明互通”重要市政道路之一，位于光明新區(qū)中部，南接寶安區(qū)石巖街道，北至光明新區(qū)東環(huán)大道，是連接光明新區(qū)與寶安區(qū)的主要交通干道，城市Ⅰ級主干道，雙向六車道，道路全長3.762公里，寬60米。拓普康3D智能攤鋪技術(shù)在本項(xiàng)目中的成功應(yīng)用，為助力深圳市高品質(zhì)發(fā)展舔磚加瓦，為深圳市民對行車舒適性需求不斷提升的期望提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)支撐。

東長路施工路段示意圖

傳統(tǒng)市政道路施工的痛點(diǎn)

相較于遠(yuǎn)離市區(qū)的高等級公路和國省道的建設(shè)而言，市政道路在施工過程中存在諸多困難和條件制約。道路施工屬于典型的勞動密集型行業(yè)，通常需要配套足夠數(shù)量的機(jī)械設(shè)備及機(jī)手、技術(shù)人員及輔助工人等，施工現(xiàn)場大量的機(jī)械設(shè)備和人員協(xié)同交叉作業(yè)，加之市政施工地點(diǎn)通常位于車輛和人流密集的市區(qū)，對安全生產(chǎn)作業(yè)提出非常大的挑戰(zhàn)。

為盡快恢復(fù)交通市政工程通常對工期要求緊，對傳統(tǒng)方式來說，工期緊的要求與施工質(zhì)量控制又是一個矛盾體。同時(shí)，拌合站又通常位于遠(yuǎn)離市區(qū)的市郊，攤鋪材料運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，且大型運(yùn)輸車輛還面臨著交通管制的壓力，提前對材料用量的精準(zhǔn)把控和調(diào)配安排又是一個突出的難題。

如何在安全管理、工期進(jìn)度、施工質(zhì)量和交通管制等要求之間尋求平衡，對現(xiàn)場施工管理者而言壓力巨大，對市政施工領(lǐng)域的從業(yè)者來說也是非常大的挑戰(zhàn)。具體來說，傳統(tǒng)市政施工主要存在以下典型的痛點(diǎn)問題：

交通管制：城市市區(qū)對大型運(yùn)輸車輛的運(yùn)行時(shí)間有限制，超出規(guī)定的時(shí)間段，某些區(qū)域是禁止通行的，需要提前規(guī)劃好行駛路線和物料入場時(shí)間；

安全要求高：市政道路位于城市內(nèi)，通常采用不斷流施工，來往行人和車輛較多，而道路施工現(xiàn)場通常需要配套較多的機(jī)械設(shè)備和施工人員，對施工的安全管理和要求高；

新舊路面搭接：城市新建道路往往要貫通幾條原有道路，此時(shí)需要以現(xiàn)有道路為基準(zhǔn)進(jìn)行搭接處理，以達(dá)到平順連接的效果；

施工時(shí)間緊、質(zhì)量要求高：市政施工主管部門為了在不影響居民日常通行及生活的前提下，通常會要求縮短施工時(shí)間，但道路工程規(guī)模浩大，且對質(zhì)量和技術(shù)要求很高。縮短工期的要求通常會對工程施工質(zhì)量造成一定程度的影響，同時(shí)市政道路施工多為夜間施工，對施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制水平提出了更高的要求，亟需解決工期要求緊和質(zhì)量要求高且多為夜間施工之間的矛盾；

材料準(zhǔn)備：面向市政施工的瀝青拌合站通常位于距離城區(qū)較遠(yuǎn)的市郊，料車運(yùn)輸距離遠(yuǎn)且面臨交通管制的壓力。且通常道路施工的不同分層結(jié)構(gòu)由不同的施工主體分包完成，路床交驗(yàn)與施工設(shè)計(jì)可能存在較大的偏差，工期和銜接安排還會潛在路面沉降的問題，則如何控制攤鋪精度并精確量化所需材料對施工順利實(shí)施來說也提出了更高的挑戰(zhàn)。

綜合以上痛點(diǎn)問題，采用傳統(tǒng)的施工技術(shù)手段較難應(yīng)對，通常需要配套投入較多的人力、物力做對應(yīng)支撐，同時(shí)加以大量的測量工作，并要求負(fù)責(zé)施工現(xiàn)場的管理和組織人員有非常豐富的施工和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)方足以應(yīng)對，對人員數(shù)量、技術(shù)及管理水平依賴度高。

采用以3D數(shù)字化施工技術(shù)為依托的拓普康3D智能攤鋪技術(shù)，基于高精度的測量和攤鋪控制系統(tǒng)設(shè)備，輔以3D數(shù)字化建模、平順性設(shè)計(jì)和量化物料計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)手段，可以實(shí)現(xiàn)施工全過程的動態(tài)質(zhì)量管理和控制，且施工質(zhì)量控制不受光照條件的影響和制約。并可預(yù)先對下承層的高差與3D數(shù)字化施工模型進(jìn)行復(fù)核檢測，實(shí)現(xiàn)事前施工質(zhì)量控制和物料用量計(jì)算，實(shí)際攤鋪施工過程只需保障系統(tǒng)設(shè)備工作正常即可，大幅減少施工質(zhì)量控制和管理對人員技術(shù)水平的依賴，基于先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，確保項(xiàng)目施工過程的高標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范化實(shí)施。

Topcon 3D mmGPS 攤鋪系統(tǒng)

拓普康3D智能攤鋪技術(shù)，可以很好地解決新舊路面搭接（平順性）、工期緊迫和質(zhì)量要求高及物料量化估算等相關(guān)矛盾及問題。

拓普康3D智能攤鋪系統(tǒng)簡介

拓普康3D智能攤鋪系統(tǒng)是基于道路3D數(shù)字化即BIM建模技術(shù)，融合衛(wèi)星定位、域激光控高、自動化控制、無線通訊等先進(jìn)技術(shù)手段，可以將攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的整個過程信息化、數(shù)字化、智能化且可視化，施工控制過程不受光照條件的影響，為市政夜間施工提供了非常大的便利。基于系統(tǒng)提供的全過程動態(tài)質(zhì)量管理和控制手段，整個施工過程大幅降低對人員操作和現(xiàn)場管理水平的依賴，直接實(shí)現(xiàn)高精度、高質(zhì)量自動攤鋪施工的效果。

攤鋪現(xiàn)場作業(yè)無需事先測量和打樁放樣、無需掛線和架設(shè)導(dǎo)平梁，顯著減少輔助勞動力的投入數(shù)量，最大程度上規(guī)避人機(jī)交叉作業(yè)帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。施工過程主要通過自動化控制攤鋪機(jī)熨平板的升降，實(shí)現(xiàn)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的智能化控制，最大程度上減少攤鋪過程的人工干預(yù)，有效規(guī)避了人為因素對道路平整度、標(biāo)高控制等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的影響，可將施工精度提高到毫米級別。

本項(xiàng)目正式將拓普康3D智能攤鋪技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用到市政工程施工，根據(jù)市政工程的特點(diǎn)，同時(shí)做了一部分適用性的優(yōu)化調(diào)整，以滿足市政工程施工的特殊要求和特點(diǎn)。

拓普康3D智能攤鋪控制系統(tǒng)

主要技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢

業(yè)內(nèi)領(lǐng)先且國內(nèi)適用的高精度自動化攤鋪系統(tǒng)的核心技術(shù)；

簡化施工工序，提高作業(yè)效率，降低人力成本，規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)；

實(shí)現(xiàn)BIM設(shè)計(jì)直接到施工的無縫對接和應(yīng)用，減少人工干預(yù)和調(diào)整；

實(shí)現(xiàn)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的數(shù)字化、智能化及自動化控制，夜間施工不受任何影響；

1+N的先進(jìn)技術(shù)路線，系統(tǒng)共享性和易用性好，更便于推廣應(yīng)用；

實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理，動態(tài)質(zhì)量管理和全流程施工控制；

實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)的平整度、平順性與厚度控制，有效降低材料的損耗。

拓普康3D mmGPS智能攤鋪系統(tǒng)工作原理

3D智能攤鋪項(xiàng)目實(shí)施

本項(xiàng)目于2022年11月中下旬正式實(shí)施，項(xiàng)目實(shí)施期間深圳疫情防控政策非常嚴(yán)格，所有施工人員均需每天提供24小時(shí)的核酸陰性證明，對項(xiàng)目實(shí)施環(huán)節(jié)的用工管理也是提出了非常高的要求和挑戰(zhàn)。深圳中森建筑頂著巨大的工作壓力，克服重重困難并按約定預(yù)期順利實(shí)現(xiàn)了東長路的瀝青攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，且整個施工過程銜接順利，攤鋪質(zhì)量和控制水平得到上級主管部門及兄弟單位的高度關(guān)注和認(rèn)可。

因本項(xiàng)目的特殊性，東長路從施工立項(xiàng)征地到正式施工以及到本項(xiàng)目實(shí)施的瀝青層施工經(jīng)歷了較長的周期。前期負(fù)責(zé)施工的單位將路基與深圳中森建筑進(jìn)行交接時(shí)，距離其完工時(shí)間已經(jīng)過了很久，在現(xiàn)場接收和交驗(yàn)環(huán)節(jié)，經(jīng)測量檢測發(fā)現(xiàn)其中部分路段和周邊道路已經(jīng)產(chǎn)生了不同程度的沉降。根據(jù)測量檢測及初步BIM建模結(jié)果和原始設(shè)計(jì)對比發(fā)現(xiàn)，若按照原設(shè)計(jì)進(jìn)行瀝青攤鋪，將直接給中森帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，且攤鋪后的道路平整度難以得到保證。

經(jīng)與業(yè)主和監(jiān)理等多方會商，瀝青攤鋪階段可在確保結(jié)構(gòu)厚度、平整度及橫向排水的基礎(chǔ)上，對瀝青攤鋪設(shè)計(jì)進(jìn)行重構(gòu)和調(diào)整。得益于拓普康3D智能攤鋪系統(tǒng)配套的毫米激光RTK和配套的BIM施工設(shè)計(jì)建模軟件，技術(shù)人員根據(jù)測量檢測的數(shù)據(jù)重新創(chuàng)建瀝青攤鋪的道路BIM施工模型，并在攤鋪施工前預(yù)先進(jìn)行BIM施工模型的適用性檢查。實(shí)際檢測結(jié)果表明，重構(gòu)后的BIM施工模型完全滿足業(yè)主及監(jiān)理的要求和預(yù)期，有效規(guī)避并解決了因路面沉降等可能帶來的巨大經(jīng)濟(jì)損失及平整度難以控制的問題。

本項(xiàng)目的具體實(shí)施關(guān)鍵步驟簡列如下：

1、原路面數(shù)據(jù)采集

鑒于本項(xiàng)目的具體特點(diǎn)，在正式實(shí)施攤鋪?zhàn)鳂I(yè)前需要實(shí)施原路面數(shù)據(jù)采集，這也是施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在此之前還需進(jìn)行控制網(wǎng)的布設(shè)和加密，為數(shù)據(jù)采集提供基礎(chǔ)測量控制框架。

具體實(shí)施時(shí)工程師首先利用系統(tǒng)配套的mmGPS激光RTK測量系統(tǒng)按斷面采集現(xiàn)有路面，基于系統(tǒng)毫米級精度的高程測量結(jié)果，精準(zhǔn)獲取原路面數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上將采集的原路面數(shù)據(jù)與原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，在保證厚度并兼顧平順性等關(guān)鍵指標(biāo)的基礎(chǔ)上，最大程度上貼合原設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，以確保攤鋪道路的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、平順性和橫向排水等。

原路面數(shù)據(jù)采集

2、設(shè)計(jì)優(yōu)化調(diào)整

采用拓普康3D數(shù)字化建模軟件基于原路面采集數(shù)據(jù)和關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)完成BIM施工設(shè)計(jì)后，還需要到現(xiàn)場對調(diào)整后的BIM施工設(shè)計(jì)進(jìn)行適用性檢查，并在檢查的基礎(chǔ)上重新進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以確保BIM施工設(shè)計(jì)可以充分實(shí)現(xiàn)對厚度、平整度和橫坡等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的精準(zhǔn)控制，最終高精度、高質(zhì)量實(shí)施施工環(huán)節(jié)的自動化攤鋪控制。從下面兩張圖表可以看出，原地面的平整度整體較差，優(yōu)化調(diào)整后的3D智能攤鋪設(shè)計(jì)在兼顧厚度控制的基礎(chǔ)上，在平整度的指標(biāo)提升方面非常顯著，且該數(shù)據(jù)僅為底層瀝青攤鋪的設(shè)計(jì)優(yōu)化。底層瀝青鋪筑完成后，竣工檢測的IRI平均值為高標(biāo)準(zhǔn)的0.85~0.86，具體數(shù)據(jù)參見下圖（瀝青竣工IRI檢測結(jié)果）所示。相信完成中、上面層瀝青攤鋪之后，整個竣工路面的攤鋪質(zhì)量和平整度指標(biāo)可達(dá)到非常高的水準(zhǔn)。

3D智能攤鋪BIM設(shè)計(jì)建模及優(yōu)化調(diào)整結(jié)果

平整度優(yōu)化結(jié)果：原地面與3D智能攤鋪偏差對比

東長路底層瀝青竣工IRI檢測結(jié)果

3、用料方量計(jì)算

采用最終優(yōu)化調(diào)整后的BIM施工設(shè)計(jì)，結(jié)合拓普康3D-Office數(shù)字化施工建模軟件，可直接通過等高線和3D剖面視圖進(jìn)行檢驗(yàn)，以進(jìn)一步查看設(shè)計(jì)與原地面的符合性，同時(shí)還可以將BIM施工設(shè)計(jì)和原始路面數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，直接生成瀝青攤鋪施工所需的用料方量，從而為用料量的精準(zhǔn)控制提供量化的科學(xué)依據(jù)。

瀝青用料量計(jì)算和分析

4、現(xiàn)場3D攤鋪施工

攤鋪施工前對攤鋪機(jī)機(jī)械性能進(jìn)行基本檢查，主要涉及PZS-MC域激光接收器固定穩(wěn)固、改正尺寸參數(shù)準(zhǔn)確、液壓油缸靈敏度調(diào)準(zhǔn)等關(guān)鍵要點(diǎn)。然后利用U盤將創(chuàng)建好的BIM施工模型導(dǎo)入到3D智能攤鋪的機(jī)載系統(tǒng)中，在起始位置標(biāo)定好高度，設(shè)定好油缸標(biāo)尺，既可以正常進(jìn)行3D智能攤鋪施工作業(yè)。在攤鋪施工過程中，間隔采用mmGPS激光RTK流動站隨時(shí)校核攤鋪表面與其BIM施工數(shù)據(jù)模型內(nèi)任意一點(diǎn)的高程。實(shí)際檢測結(jié)果表明，整個攤鋪過程中極限偏差控制在3mm內(nèi)，且90%以上與BIM施工數(shù)據(jù)模型完全吻合。

mmGPS激光RTK流動站實(shí)時(shí)檢測施工質(zhì)量

3D智能攤鋪機(jī)載系統(tǒng)動態(tài)控制及顯示

3D智能瀝青攤鋪現(xiàn)場

總 結(jié)

在本項(xiàng)目的具體實(shí)施過程中，以光明區(qū)公路署署長為代表的業(yè)主單位帶隊(duì)到現(xiàn)場觀摩視察，深圳中森建筑公司董事長親自陪同并就攤鋪實(shí)施情況和拓普康3D智能攤鋪技術(shù)等給予了詳細(xì)的介紹和匯報(bào)，得到了業(yè)主領(lǐng)導(dǎo)的高度評價(jià)和贊賞。隨之安排公路署更多的人員到現(xiàn)場交流和探討，公路署的領(lǐng)導(dǎo)現(xiàn)場表示：“在底層瀝青攤鋪階段就達(dá)到如此好的效果，真的很了不起！”

光明區(qū)公路署領(lǐng)導(dǎo)現(xiàn)場視察

在后面的項(xiàng)目實(shí)施階段，中交一公局、精筑工程咨詢、魯班監(jiān)理等多家施工、監(jiān)理單位也陸續(xù)到項(xiàng)目現(xiàn)場觀摩、交流和探討新技術(shù)，反響非常熱烈。

業(yè)主、施工和監(jiān)理單位現(xiàn)場觀摩交流

改革開放40多年來，我國城市不斷發(fā)展壯大，市政工程市場呈現(xiàn)較快增長態(tài)勢，行業(yè)的整體實(shí)力和競爭力、影響力也顯著提升。全國政協(xié)常委、副秘書長賴明在剛剛結(jié)束的首屆市政工程建設(shè)產(chǎn)業(yè)博覽會上表示：“城市建設(shè)作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要久久為功，應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃、建設(shè)、管理三大環(huán)節(jié)，提高城市工作的系統(tǒng)性，提高城市發(fā)展的秩序性和提高城市建設(shè)的宜居性，順應(yīng)城市發(fā)展規(guī)律，以新發(fā)展理念為指導(dǎo)，切實(shí)高質(zhì)量推進(jìn)城市建設(shè)工作。” 相信深圳中森建筑在以“質(zhì)量第一、信譽(yù)第一、服務(wù)至上”企業(yè)核心價(jià)值觀為使命，以理念和科技創(chuàng)新為引領(lǐng)的基礎(chǔ)上，必將為進(jìn)一步推進(jìn)高質(zhì)量城市建設(shè)貢獻(xiàn)更大、更多的力量。

關(guān)鍵詞： 市政道路 瀝青攤鋪 施工質(zhì)量