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【品牌采风】智慧引擎驱动“超级工程”——三峡水运新通道先行开挖区土石方智能调度与BIM技术应用纪实

发布日期:2026-09-20 信息来源:西南分局   作者:辛白瑶、向雪梅   字号:[ ]

仲秋时节,三峡坝区群山叠翠,大江奔流。在三峡水运新通道先行开挖区,130余台运输车辆往来穿梭、首尾相衔,繁忙却秩序井然。智慧工地控制中心的巨幅LED数据墙上,每一台车辆的实时位置、载重状态与行驶路线清晰可见,调度指令一键下达,开挖面与弃渣场精准匹配。这是“十五五”首个国家重大标志性工程——三峡水运新通道建设现场的一幕。

2026年6月8日,三峡水运新通道工程在湖北宜昌正式开工,这是继三峡工程之后,长江干线上集水利、航运、生态等功能于一体的最大综合性工程。作为工程的“开路先锋”,先行开挖区自2025年12月率先动工,公司承担着引航道试验段开挖与边坡支护及排水、陈家冲沟副坝坝基开挖支护等六大核心任务,既是工程实施的先行部队,更是新技术、新装备、新工艺的“超级试验场”。整个新通道工程线路总长6.68公里,土石方开挖总量超过1.5亿立方米,高峰月开挖强度达380万立方米,规模与强度均远超当年的三峡船闸工程。如何在群山之间高效组织这场史无前例的“大搬山”,成为摆在建设者面前的首要课题。

建设者们给出的答案是:搭建土石方智能调度系统,构建BIM三维施工管理平台,以数字化手段实现施工全流程管控,让“超级工程”长出“智慧大脑”。

调车・布阵——让载重往来如梭

大规模土石方施工最怕什么?怕“车等料、料等车”,怕车辆空驶空跑,怕渣料错运浪费。传统模式下,施工调度依赖人工巡查与经验估算,面对多开挖面分散开采、多种机械设备协同作业、复杂路网高强度运输,常常顾此失彼。

项目部构建了大规模土石方车辆智能调配管理系统。系统以三维数字化施工场景为核心展示平台,整合BIM模型、地理信息系统、北斗实时定位与施工进度信息,将地形地貌、开挖面分布、运输道路网络、堆存区布局、物料流动态势等要素尽收“屏”中。130余台运输车辆全部加装北斗高精度定位终端与姿态感应设备,定位精度达到厘米级,车辆位置、载重状态、运行轨迹实时回传,任何一台车辆的“一举一动”都在掌控之中。

调度中枢根据各开挖面的出土进度、各弃渣场的接收能力与库容变化,自动匹配开挖面与弃渣场,为每一台车辆规划最优运输路线、生成调度任务,实现“料源点—卸料点—运输路线”的最优组合。车辆一旦偏航、超速,或在盲区遭遇行人和非机动车,车机端主动安全防御系统立即声光报警,并同步回传指挥中心,必要时可远程限速,为高强度密集运输筑起安全防线。

这套系统带来的变化立竿见影:车辆空驶率明显下降,土石方调配效率提升30%,“装、运、卸”全流程环环相扣、无缝衔接。以往需要大量现场人员手工统计的运输量、循环时长、设备利用率等数据,如今由系统自动采集、自动汇总、自动分析,真正做到“车不空跑、料不浪费”,从源头上杜绝了渣料浪费。

系统还建立了土石方流动的全链条追踪体系,自动计算每台设备装载等待、满载运输、卸料作业、空载返回等各环节耗时,统计分析不同开挖区域的产出强度、不同运输路线的通行效率、不同堆存区域的接收能力,精准识别施工中的瓶颈环节与闲置资源。调度指令同步推送至现场管理人员的工业平板、加固型手持终端等移动设备,随时随地核对执行、处置突发异常,让智慧调度覆盖到现场“最后一公里”。

建模・问道——把隐患灭于未萌

土石方工程“开挖容易、管控难”,三峡坝区地质条件复杂,边坡稳定性、支护时机、开挖顺序稍有偏差,都可能引发连锁风险。

项目部基于BIM、GIS与北斗融合的时空底座,构建了覆盖开挖、运输、填筑全过程的4D动态数字孪生模型——在虚拟世界里,先为这项工程“预演”一遍。建设者可以随时滑动时间轴,查看未来7天、14天、30天的场地形态变化,动态剖切任意断面;可以实时计算“挖方量—填方量—弃渣量”的动态平衡曲线,对超欠挖自动预警;可以对比计划进度与实际进度,偏差超过5%自动标红提醒。

依托三维地质与施工模型,技术人员在电脑前模拟不同的开挖顺序,分析边坡应力变化规律,反复比选支护点位与施工路径,将地质风险隐患提前化解于施工之前。仿真系统采用离散事件仿真与循环网络模拟技术,对开挖、运输、堆渣全过程进行精细化模拟,输出开挖强度、运输强度、道路行车密度、机械设备利用率等多维度成果,为施工组织方案优化提供了科学依据。

“过去是图纸上画、现场里试,现在是电脑里先建、模型里先演。”项目部技术人员介绍,通过BIM技术的事前模拟与动态优化,大量潜在的设计变更被化解在图纸阶段,施工方案的科学性、施工组织的合理性显著提升,为工程质量和进度提供了坚实保障。

设防·保安——令风险无所遁形

工程建设攻坚期,安全与绿色这条底线绝对不能松。项目部将数字化防护延伸到人员、设备、网络与环境等各个环节,为高强度密集施工织密“防护网”。

安全管控同样“聪明”起来。司机上岗须经人脸识别打卡,系统实时比对特种设备操作证数据库,从源头杜绝无证驾驶;智能方向盘与监测手环持续感知司机心率、疲劳程度,一旦闭眼超时,平台自动弹窗报警并联动语音提醒,为高强度作业再上一道“保险”。在保障端,项目铺设双路由光纤环网,关键设备配置UPS不间断电源,断电后可持续供电两小时,网络可用性承诺不低于99.9%;数据传输采用TLS加密、存储采用AES-256加密,并实行角色权限管理、操作日志可追溯,确保海量施工数据安全可控、全程可溯。

在生态环保端,施工现场扬尘监测与喷淋系统联动,一旦粉尘向敏感区域扩散,上风向围挡喷淋与雾炮机自动开启,实现绿色施工“测控一体化”。

聚数·考绩——以管理日清月结

走进智慧工地控制中心,宽5.22米、高2.98米的巨幅LED数据墙实时跳动着施工数据。生产指挥、数据分析、应急响应、形象展示四大功能中心各司其职,这里既是项目的中枢大脑,也是数据汇聚与决策调度的核心节点。控制中心采用钢结构加玻璃幕墙的“透明化、数字化”建筑形态,在53米长、10米宽的用地范围内,以全通透空间直观诠释着“透明工地、智慧工地”的建设理念。

平台采用“1+1+N”架构,既1个数据中台,打通BIM模型、IoT传感器、视频流与业务管理数据;1个指挥驾驶舱,面向迎检、应急、日常监控等不同场景提供可视化界面;N个业务系统微服务,涵盖电子沙盘、环境监测、劳务实名制、设备管理等。进度、质量、安全等各类数据实时汇总、一屏尽览,管理者足不出户即可掌握全线施工动态。

在“挖装运卸”全流程,AI多视觉追踪技术对挖掘机怠速、满斗率,自卸车空满载、装载方量等自动识别,装载方量估算误差不超过10%;车辆重识别技术即使在深基坑、隧道口等无GPS信号盲区,也能精准识别车辆身份与运行轨迹,识别准确率白天不低于95%、夜间补光条件下不低于90%。无人机倾斜摄影定期巡航,对开挖区与堆存区进行点云重建,工程量变化自动计算、精确到“方”。

数据流动起来,管理也就精细起来。依托全过程施工数据汇集与挖掘回溯,系统对不同标段、不同车队、不同班组完成的工程量、运输趟次、循环时长、设备利用率、异常事件频次等指标进行横向对比与纵向追踪,建立绩效评价模型。项目部据此推行“日调度、周复盘、月考核”管理机制:每日召开生产调度会,依据实时数据精准派工;每周复盘运输效率与进度偏差,及时纠偏;每月以数据考核绩效,奖优罚劣。以数据说话、用数据管理,管理效能大幅提升。

从“人海战术”到“数据驱动”,从“经验调度”到“智慧决策”,先行开挖区的数字化实践,为三峡水运新通道这项“超级工程”写下了生动的注脚。项目建成后,三峡枢纽年双向总通过能力将达到3.36亿吨,万吨级大型船舶可直达长江上游,黄金水道的通航能力将实现历史性跃升。先行开挖区作为工程的“试验场”,其形成的智慧工地建设经验,也将为后续大规模建设提供可复制、可推广的“智慧样本”。

青山依旧,大江奔流。在数字技术的加持下,这场跨越峡谷的“大搬山”,正以前所未有的精度与效率向前推进,为长江经济带高质量发展贡献着力量。







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