BIM+智慧工地在青岛港自动化码头三期工程中的创新应用

杨锦

（山东港湾建设集团有限公司）

1 研究背景

“智慧工地”是运用信息化手段，围绕项目的全生命周期建立支撑现场管理、互联协调、智能决策、知识共享的一整套项目现场管理的信息化系统。

目前“智慧工地”在建筑、市政等项目上运用比较成熟，水运工程项目智慧工地的建设还正处于空白期，国内没有针对水运工程项目智慧工地的现成标准体系，因此无法借鉴，打造全国首批、山东省首个智慧工地建设项目，创新意义重大。

2 项目的特点及关键点分析

根据现场勘察的情况，结合施工设计图纸、设计总说明等资料，本工程具有明显的特点和难点。

①本工程的特点是预埋件数量多品种杂，特别是端头区域轨道梁，对测量定位及工程质量的要求较高。轨道梁及周边附属设施必须与工艺部分进行联测，精确定位。

②轨道梁工程量大工期短，本工程工期跨越冬季及春节期间，考虑冬季施工影响及春节假期影响工期紧张。轨道梁施工进度是制约整个工程施工进度的关键。

③质量控制的关键点：a 轨道梁顺直度及平整度；b预埋件安装位置及道钉安装精度控制；c混凝土质量控制。

④除质量外，水运工程由于点多面广，监管难度大，安全风险因素识别、风险隐患排查也很有特点。

综上所述，解决方案的重要性不言而喻，创新管理方式是解决这些问题的关键。探索智慧化工地管理平台在水运工程上的应用，其重要意义在于为类似水运工程建设管理提供借鉴和参考[1-3]。

3 技术保障措施

经过比较论证，项目采用了杭州品茗安控信息技术股份有限公司的智慧工地平台系统。硬件配置主要有：工地大脑（项目级）、车牌识别系统、实测实量系统、Wi-Fi 教育系统等。软件系统主要配置有：移动巡更子系统、扬尘检测、VR安全体验、品茗BIM策划等。

（3）同一试验点同一作物同一试验类别播种垄数应一致。个别试验点垄距，垄长不一致，垄不直，还有出现楔子垄的现象。有的试验点步道是斜的，小区是平行四边形，可以用勾股定理来确定直角。

4 主要创新技术内容

4.1 建立可视化的监控大屏和控制室

信息化管理和可视化管理的水平上了一个新的台阶（见图1）。

图1 可视化监控室

4.2 实名制通道与进场自动识别

通过身份证阅读器自动读取身份证信息，建立个人的身份档案。入场时通过人脸录入设备识别人员的身份信息。后台考勤预警、统计进场人数、出勤数据等，与智慧工地平台实时对接，帮助管理者掌握更准确的人员信息，确保安全上工。平台实时显示每天现场的施工总人员、各施工单位及劳务单位人数和各施工工种。相较传统门卫管理模式，提高了通勤效率。经测算可提高效率1～2倍，节约总工时2000h，可提高效益约4万元。

4.3 视频监控、AI识别与移动监测

场地布置21 台各类型监控设备。可通过远程平台、智能手机APP 和大屏幕做到对施工现场全过程、多方位的有效掌控。对施工现场实时监控，可实时了解施工的进度、质量，动态强化了监管力度，提高了办公效率。AI 摄像7 台，算法17 路，包括反光衣、吸烟、安全帽抓拍。对于难以监控的大场景，创新性地采用移动监测技术加太阳能技术。

4.4 安全巡检

现场设置安全巡更点，安全管理员和监理工程师通过扫描二维码实时上传安全违章和安全隐患作业，实现人工和智能对现场安全文明施工的人工和智能双管理。优化流程，创新地提出了巡检与检查合并模式，提高检查时效性和效率，日常检查效率提升20%，节约工时3000h。

4.5 环境监测

实时监测显示pm2.5、pm10、温度湿度、风速风向、噪音数据，数据上传至智慧工地管理平台。超过警戒值联动自动喷淋。

4.6 质量管理

4.6.1 质量巡更

巡更系统可以让项目负责人组织项目成员落实，项目成员反映进展情况，检查人判断是否合乎要求，通过消息推送、进展条目定位等功能，及时作出判断纠正偏差。

加强关键部位二维码标记的三位一体质控系统，实现了码头工程质量的实时掌控和全程可追溯。提升了检查效率。

4.6.2 实测实量

指标信息由企业级创建，项目级无法更改删除。一个指标可配置多个测量分项，每个测量分项对应一个测量内容，即一种数据。分项中还规定了测区的数量、点位的数量、测量方法、测量规范以及绑定的仪器，绑定仪器后，测量时将自动切换测量分项。

由于平台未提供水工类的检查内容和标准，为满足工程实测实量的要求，增加设置测量内容，主要包括海侧交换区、路侧交换区、轨道梁及轨道等工程，增加检查指标32 项，在水运工地首层使用数字回弹仪、靠尺、激光测距仪等智能化测量仪器，对现场质量进行管控，通过连接云端服务，实时记录检测数据并上传，并可导出Excel 格式，保证了数据的真实性，节省了技术人员的时间。[4-5]

4.7 BIM应用

利用谷歌地图，将BIM 模型与GIS 模型融合到统一坐标系，在模型中进行标记、测量、查看坐标等任务。为方案选取、施工过程监管、信息收集提供支持。采用BIM 轻量化设计，创新BIM+智慧工地新模式。

首次在水工项目上用BIM三维技术进行技术交底，包括自动化码头堆场结构三维技术交底、工艺模拟交底、进度模拟，学习相关的技术将更直观方便。

4.8 独创管理模式，创新水运工地管理模式

通过现场布设、施工工艺、管理行为标准化施工，达到以数据为核心的人员安全监管智能化、环境监测自动化、质量管理实时化、进度管理动态化的智慧化管理模式，开启水运工地数字管理的新里程。

5 创新应用效果

与传统工地相比，智慧工地能够按标准流程作业，及时发现问题，减少不良率。

通过查看青岛港自动化码头二期工程《交工质量核验报告》等方面的资料，在轨道梁宽度、平整度控制方面，其检查结果依据《水运工程质量检测标准》（JTS257-2008），轨道梁实测允许偏差值为±15，总测点为64 个，合格率为100%，满足设计和规范要求。轨道梁顶面平整度实测允许偏差值为10，总测点为64 个，合格点59 个，合格率为92.2%，最大偏差为14mm，小于允许偏差的1.5倍，合格率及极限偏差满足设计和规范要求。

青岛港自动化三期项目，包括20 条轨道梁，每条17段，每段约25m，17段总长8644m。通过运用智能化的测量工具，依据《水运工程质量检测标准》JTS257-2008并与平台数据及时比对，智慧平台后台数据和导出的Excell格式数据结果见表1。

表1 实测实量记录评分表

通过多数据比对，在宽度方面二期和三期工程合格率控制在100%；轨道梁平整度方面，二期和三期合格率分别为92.2%和100%；在预制管桩优质率方面比二期提高了6%。

6 结语

堆场桩基和箱角梁的施工质量高于国家规范标准。其中码头轨间大板更是首次达到机场平整度标准3mm，为自动化码头持续刷新装卸效率纪录提供了有力的基础保障。

总之，通过运用BIM+智慧工地建设，青岛港自动化码头三期工程在质量、工期、效益、管理等综合方面有了明显的提高，也获得了较好的社会效益。