智慧施工建设品质工程

从智慧航道管理系统让工程船舶施工与通航两不误、智能控温系统让混凝土浇筑温度实现全周期生产调节到一体化筑塔机实现智能化施工，水工建设企业纷纷顺应发展新质生产力的时代要求，加快工程建设技术装备手段的数字化、信息化、智能化发展步伐，在提升施工效能、强化工程质量管控等方面不断拓展具象化的智慧施工场景，努力打造百年品质工程。

智慧拌和工厂：混凝土控温能手

郑大治

夜空繁星与施工现场灯光交相辉映，在中交一航局参建的平陆运河企石枢纽施工现场，一台台大型机械设备轰鸣运转，在大体积混凝土持续性浇筑下，船闸主体结构初露端容。

企石枢纽是平陆运河规划三座梯级中的第二座梯级，是世界在建的规模最大的内河省水船闸，工程需浇筑混凝土达310万立方米，相当于灌满3.3个“水立方”。截至5月1日，企石枢纽混凝土总浇筑方量突破220万立方米，混凝土浇筑任务进入冲刺阶段。

船闸结构施工的关键是大体积预冷混凝土浇筑，而控温则是浇筑的关键。受广西地区高温气候叠加混凝土自身热量影响，浇筑需要在16摄氏度以下进行，浇筑后中心温度需控制在44摄氏度以下，这样的温度控制要求很高，“捧在手里怕摔了，含在嘴里怕化了”。

针对敏感的浇筑温度环境，项目负责人刘瑞建带领团队研讨策划方案，提出“内外兼修”的建设思路——高效的硬件设施与精细化控制的“智慧大脑”相互配合，这就是智慧拌和工厂。

“拌和工厂关键要保证混凝土的温度，这要依靠我们的‘两员大将’，一是世界上最大最先进的强制式拌和机，二是预冷楼。”项目副经理王永成介绍，以拌和机为基础的拌和楼就像“快餐店”，生产能力是普通拌和站的5至7倍，高峰期单日可生产混凝土约1.2万立方米，可以灌满4个标准泳池。预冷楼则是“大冰箱”，项目团队在预冷楼上集成了“骨料风冷+片冰+冷水”的层层降温措施，确保预冷混凝土出机口温度控制在16摄氏度以下。

在占地9万余平方米、相当于10余个标准足球场面积的拌和工厂，迷宫般的施工现场让司机很难找到对应出料口，会降低衔接效率；在试验室，混凝土配合比也会影响温度……如何实现对混凝土出仓到浇筑之间精准化的温控呢？以问题为抓手，智慧拌和工厂应运而生，该系统是集成智能生产系统和车辆识别系统的“智慧大脑”。操作人员可对拌和楼的生产数据、温控数据等实时监控，根据系统匹配的生产任务，一键控制拌和楼生产。混凝土运输车借助北斗定位系统自动匹配车道，实现生产、运输、卸料等环节自动化闭环管理，减少运输期间热量损耗。高峰期混凝土运输车每天达800余辆次。

为精准做好混凝土浇筑温控每一个环节，项目团队还配备了冷水机组和温控监测系统，实时监测混凝土内部、表面和环境温度，并根据温度变化调节冷却水温、速率及采取保温保湿措施，保障了强约束区和一般部位内表温差、中心最高温度不超过设计要求。

借助数字化技术，大体积混凝土实现了从生产、运输、入仓、浇筑、内部控温等全周期生产环节温控的自动化、智能化和可视化，各环节实现互联互通与温控的高效调整，全方位保障大体积混凝土浇筑质量。

一体化智能筑塔机：加速桥梁拔节生长

孙砚红

在鄂黄、鄂东长江大桥间，远眺中交二航局承建的燕矶长江大桥如春竹般拔节生长，近看一顶蓝“帽子”将桥塔顶部环绕，以每天1.2米建设速度爬升，这是中交二航局武汉港湾工程设计研究院（简称武港院）团队自主研发的一体化智能筑塔机。

燕矶长江大桥是世界首座不同垂度四主缆体系悬索桥、在建最大跨度双层悬索桥，项目全长约26公里，大桥主跨1860米，上层为高速公路，下层为城市快速路。3月23日，项目完成首个跨高速钢箱梁曲线顶推。大桥建设的稳步推进离不开一体化智能筑塔机，该筑塔机由4组架体构成，高23米，单套重约380吨。别看它“身形庞大”，在16套爬升轨道助力下，1小时能完成6米桥塔的爬升。

筑塔机表现出色的秘诀在于一体化智能系统。在筑塔机顶层，只有隆隆作响的机器振动声，没有人工施工。两台回转布料机配合着施工者浇筑混凝土，满足节段混凝土施工全断面布料需求，浇筑速度快、效果均匀；设置在平台的智能养护系统，由封闭围护幕布系统和热雾养护系统组成，犹如给混凝土表面敷上一层保湿面膜，可保证高空复杂环境下混凝土表面的温度、湿度和养护时间可控，减少裂纹，提高混凝土耐久性……从顶层到底层形成了竖向的智能化工厂流水线，钢筋绑扎、混凝土浇筑、振捣、模板合模、混凝土养护等各项工艺有条不紊地逐层推进。单节塔柱施工进度从传统的每天0.6米跃升至如今的每天1.2米，结合“钢筋部品”功能，单节塔柱钢筋高空作业时间，较传统工艺节省3天工期。

不限于已有装备，筑塔机还能依据工程实际需求灵活增配各类工具，如自动布料及振捣系统，实现混凝土自动化浇筑与振捣；可开合罩棚，即便是阴雨也不影响混凝土浇筑作业；自动喷淋养护系统，有效减少混凝土开裂状况；模板清理装置，完成模板自动化清理及喷涂工作，堪称高塔施工装备里的“百宝箱”。“这些增设配置的加入，使工程施工切实达到‘自动化减人、机械化换人、智能化护人’的本质安全要求。”产品研发负责人李拔周介绍。

2001年，武港院直面液压爬模的技术空白，科研团队“揭榜挂帅”突破技术壁垒，2002年将首套国产液压爬模系统应用于安庆大桥项目建设……二十余载风雨兼程，武港院实现筑塔机从无到有、再到自动爬升功能的智能化迭代，一体化智能筑塔机广泛应用于300余米高的桥梁墩柱高塔、海洋灯塔、超高层房建等复杂高耸建筑施工场景，面对大倾角、多曲面、超高度等复杂工况，均能精准作业，并已先后在深中通道深中大桥、常泰长江大桥、湖北燕矶长江大桥、湖北双柳大桥等重大工程项目中大显身手。“我们正全力研发新一代智能筑塔机。未来，该设备将集成新型自动化模块，针对超高混凝土主塔施工给出整套现场工业化方案。”武港院智能设备分公司负责人郭强表示。

智慧航道系统 工程建设的“千里眼”和“神算子”

王心慈

清晨，在繁忙的浦南运河上，项目工程船与来往运输船舶有序交织，这番景象被精准地呈现在监控大屏前。“这套系统就像航道的‘智慧大脑’，‘传感神经’覆盖全程，每一艘船的动向都尽在掌握。”翟靛琨指着屏幕上实时跳动的数据不禁感叹道。他是中交三航局承建的浦南运河西段航道维护疏浚工程的项目经理。

浦南运河位于上海市奉贤区，作为区域内东西向的骨干河道，这段14.6公里的航道连通奉贤区多条骨干航道，日均船舶流量庞大。浦南运河西段（龙泉港—金汇港）疏浚工程于近日开工。该疏浚工程全长约15公里，总工程量为32.45万立方米，预计工期为120天。开工所面临的航道施工船舶与运输船舶引导分流问题不仅影响施工效率，还关乎船舶通行安全。

面对这个难题，翟靛琨心中早已有了答案。早在2022年大芦线（临港新城段）航道疏浚项目中，翟靛琨带领团队历时10个月研发的智慧航道系统，融合了船舶配比、疏浚远程监测系统、疏浚工艺数据分析系统、船舶信息追踪系统、视频监控系统等多个子系统，实现了对航道整体情况、工程进展、船舶追踪等信息的综合展示。该系统获得《内河航道疏浚工程智慧管理系统》在内的2项软件著作权、2项发明专利，并成功应用于油墩港航道整治工程先行段等4个项目。

该系统不仅能够对现场船舶分析演绎，还能灵活调整参数以适应实际施工场景。项目初期，团队通过系统大数据分析得出挖泥船、满底驳、开底驳的理论配比为5∶40∶8，但考虑到现场实际拥有的挖泥船数量与理论数值有差距，技术团队仅需要在系统中添加航道闸门开放时间、黄浦江潮汐规律等相关参数变量并进行典型演练，就得到了3∶24∶5的最优配比。在此模型下，项目可准确把握各类船舶进出场时机，缩短作业时间，作业成本直降10.2%。

“智慧航道系统不止于船舶配比，还能让航道‘活’起来！”翟靛琨说，该系统整合远程监测、工艺分析、船舶追踪等子系统，实现航道全局“一张图”管理，不仅便利了项目团队的调度管理，还在降低成本、通行安全方面带来诸多利好。

运泥船运输量仅9.6万立方米，油耗却飙升50吨！在监控大屏上，系统敏锐地监测到数据异常。经排查，罪魁祸首竟是航道上的20座限高桥梁——满载的船舶需反复调整载重过桥，单次耗时长达2小时，效率与油耗“亮起红灯”。而有了智慧航道系统项目团队快速响应，利用AIS定位精确标定24座桥梁坐标，通过算法优化船舶路线，实时计算载重与桥高匹配度，并提前预警调整。优化后，满底驳月产量从9.6万立方米跃升至11.8万立方米，日产量可达4700多立方米，油耗成本大幅下降。“这系统就是我的‘千里眼’和‘神算子’！”翟靛琨眼神中充满自豪。