三峡库区奉建高速公路安全智能建造

　　奉建高速公路即安康至来凤高速公路奉节至巫山(渝鄂界)段项目，是重庆市交通建设“三年行动计划”的重要项目，是《重庆市高速公路网规划(2013-2030年)》中联线高速的重要一环。项目位于三峡库区腹地奉节、巫山县，全长约48.4km，全线桥梁总长10533m/20座，其中特大桥6898.02m/5座，大桥3483.48m/13座，隧道总长32462m/12座，其中特长隧道26882.5m/5座，长隧道2137m/1座，包括主跨达900米的白帝城长江大桥、主塔高312米、主跨650米的大溪河大桥以及全长12.03公里的小营特长隧道，全线桥隧比高达88.03%。在建设过程中，依托已批复立项的“交通运输科技示范工程”、“重庆市高速公路项目电子文件归档和电子档案管理试点”，示范推广以“安全智能建造”为主题，智能建造、智能监测、安全提升三个领域的十余项新技术，为指导同类工程建设提供样板经验，助于推动传统基础设施数字化转型升级。

　　一、解决问题

　　1.山岭重丘区施工资源配置分散，管理统筹效率低;

　　2.传统施工，各类资源损耗较大，导致施工浪费;

　　3.地灾监测与地灾预警脱节，监控的不及时与不连续影响地灾预警的及时性;

　　4.传统管理方式对于复杂项目，管理难和处置不及时。

　　二、建设目标

　　1.打造“智能工厂”，实现集中化管理和工厂化生产

　　通过构建物联网、智能感知、机器人技术与自动化技术集成应用，打造“桥梁建造智能工厂”，实现集中化管理和工厂化生产。

　　2.集成应用数字化技术，实现数字与实体的同步建设和智能化管理

　　通过集成5G、数字孪生和模拟仿真技术，打造“数字隧道”和“数字桥梁”，实现“数字技术+土木工程技术”的跨界融合创新。

　　3.通过多元业务及数据集成，实现建造全周期数字化集成管理，助力施工管理数字化转型

　　通过综合管理平台，实现施工全过程的集成管理、竣工信息的无损传递，提升了奉建高速精益化建造管理水平，并为智能化运维提供建造数据。

　　三、技术创新

　　1.采用物联网、智能感知、机器人与自动化技术集成应用打造“桥梁建造智能工厂”

　　奉建高速提出“车间分散布设、高效物流配送、一站集中管理”的山岭重丘区桥梁建造智能工厂建设理念，在实践中充分利用峡谷间良好的施工便道条件，建设物流配送系统，将分散布设的数字化混凝土拌和站集群、钢材数字化加工厂、智慧梁厂等“数字化车间”连接成一个工厂，并利用5G、IOT、BIM融合技术搭建场站集群数字化管控中心，建成了一站式集中化管理的桥梁建造智能工厂,为在山区推广桥梁构件的工厂化生产、装配化安装积累了经验。

　　2.采用5G、数字孪生及模拟仿真技术集成应用打造“数字隧道”、“数字桥梁”

　　通过大溪河大桥“数字桥梁”管理平台建设，提升了特大型缆索系桥梁智能建造技术水平，为非标核心装备的数据接口标准化、数据结构标准化积累了经验。通过互联网+先进感知技术的集成应用，构建复杂结构物的全生命周期态势感知系统，为高速公路智慧运营奠定基础。通过数字隧道系统应用动态围岩分级技术实现围岩分级、地灾管理、预案响应一体化的隧道地灾闭环管理，提升了隧道安全施工管理水平。项目首创引入遥感卫星对施工区域边坡、隧道洞口进行变形测量，构建了SAR地灾预警系统，已形成“卫星遥感+监测设备+数据平台+监测员”的“技防+人防”、“星-地一体化”多维预警信息实时响应体系，实现对山岭重丘高速公路施工阶段地灾预警管理的智能化升级。同时，通过整合不同领域的技术和资源形成的跨界创新合作模式的应用，实现土木工程、遥感测量、人工智能、自动控制等跨学科融合创新，推动高速公路智能建造的创新和发展。

　　3.采用大数据、AI与BIM技术集成应用打造“数字底座”

　　搭建了BIM+GIS+PM项目综合管理平台，完成了总承包单位PM系统、电子竣工文件系统、智慧工地系统、质量管理系统等业务系统的数据集成，实现二位数据的三维管理以及“多源数据的可视化”，以电子竣工文件系统为基础构建数字底座，实现了互联网+数字技术的落地应用。通过竣工BIM模型为载体的数字底座，实现了建设数据向运维管理的延伸，为高速公路资产的数字化管理奠定了基础。

　　四、经济效益

　　1.通过钢筋集中加工信息化管理施工技术，人工成本约50%，钢筋损耗率由传统工艺的3%，下降到1%，综合费用约2027万元;

　　2.应用智慧梁厂的的数字化管控，较传统工艺，施工效率提高30%，降低人工成本30%，工期缩短30%，累计节约450万元;

　　3.隧道通过超欠挖的精确控制，将节约混凝土约3.55万m³，累计费用约1778万元;

　　4.隧道施工通过采用机械化、数字化装备，减少了劳动作业人员，同比传统施工模式，节约人工费约12万元/月，累计节约408万元;

　　5.通过创新性多源数据融合及多源业务集成，实现隧道施工管理的全流程数字化，提升了管理效率及生产要素统筹，节约工期约58天。

　　五、社会环境效益

　　1.智能建造，节能减碳

　　通过先进的数字化装备、安全智能监测、节能设备、无纸化管理等集成应用，减少了人员投入、材料投入、设备运行等综合施工能耗。

　　2.建设科普基地，推进技术交流

　　(1)依托奉建高速钢材数字加工厂、VR安全体验馆、安全数字展厅等场馆，建成科普基地1处，2021年9月挂牌认定为全国公路科普教育基地(2021-2025年);

　　(2)2021年7月2日，重庆市交通局组织，奉建公司承办召开了奉建高速“智慧工地”现场观摩会;

　　(3)2022年5月25日，由重庆市交通局主办，奉建公司承办的“桥梁建造智能工厂观摩交流会”通过线上云观摩形式召开。

　　(4)积极通过网络电视媒体、报纸、公众号、报送上级管理单位简报等途径对项目成果进行宣传。其中，相关成果由重庆交通局报道3次，高校新闻网报道2次，华龙网报道2次，中国基建报报道2次，桥梁网报道1次。

　　3.科研创新，提质兴安

　　目前已获得各类科技奖励6项，发表(含录用)学术论文18篇，出版专著1部，取得授权软件著作权7项，申请受理发明专利14项，申报重庆市地标2项、省部级工法2项。