在英国汉普郡M27高速公路10号交叉口升级项目中,全球领先的土方工程承包商MJ Church携手Trimble,以3D模型驱动的整体化数字方案为核心,依托Trimble全生态软硬件及协同平台,在严苛的工期要求下,将“箱涵滑移”安装所需的开挖和回填工程提前一天完成,圆满交付这一高难度基础设施工程,再次印证了数字化施工在复杂项目中的核心价值。
数字化核心方案,攻坚复杂工程
该升级项目包含新建高速公路地下通道及三条匝道。地下通道施工采用创新的“箱涵滑移”技术,需要开挖约22000立方米的黏土和白垩岩,为重达8500吨的钢筋混凝土地下通道结构的液压顶进施工,打造安全的作业空间。
此次施工需占用这段八车道核心公路网九天时间,这意味着承包商必须严守工期、零误差施工。这一挑战对工程规划、多方协作和数据精度提出了极高要求。
为破解项目难题,MJ公司的施工技术主管Sam Lemon带领团队打造了一套数字化核心施工体系,将Trimble Business Center(TBC)作为3D建模核心工具,为项目量身打造全施工阶段的精细化模型,成为项目成功的关键。
Sam负责模型的所有更新工作,以及用于模型优化的测量、工程量和无人机数据处理。他认为,现场与办公室之间的信息实时流转,是建立“单一数据源”模型的关键。为此,他将Trimble Connect作为项目的通用数据环境。
依托3D建模,破解项目多重挑战
团队在TBC软件中完成了施工全阶段的3D建模。所有测量数据,包括原始地形测量数据,以及其他来源(例如无人机)的数据,都被无缝导入到TBC中。初始的Civil 3D线画图模型被转化为可供机械操作员方便使用的实用模型。
团队还充分发挥TBC的强大功能,为模型添加色彩标识、文字说明、边坡线等细节,将台阶底部标绿、斜面标灰,让机械操作员可快速识别作业区域。借助TBC顶尖的3D引擎,团队轻松整合了箱涵的3D IFC结构文件、无人机点云数据等各类地理空间数据,实现全3D环境下的模型分析与操作。
此外,团队还通过3D模型提前预判施工问题并优化设计。例如,针对恶劣天气风险,团队为台阶开挖设计了1.5%的纵向坡度,实现雨水的有效疏导。
TBC软件打造的高精度模型,收获了使用人员的高度认可。Sam表示:“TBC拥有市面上最强大、最稳定的3D引擎之一。Trimble从施工建模的角度,对TBC软件进行了全方位的设计考量。”
生态协同,优化项目协作流程
在整个项目过程中,Sam一直强调拥有“单一数据源”的重要性,以便每个人都能随时随地查看、共享和访问项目信息。Trimble Connect在此过程中发挥了核心作用。
Trimble Connect可处理45-60种文件格式(包括IFC、DWG、PDF、点云、地理空间数据和Trimble特有格式),并具备强大的3D查看功能。在本项目中承担两大核心作用:其一,为Trimble Access外业测量软件提供数据对接架构,实现数据的远程调取与传输;其二,作为通用数据环境,为项目规划提供支撑,并承载数字化全流程,这也是项目成功的关键要素。
依托Trimble Connect,Trimble生态系统内的信息实现了高效流转,核心包含以下环节:
Trimble R980 GNSS流动站:用于检查控制网、施工放样、标高检测及竣工数据采集。该流动站与施工机械上的MS976接收机,凭借可靠的ProPoint技术在复杂施工环境中实现稳定作业。
Trimble R750基准站:通过无线电和网络传输协议,为流动站、无人机和机械控制系统提供实时RTK校正,提升设备兼容性。
Trimble Earthworks工程机械控制系统与WorksManager软件:实现挖掘、整平和物料铺设的厘米级精度控制。
Trimble SiteVision混合现实技术:增强现场可视化效果,助力碰撞检测和决策制定,将复杂的施工内容直观呈现,让非现场人员也能快速理解项目细节。
Trimble Business Center软件:用于现场数据处理、模型优化、地形曲面生成、工程量核算及质量检测。
Trimble Access外业测量软件与TSC7数据采集器:通过Trimble Connect与模型实时同步。若办公室对模型进行修改,更新内容可快速同步至现场团队,从根源上避免因文件版本错误导致的放样偏差,彻底告别U盘传文件的方式。
数字化演练,从源头降低施工风险
在MJ公司,数字化演练在破土动工前就已启动。团队依托TBC打造的高精度3D模型,以及Trimble Connect的共享能力,组织机械操作员、工程师和管理人员,在每日施工前开展虚拟施工演练。每场演练均以详尽的施工手册为依据,明确施工工序,消除设计与施工落地中的模糊点。
这种模式不仅能清晰说明当日施工计划,还能强化健康、安全和环保方面的要求,确保高压施工环节中无任何操作失误。最重要的是,数字化演练从规划、人员、几何结构三大核心维度,为施工环节降低风险。
未来愿景
在为期九天的施工窗口期内,MJ公司凭借Trimble的数字化施工方案,提前一天完成了所有开挖和回填工程,圆满交付了M27高速10号交叉口的关键施工任务。这一成果的背后,是精细化3D建模、全生态软硬件协同、数字化演练带来的施工效率与精度的双重提升。
结合本次项目经验,Sam认为,Trimble真正打造了一套可无缝集成的整体化技术产品组合,为项目带来了巨大价值。MJ公司将在未来的项目中继续采用这种方法,并希望本项目取得的成果能够鼓励其他公司开发出以3D模型驱动的整体化方案。
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