雄安站:智慧工地,讓人眼前一亮

提到雄安新區,大家都能夠感受到它重要的戰略地位,目前雄安正在大規模建設階段,一日千里,塔吊林立,日夜兼程!

京雄城際鐵路更是雄安建設項目高質量、數字化的代表,雄安高鐵站的建立可以實現雄安新區直達北京、天津、石家莊等京津冀主要城市,對提高新區對全國的輻射能力,促進京津冀協同發展,均具有十分重要的意義。

雄安站:智慧工地,讓人眼前一亮

夜幕下的雄安站

1、揭開面紗,瞭解雄安高鐵站

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(一)工程概況

雄安站位於雄縣城區東北部,距雄安新區起步區20公里,京港臺高鐵、京雄城際、津雄城際三條線路匯聚於此。現狀環境為自然村落和農田綠地,西南方向為白洋淀湖區,自然環境優美宜人。

國鐵站場總規模為11臺19線,其中京雄、京港臺場規模為7臺12線,津雄場規模為4臺7線。規劃R1、R1機場支線兩條城市軌道快線引入樞紐,同時垂直引入M1普線,服務樞紐、昝崗和雄縣地區。

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雄安站房屋總建築面積47.52萬㎡,平面尺寸為南北向長606米、東西向寬355.5米,建築高度47.2m。建築主體共5層,其中地上3層,地下2層,另外地面候車廳兩側利用地面層和站臺層之間的高大空間設有地面夾層,包含鐵路站房、市政配套、軌道交通、地下開發空間等區域。

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(二)項目難點

本工程合同工期2018年12月1日開工,2020年11月30日竣工,總工期720天,工期緊、任務重。工程質量目標為魯班獎,創優目標分解後各階段的施工質量及安全管理的要求高。

站房首層候車大廳和南北兩側城市通廊為清水混凝土結構,造型複雜,鋼筋、模板、混凝土施工質量控制難度大。工程規模大、施工作業面廣、大型設備多、交叉施工頻繁,安全控制難度大。

機電管綜錯綜複雜,車場管綜外露,專業系統多,達到規整有序施工控制難度大。結構、裝修及機電安裝工程複雜,工程體量大,涉及的專業分包多,人員高峰期可達5000餘人,人員管理及現場協調難度大。

2、鋒尖起舞,走在數字化建設前沿

整個項目信息化的建設將以“智慧工地大數據中心”為數據集成樞紐,通過數據集成、信息交互等,實現施工環境安全有序、建築質量優質可靠。

實現圖紙文檔協同管理,施工進度協同管理,質量安全協同管理,實現工程項目施工的智能化、信息化管理。

綜合運用BIM、物聯網、大數據、人工智能、移動通訊、雲計算及虛擬現實等先進技術,實現建築施工全過程的數據採集、智能分析及智能預警、數據共享和信息協同。

通過人機交互、感知、決策、執行和反饋,將信息技術、人工智能技術與工程施工技術的深度融合與集成。實現建造過程的環境、數據、行為三個透明。

(一)應用目標

雄安站作為雄安新區首個開工建設的重大交通基礎設施工程,建設意義重大,也是公司的重點項目,為實現既定的質量、安全、進度及成本目標,項目策劃並引進了智慧工地平臺。

通過智慧工地平臺的建設與應用,實現工地精細化管理,最終達到減少施工成本、保障施工安全、保護環境等目的,實現保質保量完成施工任務。

具體體現如下:

1.有效提高施工現場作業工作效率

“智慧工地”通過BIM、雲計算、大數據、物聯網、移動應用和智能應用等先進技術的綜合應用,讓施工現場感知更透徹、互通互聯更全面、智能化更深入,大大提升現場作業人員的工作效率。

2.有效增強工程項目的精益化管理水平

“智慧工地”有助於實現施工現場“人、機、料、法、環”、各關鍵要素實時、全面、智能的監控和管理,有效支持了現場作業人員、項目管理者各層協同和管理工作,提高施工質量、安全、成本和進度的管理水平,減少浪費。

3.有效提升項目各管理人員監管能力

通過“智慧工地”的應用,及時發現安全隱患,規範質量檢查、檢測行為,保障工程質量,實現質量溯源和勞務實名制管理,有效支撐主管部門對工程現場的質量、安全、進度、人員的監管。

3、雄安燈塔,整體佈局,分級落地,全面實施

(一)整體佈局信息化建設

圍繞質量、安全、工期等施工目標,雄安站項目積極推進智慧工地建設。

依託智慧工地平臺,通過應用層、傳輸層、平臺層3個層級實現工作的互通互聯,信息協同共享,決策科學分析,風險智能預控,綜合運用BIM技術、物聯網、雲計算、大數據、移動和智能設備,提高施工現場生產管理效率和決策能力,打造數字化、精細化、智慧化施工管理新模式。

項目建立的智慧工地管理平臺,主要由BIM+GIS、BIM5D、BIM+VR、生產管理、技術管理、勞務管理 、安全、質量巡檢管理系統、智能安全體驗中心、塔吊防碰撞系統、高支模監測、視頻監控、環境監測等十大主要系統組成。

1.通過BIM+GIS技術可多角度直觀查看施工現場及周邊情況,獲取地表、空間尺寸,高效輔助現場施工組織規劃。

2.通過BIM5D智慧建造系統,使建築模型達到設計、施工一體化和各專業相互協同工作,從而節約、降低施工成本。此外,BIM5D智慧建造系統還可實現BIM模型在線預覽、聯合生產、技術、質量、安全等關鍵數據,為工程施工奠定良好基礎。

3.通過生產管理系統,對每週進度進行編制與任務派發,手機APP進行任務實時跟蹤,記錄過程中的人機料信息以及施工影像等,可為管理者提供最新一週動態信息。

4.通過技術管理系統,可完成變更圖紙、技術方案、技術交底、三維交底的技術存檔,方便資料管理,減少圖紙遺漏引起的返工。

5.通過勞務實名制系統,進行項目所有作業人員的信息統計和人員生產要素用工分析,為項目決策層提供數據參考。

6.通過安全、質量巡檢系統,根據施工現場存在安全或質量隱患類別及緊急程度,對相關責任單位、責任人進行預警。此外,該系統還可與勞務系統組合對人員進行管理,為項目決策層監控項目風險、規避風險提供有力保障。

7.通過塔吊防碰撞系統,實現對施工現場群塔運行狀況的實時遠程監控。

8.通過高支模監測系統,實現對高大模板立杆軸力、立杆傾斜、模板沉降、立杆位移受力狀態的實時遠程監控,避免安全事故的發生。

9.通過遠程監控系統,加強施工項目的日常管理,提高工作效率。

10.通過環境監測系統,對施工現場四周環境進行實時監控,當監控值超過報警值時,系統將自動觸發報警裝置和噴淋裝置,達到自動控制揚塵治理的目的。

(二)平臺與組織

1.軟件選型

該項目使用軟件包括廣聯達BIM軟件、廣聯達智慧工地、AutoCAD、Office、Revit、Project、3DMax、Lumior、Navisworks、Bentley、Tekla、Catia、Sketchup、Fuzor等。

2.組織架構

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4、數字孿生,走進數字時代標誌建築

1.BIM+GIS技術

雄安站周邊鐵路、市政及地方配套建設項目多,各項目之間施工交叉干擾多。

利用BIM+GIS技術,在Google Earth中規劃好路線,採用無人機每個月對項目周邊進行一次航拍掃描,建成三維實景模型,在三維實景模型中可量取地表及空間距離、面積、高度等實際尺寸數據。

通過三維實景模型可多角度對施工現場及周邊情況可快速直觀查看並獲取地表、空間尺寸,高效輔助現場施工組織規劃。

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雄安站周邊三維實景模型

2.BIM5D智慧建造管理系統

BIM智慧建造管理平臺是通過BIM技術,將項目在整個施工週期內不同階段的工程信息、過程管控和資源統籌集成,並通過三維技術,為工程施工提供可視化、協調性、優化性等信息模型,使該模型達到設計、施工一體化和各專業相互協同工作,從而達到節約施工成本的目的。

此外BIM建造平臺可實現BIM模型在線預覽,聯合生產、技術、質量、安全等關鍵數據,通過BIM模型展示進度、工藝、工法,將BIM技術應用的關鍵成果集中呈現,為施工奠定良好基礎。

具體表現在以下幾個方面:

(1)工程量統計

在BIM模型創建完成後,通過對模型的解讀,能夠分析出各施工流水段各材料的工程量,如混凝土的工程量。在鋼結構中,通過對模型的分解,直接根據模型對鋼結構構件進行加工。

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(2)施工模擬

在制定完成施工進度計劃後,通過軟件把施工進度計劃與BIM模型相關聯,對施工過程進行模擬。將實際工程進度與模擬進度進行對比、可直觀的看出工程是否滯後。分析滯後的原因,以確保工程按計劃完成。

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(3)可視化交底

通過BIM可視化特點,對施工方案進行模擬,對施工人員進行3D動畫交底,提高交底的可行性。

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(4)節點分析

通過對設計圖紙的解讀,對複雜節點進行BIM建模,通過模型對複雜節點進行分析。比如複雜的鋼筋節點,在模型建立後對模型進行觀察,找到鋼筋的碰撞點,對鋼筋的佈置進行優化;也可以模擬模板支撐體系的受力情況,以確保模板支撐體系的施工安全。

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(5)綜合管線碰撞監測

在施工中,往往會出現預留孔洞未預留、機電設備管線安裝時發生碰撞。面對這些情況,傳統的施工過程中採取的措施就是在牆體、樓板上再次開鑿,安裝管線時相互交叉而減少樓層實際使用空間。

而“智慧工地”建設中,在設計圖紙下發後,根據設計圖紙,對建築物進行綜合建模,把預留孔洞在三維模型中顯示,直觀的顯示出各個位置的預留洞口,防止遺忘。

在結構、建築、機電、設備模型都創建完成後進行合模,分析出各碰撞點,與設計進行溝通,對設計圖紙進行修改。在工程前期解決管線碰撞問題,節約工期確保施工的順利進行。

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智慧平臺 BIM智慧建造管理系統

3.BIM+VR技術應用

通過搭建模型,在虛擬環境中,建立周圍場景、結構構件及機械設備等的虛擬模型,形成基於計算機的具有一定功能的仿真系統,讓系統中的模型具有動態性能,並對系統中的模型進行虛擬裝配,根據虛擬裝配結果在人機交互的可視化環境中對施工方案進行修改。

同時,利用虛擬現實技術可以對不同方案在短時間內做大量分析,保證施工方案最優化。藉助虛擬仿真系統,把不能預演的施工過程和方法表現出來,節省了時間和建設投資。

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4.生產管理系統

雄安站是雄安新區首個開工的重大交通建設項目,為確保年底通車條件,項目部制定了五比五勞動競賽活動,制定了每週施工進度計劃,區域各工種施工人員對照周進度計劃,每天上傳完成工作量的情況並拍照留存,系統與總進度計劃自動分析形成對比,針對進度滯後的採取增加人員或延長工作時間進行彌補。

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智慧平臺 生產管理系統圖

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移動端進行進度實時跟蹤

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施工日誌實時填報

5.技術管理系統

本工程由於配套功能改變多,結構複雜且施工圖設計時間短,造成整個工程變更極度頻繁。項目採用了BIM+技術管理系統,由項目工程部部長收集所有變更和所有方案及危大工程的三維交底文件上傳至數字平臺併發出通知。

所有管理人員、班組長通過手機APP就能及時收到通知、通過與原圖的鏈接查找到變更的具體位置與變更內容。根據三維交底和施工方案指導現場施工,加快信息傳遞,避免施工遺漏造成返工。

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智慧平臺 技術管理系統圖

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技術方案實時上傳

6.勞務實名制系統

項目嚴格推行了勞務實名制管理,集成了各類智能終端設備對建設項目現場勞務工人實現高效管理。各勞務人員建立個人檔案,通過勞務實名制的雲端產品形式,使用閘機硬件與管理軟件結合的物聯網技術,實時、準確收集人員的信息進行勞務管理。

勞務實名制系統可實時統計在場人員數量,並可按照勞務隊伍和工種不同類型的實際用工數據進行統計,為項目提供人員生產要素用工分析。另外,還可分析項目所有作業人員的信息,如進出場人數、個人信息、地域分佈和工種情況等,為項目決策層提供數據參考。

具體體現以下三個階段:

第一階段:

(1)項目部落實現場安保制度,實現現場封閉,工人刷臉進出施工現場,未辦理人臉識別系統的人員進行登記,由場內人員引導進入;現場勞務工人實行實名制管理。

(2)安全員對三級教育合格班組、人員掃描身份證,辦理人臉識別信息;對退場的班組、人員在系統進行退場辦理。

第二階段:

安全員在工人信息登記時,對特殊工種進行附件掛接,信息維護(如發證日期、有效期、證書編號等)。現場安全員通過勞務實名制系統進行安全教育、技術交底培訓,未參加安全教育培訓、技術交底的人員禁止進入施工區,須得二次教育合格後方可進入現場。

第三階段:

(1)項目部通過勞務實名制手機APP、PC端查看現場勞務用工出勤情況、工種配比、地域、年齡分佈等。

(2)勞務用工花名冊、人員變更表等相關表單作為派出所流動人口上報名冊;每月各項目通過實名制系統輸出班組考勤表、安全教育臺賬等。

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智慧平臺、勞務實名制管理系統圖

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手機端進行勞務人員進出場信息實時查看

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現場門禁系統

7.安全、質量巡檢管理系統

安全、質量巡檢系統,採用雲端+手機APP的方式,將施工現場實時監控、信息採集數據,系統自動進行歸集整理和分類,根據隱患類別及緊急程度,對相關責任單位、責任人進行預警。

同時針對安全質量問題,形成了從問題發起-整改-複查-關閉問題一套整改流程,完善了PDCA循環,有效解決了現場執行情況不清晰、落實不清楚、責任不清晰的問題。

通過該系統的應用,規範了工作流程,相關責任人、整改期限明確清晰;工作成效全面提高,質量安全檢查與治理週期大幅縮短,現場質量、安全管理體系增強,解決了從辦公室到現場的管理問題,使得管理更簡單、便捷、直觀。

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智慧平臺 安全質量巡檢管理系統圖

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手機端進行安全質量問題錄入

8. 智能安全體驗中心

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中鐵十二局集團有限公司雄安站房一標項目智能安全體驗館,總面積約300平方米,體驗館總共有四大區域,分別為前廳、智能安全體驗區、實體安全體驗區、互聯網+安全培訓教室。體驗館建設後將積極有效地推動員工安全的教育培訓工作,提高員工安全意識,增加員工的綜合能力,減少項目安全事故。

在整館的展項設計中,運用VR、物聯網、互聯網、雲計算等等多種高科技手段,以滿足視覺、聽覺、觸覺需求,調動人們多種感官體驗展現科技性、實用性、體驗性、趣味性。

針對企業項目部教育的特點,項目部可以組織一線人員包括農民工在培訓教室集中組織培訓,通過登陸“互聯網+安全教育”安培在線平臺,可以實現身份證識別儀培訓簽到、打卡考勤、會議室投影儀視頻學習、電子自動建檔等功能,從而解決項目部教育的實際問題,提高了培訓效率,增強了培訓效果

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互聯網+安全培訓不僅僅可以在電腦端培訓教室學習,也可在手機APP移動學習,實現”隨時隨地“的學習。支持功能有在線或離線學習已選擇課程(視頻類)、選課、學習專題、問答、調查中心、考試中心、資料中心、消息中心和尋求幫助等。

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9.塔吊防碰撞系統

本項目塔吊共計安裝12臺,因體量龐大,碰撞關係複雜,每臺塔吊最少有三臺發生碰撞關係,為解決12臺塔吊同時運轉下不發生安全事故,項目部採用了智能塔吊防碰撞系統。

塔吊防碰撞系統可實時監控塔機工作吊重、變幅、起重力矩、吊鉤位置、工作轉角、作業風速,以及對塔機自身限位、禁行區域、干涉碰撞的全面監控,實現建築塔吊單機運行和群塔干涉作業防碰撞的實時安全監控與聲光預警報警,為操作員及時採取正確的處理措施提供依據。

同時移動端和平臺端會實時顯示塔吊的運行數據。主體結構施工階段每天會為塔司人員提供數百次的報警提醒,有效地防範和減少了塔機安全生產事故發生。

同時塔吊防碰撞系統還可直觀查看塔司的吊裝數量,進行塔機功效實時分析,工作結果透明化,以數據為支撐對塔司工作狀況進行客觀評價,督促提升本項目塔司整體工作效率。

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智慧平臺 塔吊功效分析系統圖

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智慧平臺 塔吊運行數據實時動態圖

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塔機駕駛室數據實時顯示屏與設備

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移動端塔吊監測實時數據與報警

10.高支模監測

本工程A區承軌層施工為高大模板施工,通過對高大模板支撐系統的模板沉降、支架變形和立杆軸力的實時監測,實現了高支模實時監測、超限預警、危險報警的監測目標。

數據實時上傳到項目平臺,現場並設有監測警報系統,當監測值超過預警值時,施工人員在作業時能從機器上讀取預警信號。

通過在高支模架體上佈設柔性二元體變形監控裝置,利用高精度傾角傳感器實時採集沉降、傾角、橫向位移,空間曲線等各項參數,監控數據實時傳輸,及時對安全問題進行預警。

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智慧平臺 高支模管理系統圖

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高支模系統監測流程圖

11.視頻監控

本項目還應用了5G技術與AI技術進行遠程視頻監控,施工場區共佈設約20臺攝像機,監控範圍全面覆蓋施工區、加工區、現場出入口等重點部位,24小時實時監控,並且支持手機查看、雲臺操作功能。

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12.環境監測

為保障雄安整體建設環境,高鐵站項目24小時全天候實時在線監測PM2.5、PM10、噪聲、溫度、溼度、風速、風向等,設定報警值,超限後及時報警,與霧炮噴淋、圍擋噴淋裝置實現聯動,達到自動控制揚塵治理的目的。

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環境監測與霧炮聯動環境治理

5、應用成效

項目管理效益:

1.BIM+智慧工地平臺幫助項目提高了對項目現場進度管控,及時落實項目進度計劃,保證了項目工期。

2.人、材、機統計數據準確有效,為項目分析進度計劃影響因素提供了數據支撐,為後期分包結算提供了依據。

3.加強了項目部對現場安全、質量、技術的管理力度,做好現場問題及現場評優的資料數據留存工作。

工作流程提效:

優化了部門與部門之間的工作流程,所有施工信息集成在 BIM+ 智慧工地的模型中,信息實時共享,實現了可視化、信息化管理。

品牌效益:

京雄城際鐵路雄安站站房作為雄安具有影響力的項目,通過BIM+智慧工地平臺的應用,在原有獨特意義的基礎上,附加上了“智慧工地”的光環,在雄安作為一座燈塔,為雄安的建設項目樹立了數字化建設的標杆。

在雄安京雄城際鐵路雄安站站房一標智慧工地建設過程中,廣聯達秉承著助力雄安高質量發展的初心,全面提供BIM、雲、物聯網、大數據、智慧工地平臺等技術支持,聯合聯通5G技術的應用,真正從項目人員管理、進度、質量、安全以及技術等方面,改善了傳統的施工方式與管理模式,真正意義上實現了5G智慧工地的建設。

【圖文內容來源:網絡,版權歸原作者所有】


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