文章来源：BIM入膏肓

    盾构施工在轨道交通、公路隧道、城市管廊、城市蓄水等工程中应用广泛，既有的盾构施工信息化系统或者信息化解决方案主要偏重于施工过程（事中）的管控，以采集盾构机的掘进参数，并依据参数进行纠偏及安全预控为主。基于近几年在工程项目管控中信息化应用的经验总结，广州地铁已经找到了针对盾构施工事前、事中、事后，即时间维度上的全过程，以及计划、进度、安全、质量、工效考核、验工计价，即管控模块维度的信息化解决方案。整套解决方案是基于数据中台的理念，首先搭建能够实现各个前端数据采集工具及业务功能工具数据互联互通的底层数据平台。其次是基于全方位数据的分析应用，实现各项管控模块的功能需求。最终实现业务数据化、数据资产化、资产服务化、服务业务化的闭环管控。

    针对盾构施工的全过程信息化管控目标，结合各个模块管控侧重点的需求，我们定制研发了3套系统，包括：

    基于BIM的项目管理系统（已基本研发完成，客户端、手机端）；

    施工综合监控系统（已基本研发完成，网页端、手机端）；

    信息化计量系统（研发中，网页端）；

    同时，为了配合可视化管控的需求，也同步定制研发了2款针对地质模型的处理工具，包括：

    区间地质建模工具（已研发完成，基于revit及microstation的插件）；

    地质模型断面切片及地质类型“归纳”工具；（已研发完成，基于revit及microstation的插件）；

    下面我将以时间轴为主线讲述整个解决方案的具体内容:

    一、始发前准备阶段：

    1）基于盾构区间沿线的初勘、详勘、补勘测量数据，利用区间地质建模工具，对盾构区间路径上的地质进行三维建模，实现掘进地层的可视化，补充、优化了以往仅仅在盾构区间纵剖面上以二维的方式展示地层信息的不足；

    2）在区间地质三维模型的基础上，利用地质模型断面切片及地质类型“归纳”工具，按照用户的需求，可以参数化的对每一环管片所处的地质三维模型进行切片。同时根据各类地层在“切片”中的占比，将多种地质“回归”到管控需求相关的7、8种断面地层类别，如：全断面软土、全断面硬岩、上软下硬等；

    3）根据各类不同地层，以及广州地铁盾构施工的历史大数据，确定在不同地层下的施工指标，包含了掘进、拼装、交接班、设备维修等环节的耗时。施工指标可用于a）评估每一台盾构机完成一个区段施工的总体耗时及贯通时间；b）确定施工过程中达到各类安全风险组段的时间；c）根据地层条件、刀具选型、刀具磨损预判，提前设置安全可靠的开仓检查及道具更换区域；同时，施工指标中所包含的各个工序的耗时也将作为动态考核评估施工班组工效、施工单位管理绩效的“合格分数线”标准；

    4）基于盾构区间沿线的航拍图，在始发前完成安全风险组段的划分，更加直观的获取盾构下穿江河、密集建构筑物群、主要建筑物、既有地铁线路、告诉公路、铁路的环号，预计时间等信息。

    二、施工过程中的管控

    1）利用基于BIM的项目管理系统的“派工单”功能，进行盾构施工的进度管控，根据上述的基于计划掘进地层数据的施工指标确定盾构施工月计划及周计划；现场施工班组根据周计划开展每周的作业。

    2）利用施工综合监控系统中的管片物料管控功能，对施工所需的主材从工厂生产、过程验收、运输及现场拼装的全过程进行管控；

    3）利用综合建工系统中的盾构施工监控模块，实时监控盾构机自身的各项状态参数，如：推进行程、土仓压力、螺旋机转速、皮带机速度、同步注浆用量等等。同时，根据盾构施工监控系统中的生产调度监控模块，能够获取包括：出土量、电瓶车班次、龙门吊运行情况、注浆产量等等与生产调度相关的数据；将两类数据进行结合分析，可以清楚厘清总体的施工指标以及各个工序的耗时超标的真正原因；

    4）利用施工综合监控系统，可以实时查询盾构机所在地理位置，结合航拍图，实现地上地下的信息联动展示；

    三、动态验工计价

    1）利用基于BIM的项目管理系统中的质量管控模块，对于已经完成的盾构区间按照检验批的划分进行动态验收；

    2）施工综合监控系统向信息化计量系统实时反馈已经完工的环数，同时结合上述提及的质量验收管控的数据，实现针对盾构施工的验工计价；

    盾构施工的各类影响因素较多，按照上述全过程的信息化管控的设想，已经逐步把盾构施工的‘不确定”向“确定”转换，迈出了针对盾构施工精确管控的第一步。通过后续的优化，以及信息化覆盖面的进一步加强，终将实现基于信息化、大数据的盾构机无人驾驶。

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