科研成果

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工法

基于三维仿真模型及ETC计量系统的土石方信息化施工工法

发布时间:2021年04月22日 00时00分00秒 | 点击量:

[工法特点]


本工法充分利用了无人机等低空数字航摄、GIS、BIM三维建模技术、ETC系统、网络技术、智能化技术、计算机辅助管理技术(CAM)等现代技术。无人机航摄精度±0.2m。
利用地形三维模型,整合地块平场范围线、挖填分界线等相关数据,利用BIM技术,基于运筹学中运输问题线性规划土石方调配数学模型,通过三维仿真模型实时分析、实时评估和动态优化技术,可提供科学、直观的施工临时道路选线及土石方调配方案,实现施工成本最优。
利用专业计数智能终端拍照自动上传系统、ETC车辆自动计数系统,通过后台微机、手机操作,实现了挖机、渣车计量无人值守、可视化,极大节省了人力成本,防止了传统计票的人为作弊,并从根本上杜绝了人工统计数据错误的误差损失。
挖机、碴车计量操作简单,可通过微机软件、手机app操作,实现了可视化,可实时进行控制。
随着我国社会经济建设进程的加快推进,各类大型工业项目、房地产项目和城市综合体项目不断产生,作为这些项目前提和基础的大型土石方项目也将不断涌现,应用前景广阔。

[适用范围]


适用于各种大型土石方(50万方以上)项目的施工临时道路选线及土石方调配,挖机、碴车无人计量。小型项目投入相对较大,不经济。

[应用实例]


重庆仙桃数据谷土石方平场工程北区工程
重庆仙桃数据谷土石方平场工程北区平场范围包含数据谷东环线以及数据谷西环线围合成的场地范围以及场地外侧道路的路基范围,占地约660亩,涉及数据谷东环线K0+756-K1+686外侧、西环线K0+750-K1+697路基区域及围合的17-27号地块平场。主要建设内容包括一般土石方开挖、运、填,抛石挤淤,清淤换填,路基强夯,临时排水、挡墙等工程。平场土石方挖方约330万立方米,填方约310万立方米。造价9191.46万元。
该工程于2014年7月10日开工,实际过完工日期2015年1月21日。因工期短,土石方体量巨大,占地范围广,多工作面同时作业,为有效控制土石方挖运成本,将成本分解为土石方调配、施工便道规划、挖运计量等环节重点监控开工前,应用低空数字航摄,整合地块平场范围线、挖填分界线等相关数据,制作三维仿真模型,基于运筹学中运输问题线性规划土石方调配数学模型,科学、直观的规划施工临时道路选线及土石方调配方案。挖运计量应用了挖机装车自动计数系统和车辆自动计数系统,并根据分析总结数据动态调整施工便道及土石方调配方案。形成“基于三维仿真模型及ETC计量系统的土石方信息化施工工法”成果,并成功应用于该工程,达到了预期的经济目标和进度目标,节省直接成本30万元,间接成本100万元,保证了施工质量和施工安全,同时为环境保护、和谐施工做出了贡献。

鱼复汽车城以西及朝阳溪以东平场工程二标段工程.
鱼复汽车城以西及朝阳溪以东平场工程二标段平场范围6707亩,以渝宜高速为界,分为南北两个片区。南部片区为1#-6#地块,北部片区为7#-9#地块及双溪24#地块。场平土石方工程挖方3600万方,填方4156万方。平场设计范围内包含的道路有渝冠大道K1+500-K2+400,福宏小学配套道路K0+720-K1+315,朝阳溪路南段K0+000-K4+100,双金路全段,朝阳溪路北段K4+100-K6+200,长顺路全段,共计6条道路。道路路基纳入本次平场设计范围。填方路基实施路基部分并预留路床部分(1.5m),部分路基除外。另外,还包括朝阳溪河道河道土石方开挖、抛石挤淤、堤身回填、导流槽工程。总造价约7.36亿,总工期600天。
其中,南部片区主要为填方区,北部片区主要为挖方区,南部片区及道路填方均需从北部片区借方,借方数量约1300万方。因高速公路阻隔,北部片区仅能通过一条老郭鱼路穿越高速与南部片区联通,运输条件困难。
该工程于2017年2月3日开工,合同工期600天,目前已基本完工。因土石方体量巨大,占地范围广,为有效控制土石方挖运成本,将成本分解为土石方调配、施工便道规划、挖运计量等环节重点监控开工前,应用低空数字航摄整合地块平场范围线、挖填分界线等相关数据,制作三维仿真模型,基于运筹学中运输问题线性规划土石方调配数学模型,科学、直观的规划施工临时道路选线及土石方调配方案。挖运计量应用了挖机装车自动计数系统和车辆自动计数系统,并根据分析总结数据动态调整施工便道及土石方调配方案。形成“基于三维仿真模型及ETC计量系统的土石方信息化施工工法”成果,并成功应用于该工程,达到了预期的经济目标和进度目标,节省直接成本120余万元,间接成本300万元,保证了施工质量和施工安全,同时为环境保护、和谐施工做出了贡献。