智慧建造技术在公路施工难点攻克中的应用研究

一、引言

智慧建造技术以数字化、智能化为核心，通过将先进的信息技术与传统施工技术相结合，实现了公路施工全过程的可视化、精细化和智能化管理。它能够实时感知施工状态、精准控制施工过程、高效协同各方资源，为攻克公路施工难点提供了有力的技术支撑。因此，深入研究智慧建造技术在公路施工难点攻克中的应用具有重要的现实意义。

二、公路施工常见难点分析

2.1 复杂地质条件下的施工难题

我国地域辽阔，地质条件复杂多样，许多公路工程需要穿越山区、河谷、软土地基等复杂地质区域。在这些区域施工时，容易遇到滑坡、崩塌、泥石流、地基沉降等问题。例如，在软土地基路段施工，由于软土具有高含水量、高压缩性、低强度等特点，若处理不当，会导致路基沉降过大，影响公路的使用寿命和行车安全；在山区公路施工，边坡稳定性差，容易发生滑坡和崩塌，给施工人员和设备带来严重威胁。

2.2 高精度施工控制难题

随着公路等级的不断提高，对施工精度的要求也越来越高。例如，高速公路的路面平整度、高程控制、桥梁结构的几何尺寸等都有严格的精度标准。传统的施工测量和控制方法主要依靠人工操作和常规测量仪器，不仅效率低下，而且容易受到人为因素和环境因素的影响，难以保证施工精度。特别是在大型桥梁、隧道等复杂工程中，高精度施工控制难度更大。

2.3 施工过程协同管理难题

公路施工是一个涉及多个专业、多个参与方的复杂系统工程，包括设计单位、施工单位、监理单位、材料供应商等。各参与方之间需要进行大量的信息交流和协同工作，然而，传统的信息传递方式主要依靠纸质文件、电话沟通等，信息传递不及时、不准确、不共享等问题突出，导致协同管理效率低下，容易出现施工冲突和返工现象。此外，施工过程中的进度管理、质量管理、安全管理等也需要各参与方密切配合，传统的管理模式难以实现对施工全过程的有效管控。

三、智慧建造技术在公路施工难点攻克中的具体应用

3.1 BIM 技术的应用

BIM（建筑信息模型）技术是一种基于数字化的三维建模技术，它能够将公路工程的设计、施工、运营等全过程的信息集成到一个三维模型中，实现了工程信息的可视化和共享。在攻克公路施工难点方面，BIM 技术具有以下应用：

复杂地质条件下的施工模拟：利用 BIM 技术可以建立复杂地质条件的三维模型，并结合地质勘察数据，对施工过程进行模拟分析。例如，在软土地基处理施工前，通过 BIM 模型模拟不同处理方案的效果，预测地基沉降量，为选择最优处理方案提供依据；在山区公路边坡施工中，利用 BIM 模型模拟边坡开挖和支护过程，分析边坡的稳定性，提前发现潜在的滑坡和崩塌风险，并采取相应的预防措施。

高精度施工控制：BIM 模型包含了公路工程各构件的精确几何尺寸和位置信息，施工人员可以通过 BIM 模型进行施工放样和质量检查。将 BIM 模型与全站仪、GPS 等测量设备相结合，能够实现施工测量的自动化和精准化，提高施工精度。例如，在桥梁施工中，利用 BIM 模型 件的生产和安装，确保构件的几何尺寸和安装位置符合设计要求；在路面施工中，通过 BIM 模型控制摊铺机的行进路线和摊铺厚度，保证路面

平整度和高程符合标准。

施工协同管理：BIM 技术为各参与方提供了一个共享的信息平台，设计单位、施工单位、监理单位等可以通过 BIM 模型进行信息交流和协同工作。例如，设计单位可以将设计意图和变更信息及时更新到 BIM 模型中，施工单位和监理单位可以随时查看和获取相关信息，减少信息传递误差和滞后；在施工过程中，各专业施工队伍可以基于 BIM 模型进行碰撞检测，提前发现各专业之间的施工冲突，及时调整施工方案，避免返工[1]。

3.2 物联网技术的应用

物联网技术通过将各种传感器、设备和网络连接起来，实现了对物理世界的实时感知和智能控制。在公路施工中，物联网技术的应用主要体现在以下几个方面：

施工环境监测：在复杂地质区域和危险施工环境中，部署温湿度传感器、位移传感器、应力传感器等物联网设备，实时监测施工环境的温度、湿度、边坡位移、结构应力等参数。将监测数据传输到数据中心，通过数据分析和预警系统，及时发现异常情况并发出预警信息，为施工人员提供安全保障。例如，在隧道施工中，利用物联网技术监测隧道内的瓦斯浓度、围岩变形等参数，一旦发现瓦斯浓度超标或围岩变形过大，立即启动报警装置，确保施工安全 [2]。

施工设备智能化管理：对公路施工中的摊铺机、压路机、起重机等大型设备安装物联网终端，实时采集设备的运行状态、位置信息、工作参数等数据。通过数据分析，可以实现对设备的远程监控、故障诊断和维护保养提醒，提高设备的利用率和完好率。例如，通过监测压路机的振动频率、碾压速度等参数，确保路基和路面的压实度符合设计要求；通过跟踪设备的位置信息，实现对设备的合理调度，提高施工效率[3]。

四、智慧建造技术在公路施工中的发展趋势

未来，智慧建造技术将与更多新兴技术如 5G、区块链、数字孪生等深度融合，形成更加完善的智慧建造体系。例如，5G 技术的高带宽、低时延特性将为物联网设备的大规模部署和实时数据传输提供保障；区块链技术可以实现施工数据的不可篡改和可追溯，提高数据的安全性和可信度；数字孪生技术能够构建与实体工程完全一致的虚拟模型，实现对施工过程的实时映射和动态优化。

随着人工智能技术的不断发展，智慧建造技术的智能化水平将不断提高。智能施工设备将更加普及，能够实现自主决策和自主作业；施工决策支持系统将更加智能，能够处理更加复杂的问题，为施工管理提供更加精准的决策建议；安全监测系统将具备更强的预警能力，能够提前识别和预防更多的安全风险。

结论

随着技术的不断发展，智慧建造技术在公路施工中的应用将更加广泛和深入，技术融合更加深入、智能化水平不断提升、协同管理更加高效、绿色施工理念更加突出将成为其发展趋势。因此，在公路施工中应积极推广和应用智慧建造技术，不断探索其应用模式和创新点，以推动公路建设事业的高质量发展。

参考文献：

[1] 匡思羽.基于 5D-BIM 技术的施工造价管理［J］.建筑经济与管理，2019( 1) : 176-179.

[3] 李智,姜磊,仲跻冲,樊迪,张坤银.高速公路资产动态管理中 BIM+GIS 技术应用探讨[J].中国交通信息化,2021(02):46-48.