信息化在高速公路施工管理中的應(yīng)用

程鈺龍 陳洪健 李家攀

摘要 信息化是當(dāng)今時代發(fā)展的方向，高速公路建設(shè)作為線性工程，擁有專業(yè)性強、施工面廣、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高等特點，將信息化技術(shù)運用于高速公路施工，有助于優(yōu)化高速公路施工管理流程，簡化工程資料整理工作。文章討論信息化對高速公路施工管理效率的提升，結(jié)合信息化在高速公路施工建設(shè)中的實際運用，分析信息化技術(shù)在高速公路施工建設(shè)中對質(zhì)量、安全、進度等各方面管理中的輔助作用，旨在為后續(xù)構(gòu)建高速公路施工信息化管理體系，推進高速公路施工信息化、現(xiàn)代化發(fā)展提供寶貴的借鑒性經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞 信息化；公路建設(shè)；信息化管理

中圖分類號 F542.8文獻標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2023）23-0166-03

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和社會的跨越式進步，基礎(chǔ)建設(shè)工作也在隨之不斷發(fā)展，而伴隨著交通建設(shè)工程數(shù)量的發(fā)展，作為擁有專業(yè)性強、施工面廣、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高等特點的高速公路建設(shè)，對質(zhì)量、進度、安全各個方面也有著更高的要求。隨著信息技術(shù)的運用，人們開始正確地認(rèn)識到信息化在高速公路建設(shè)施工中的重要作用。為順應(yīng)社會的進步，高速公路施工管理也應(yīng)引入信息化管理，增強自身行業(yè)競爭性，規(guī)范施工管理程序，推進信息化融入施工管理以增強現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)化、文明化發(fā)展。

1 信息化在高速公路實際運用

在信息化的時代，各行各業(yè)積極為信息化轉(zhuǎn)型，利用信息化高效的數(shù)據(jù)管理、信息記錄及傳遞功能滿足各項需求。以廣東省某高速公路工程為例，應(yīng)用信息化系統(tǒng)對拌和站出料數(shù)據(jù)進行管控，其功能和效果如下：

（1）信息化系統(tǒng)記錄每次混凝土出料的澆筑部位、強度等級、出料時間、具體操作室、配合比等各項信息，并對記錄好的配合比進行計算，及時統(tǒng)計對比并匯報現(xiàn)場施工數(shù)值與設(shè)計值之間的誤差，進一步判斷出倉混凝土是否存在質(zhì)量問題，當(dāng)對比誤差過大時發(fā)出預(yù)警，防止不合格混凝土的誤用。全程通過設(shè)備儀器獲取對應(yīng)信息，信息自動上傳，杜絕了人工上傳信息，確保了數(shù)據(jù)的真實性。

（2）可利用手機軟件或電腦網(wǎng)頁端訪問查詢信息數(shù)據(jù)，也可通過短信等手段在無網(wǎng)絡(luò)覆蓋的條件下獲取對應(yīng)數(shù)據(jù)信息，以便讓質(zhì)量管控人員能隨時隨地獲取現(xiàn)場施工質(zhì)量信息數(shù)據(jù)，從而使質(zhì)量管理人員可以隨時把控和掌握現(xiàn)場施工質(zhì)量。

（3）通過管控拌和站出料數(shù)據(jù)，對現(xiàn)場構(gòu)筑物施工澆筑進度做出管控，同時利用信息化系統(tǒng)能夠記錄信息的優(yōu)秀能力，及時記錄計算材料配比，管控出倉料質(zhì)量，同時將每倉混凝土出料情況記錄在案，也能確保之后發(fā)生問題及時排查誘因。利用信息化系統(tǒng)記錄各項數(shù)據(jù)，節(jié)省了人工統(tǒng)計的時間，大幅減少了數(shù)據(jù)出錯的可能性，及時反映出料配合比，把控混凝土出倉質(zhì)量，最后做好數(shù)據(jù)留存，信息化系統(tǒng)對拌和站的混凝土料出倉及調(diào)配起到了重要作用。

（4）分層次設(shè)置管理平臺，按照項目管理的層級構(gòu)建以建設(shè)單位、施工總承包單位、現(xiàn)場施工分部為主體的多級管理體系，并且在此外引入第三方機構(gòu)進行檢測監(jiān)管，同時由行政管理部門采取外部的監(jiān)督管理，在多項層級對項目施工加以管理監(jiān)督，并且利用信息化管理系統(tǒng)完善項目管理中的現(xiàn)場信息，保障各層管理人員能夠直接獲取現(xiàn)場施工信息資料，保證上下各層信息流通不受阻礙，解決了施工管理中信息交流阻塞的問題^[1]。

2 信息化管理系統(tǒng)建設(shè)

信息化系統(tǒng)管理對高速公路施工進度、安全、質(zhì)量管理都有著較大的提升作用，想要全面運用信息化管理，則需要建立完善的信息化管理系統(tǒng)，通過信息化管理系統(tǒng)推進高速公路施工管理信息化。高速公路工程項目信息化施工包括項目信息管理、施工過程監(jiān)控、施工工藝控制、施工方案優(yōu)化以及網(wǎng)絡(luò)化統(tǒng)一管理五個方面，對應(yīng)管理項目及管理內(nèi)容情況如表1所示。

2.1 項目基本信息管理

項目基本信息管理主要是錄入項目施工的基本信息并加以管理和維護。項目基本信息包括工程概況、現(xiàn)場作業(yè)隊伍人員信息、施工計劃日程安排、工程質(zhì)量信息管理、成本控制、施工合同管理、安全生產(chǎn)管理、工程技術(shù)管理、材料設(shè)備管理、公文管理等。

項目信息化管理也經(jīng)常使用軟件輔助信息管理，如辦公自動化系統(tǒng)、招投標(biāo)系統(tǒng)（包括工程量自動計算、施工平面圖設(shè)計、編制工程進度網(wǎng)絡(luò)、施工組織設(shè)計自動生成系統(tǒng)、竣工圖紙繪制系統(tǒng)等）、項目管理系統(tǒng)（項目成本、進度管理、物資臺賬管理、日常信息管理，依據(jù)工程量清單進行計價）等。

項目基本信息管理是引入信息化的基礎(chǔ)，也是項目信息數(shù)據(jù)化的重中之重。通過各項項目基本信息，能夠整體上展現(xiàn)出項目施工的各項情況，為各級人員了解項目信息提供便利。

2.2 施工過程監(jiān)控

施工過程監(jiān)控是指通過傳感器收集施工現(xiàn)場各項信息，再利用收集的信息整理處理后加以管控現(xiàn)場施工進度質(zhì)量，如智能張拉系統(tǒng)、智能制漿壓漿系統(tǒng)、智能液壓提升系統(tǒng)、電子腳手架提升系統(tǒng)、智能監(jiān)控大體積混凝土施工中的溫度計算機、施工現(xiàn)場電子監(jiān)控等。

在深基坑開挖施工中，通過大量埋設(shè)傳感器，收集施工過程中的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析處理，來對深基坑不同部位進行監(jiān)控，保證基坑時刻受控，確保施工方案方法并無問題。同時，還可以利用智能人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，進行深基坑水平變形位移的預(yù)測與險情預(yù)報。

在橋梁梁板預(yù)應(yīng)力張拉的施工過程中，結(jié)合預(yù)應(yīng)力施工的特點，綜合應(yīng)用傳感技術(shù)、PLC控制技術(shù)、變頻技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)進行開發(fā)，以實現(xiàn)設(shè)備的自動化施工，同時建立信息化管理平臺，為管理人員提供信息渠道，令管理人員可以隨時隨地查看任意標(biāo)段、梁場、梁、預(yù)應(yīng)力孔道的張拉壓漿數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場施工質(zhì)量信息資料^[2]。

在隧道工程的施工過程中，首先可以利用初期勘測獲取的地質(zhì)地貌信息，通過數(shù)值模擬、理論計算以及經(jīng)驗類比等方法，對施工設(shè)計方案做出初步的編制。再通過現(xiàn)場施工獲取后續(xù)地質(zhì)條件資料、圍巖狀態(tài)、支護情況等現(xiàn)場施工信息數(shù)據(jù)。而后通過對這些數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，判明現(xiàn)場施工圍巖情況，來決斷后續(xù)施工流程，修正開挖、支護參數(shù)，優(yōu)化隧道工程施工^[3]。

施工過程監(jiān)控是信息化施工中運用信息化技術(shù)提升施工進度質(zhì)量，把控現(xiàn)場施工較為基礎(chǔ)的一環(huán)，通常利用信息化設(shè)備收集現(xiàn)場施工信息，再通過處理信息進一步優(yōu)化基層施工流程，對現(xiàn)場施工效率提升較為明顯。

2.3 施工工藝控制

在施工中利用信息化技術(shù)來控制施工工藝流程，確?，F(xiàn)場施工的質(zhì)量。如混凝土上料拌和、澆筑大方量混凝土、施工構(gòu)筑物沉降觀測及位移測量、建筑材料檢測數(shù)據(jù)采集等，都可以采用信息化技術(shù)進行施工工藝控制，優(yōu)化現(xiàn)場施工質(zhì)量。

在工藝控制軟件方面，應(yīng)進一步優(yōu)化設(shè)計計算系統(tǒng)（深基坑支護設(shè)計、腳手架設(shè)計、模板設(shè)計等）、公路瀝青路面攤鋪碾壓工藝控制、工程測量大體積混凝土施工質(zhì)量控制、大型構(gòu)件吊裝自動化控制等應(yīng)用軟件。

施工工藝控制旨在用信息技術(shù)優(yōu)化現(xiàn)場工藝，以自動化技術(shù)達成現(xiàn)場質(zhì)量控制，進而達到以信息化技術(shù)提升現(xiàn)場施工質(zhì)量的目的。

2.4 施工方案優(yōu)化

為保質(zhì)保量推進高速公路施工，節(jié)約成本，提高項目施工效益，可以通過引進信息化系統(tǒng)輔助項目施工管理，對項目施工組織和施工方案進行優(yōu)化，廣泛運用信息化系統(tǒng)管理施工現(xiàn)場，推進施工工藝控制軟件在實際現(xiàn)場上的使用。同時對高速公路施工的各項施工特點，引進并開發(fā)應(yīng)用相應(yīng)程序軟件，對項目工程預(yù)決算、施工進度、施工技術(shù)、施工成本、現(xiàn)場施工資料、資源調(diào)配、財務(wù)系統(tǒng)等利用信息化程序加以管理，例如利用計算機軟件優(yōu)化現(xiàn)場土石方調(diào)配，統(tǒng)計優(yōu)化物資材料運輸調(diào)配，調(diào)整線材板材下料等。

施工方案優(yōu)化則是利用信息化應(yīng)用統(tǒng)籌學(xué)的基本原理對項目各部位整體施工流程進行調(diào)整、配置，使現(xiàn)場施工步驟、人員調(diào)配更為合理，從整體施工上優(yōu)化施工進展。

2.5 網(wǎng)絡(luò)化統(tǒng)一管理

通過采用項目信息管理系統(tǒng)（計算機以及相關(guān)的電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、項目管理軟件以及各類工程信息庫等），全面管理項目信息資料。連接總部局域網(wǎng)以及地方工程項目的局域網(wǎng)，在總部與地方項目之間實現(xiàn)信息統(tǒng)一，實現(xiàn)項目信息集中統(tǒng)一的管理^[4]。

網(wǎng)絡(luò)化統(tǒng)一管理是信息化項目管理的最后一環(huán)，統(tǒng)籌集中各類數(shù)據(jù)，利用信息技術(shù)工具來實現(xiàn)項目信息的可視化、統(tǒng)一性管理。同時網(wǎng)絡(luò)化統(tǒng)一管理也是實際信息化項目管理中較為薄弱的一環(huán)，通常在各個項目中對部分施工部位采取信息化管理，并將信息上傳網(wǎng)絡(luò)進行統(tǒng)一管理。網(wǎng)絡(luò)化統(tǒng)一管理需要專業(yè)的信息庫及信息篩選錄入工作人員，但網(wǎng)絡(luò)化管理更具透明性和時效性，有利于信息的傳遞，更好地解決信息交流阻塞的問題。完成項目施工管理的網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一化后，項目信息化才算是成功確立，各層級信息能更方便的流通溝通。

3 信息化系統(tǒng)建設(shè)的阻礙及改進措施

信息化系統(tǒng)改進施工管理是后續(xù)時代發(fā)展的趨勢，但推進施工管理信息化的進程上仍存在一定的阻礙：一是信息化管理使施工數(shù)據(jù)具體化、透明化，讓各個層級人員都能及時獲取相關(guān)信息，杜絕了現(xiàn)場施工進行編造虛假數(shù)據(jù)的機會，盡管這樣對建設(shè)單位的管理以及現(xiàn)場施工進度質(zhì)量管理有較大的益處，但仍存在部分想要利用違規(guī)手段獲取利益的單位及人員對信息化管理保有抵觸情緒。二是信息化的硬件設(shè)施不夠先進，自動化硬件設(shè)施良莠不齊，信息的收集以及管理機制并不成熟，為信息化管理建設(shè)增加門檻。信息化管理的一項重要任務(wù)就是利用收集的現(xiàn)場施工信息，加以分析處理，以及優(yōu)化推進現(xiàn)場施工，對加快現(xiàn)場施工進度、優(yōu)化現(xiàn)場施工質(zhì)量有著重要意義。然而在現(xiàn)階段，信息化技術(shù)主要還是停留在部分特定施工工序中，普遍存在單向信息化的局面，常見有掌子面監(jiān)控系統(tǒng)、自動監(jiān)測等，施工信息化的應(yīng)用范圍應(yīng)加以擴散。三是部分施工人員學(xué)習(xí)興致不足，存在管理人員單純重視工程施工進度的傾向，未對信息化、自動化設(shè)備進行整體性的了解與學(xué)習(xí)，此外還存在施工操作人員文化程度低，對信息化技術(shù)接受能力較低的情況，導(dǎo)致雖然配備現(xiàn)代化電腦及機械設(shè)備，仍然無法發(fā)揮對應(yīng)功能，現(xiàn)場施工信息化自動化成為擺設(shè)。

因此，為保證信息化施工管理能夠?qū)嶋H運用到現(xiàn)場施工中去，除了建立信息化管理系統(tǒng)以外，還需要有對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)則以及合理的管理制度，如以下五點：

（1）建立信息化對應(yīng)職能部門，牽頭制定信息化標(biāo)準(zhǔn)及管理制度，負責(zé)信息化的實行、推廣與宣傳。

（2）將信息化管理建設(shè)納入履約考核制度體系當(dāng)中，明確建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位在信息化系統(tǒng)建設(shè)中的職責(zé)，制定相應(yīng)管理辦法及細則，定期檢查信息化系統(tǒng)建設(shè)情況及現(xiàn)場使用頻率，鼓勵及推進新工藝新設(shè)備在信息化自動化建設(shè)中的運用。

（3）提高自動化硬件設(shè)施的選擇門檻，選擇有法定部門和相關(guān)機構(gòu)檢測通過的設(shè)備，杜絕低劣產(chǎn)品在施工中的出現(xiàn)。

（4）改進培訓(xùn)質(zhì)量，讓培訓(xùn)工作落到實處，切實提高現(xiàn)場施工管理人員及作業(yè)人員信息化設(shè)備使用能力，并能夠規(guī)范作業(yè)，處理突發(fā)的異常情況。

（5）增強各層級人員積極性，鼓勵各級單位人員引入運用信息化技術(shù)，支持各級單位建立信息化平臺。建立相關(guān)制度，樹立人員典型加以褒獎，讓各級人員都能接觸信息化、了解信息化、運用信息化自動化硬件軟件。

4 結(jié)語

綜上所述，信息化系統(tǒng)的引入的確可以切實提高高速公路施工管理水平，對現(xiàn)場施工質(zhì)量以及施工進度推進都有著不同程度的提升。但是，在如今現(xiàn)場施工中確實由于信息化設(shè)備、施工人員、信息化系統(tǒng)等各項原因?qū)е挛茨軓V泛運用于實際施工管理。因此如何引入信息化管理系統(tǒng)，尤其是在簡便性、易操作性等方面需要更多的進行研究探討，另外，在管理制度上也可以做出調(diào)整，引導(dǎo)施工人員參與信息化施工管理，使高速公路建設(shè)能夠更加效率、安全，同時還能夠達到信息化、標(biāo)準(zhǔn)化的要求，從而為高速公路質(zhì)量提供全方位的保障。

參考文獻

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收稿日期：2023-09-15

作者簡介：程鈺龍（1997—），男，本科，助理工程師，研究方向：道路橋梁與信息化。