城市化進(jìn)程中市政路橋施工技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展

摘" 要：隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，市政路橋工程的重要性日益凸顯。為更好地滿足社會大眾對于市政設(shè)施的需要，施工單位應(yīng)加快施工技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用，從而推動施工作業(yè)朝著現(xiàn)代化方向轉(zhuǎn)型，以保障市政路橋施工的高效、優(yōu)質(zhì)?；诖?，本文首先介紹了城市化進(jìn)程中市政路橋施工中的新技術(shù)，包括BIM技術(shù)、人工智能技術(shù)、自動化技術(shù)等；然后簡要探討了施工技術(shù)在環(huán)?；⒅悄芑湍K化方向的發(fā)展趨勢。希望能為施工單位和施工人員提供一些有益參考。

關(guān)鍵詞：城市化；市政路橋；施工技術(shù)；創(chuàng)新文章編號：2095-4085（2024）11-0016-03

0" 引言

城市化是世界發(fā)展的普遍趨勢，截止2022年末，我國的城市化率已經(jīng)達(dá)到65.22%。在此背景下，城市市政設(shè)施建設(shè)日新月異，極大提升了城鎮(zhèn)居民的生活便捷度與舒適度。市政路橋工程是市政建設(shè)的重要組成部分，對城市內(nèi)部及周邊的交通出行意義重大。當(dāng)前，傳統(tǒng)的市政路橋施工技術(shù)已然無法滿足發(fā)展的現(xiàn)實需求，亟需對施工技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和發(fā)展。提升施工的自動化、智能化水平，加強環(huán)保材料和綠色施工技術(shù)的應(yīng)用，才能進(jìn)一步提升市政路橋工程的品質(zhì)，更好地為大眾服務(wù)。

1" 城市化進(jìn)程中市政路橋施工的新技術(shù)

1.1" BIM技術(shù)

BIM建筑信息模型技術(shù)是當(dāng)前建筑領(lǐng)域逐漸開始普及的電腦輔助設(shè)計技術(shù)。通過將建筑項目的所有工程信息整合在一個三維模型中，可實現(xiàn)設(shè)計、施工等多方主體之間的協(xié)同合作。BIM技術(shù)具有可視化、數(shù)字化、動態(tài)化的特征，能夠?qū)崿F(xiàn)建筑項目全生命周期的信息共享和協(xié)同。在施工過程中，BIM三維模型的應(yīng)用十分廣泛，包括技術(shù)交底、施工管理等多個層面。在技術(shù)交底環(huán)節(jié)，借助BIM的可視化特征，能夠以動態(tài)、直觀的形式展現(xiàn)某個工序的標(biāo)準(zhǔn)流程，可將施工重難點演示給施工人員，并呈現(xiàn)出“看電影”一般的效果。在施工管理中，原本的三維模型可以再融入時間、成本兩個維度，形成五維模型，進(jìn)而實現(xiàn)對工程進(jìn)度、項目造價的動態(tài)化管控。

在市政路橋工程中，BIM技術(shù)已開始與VR技術(shù)、GIS技術(shù)、無人機技術(shù)等深入融合，能為施工提供更多的助益。

1.1.1" BIM+VR、BIM+GIS

BIM技術(shù)本身具備可視化特征，在VR、GIS技術(shù)的輔助下，其可視化程度將大幅提升，即使是非專業(yè)設(shè)計師也能夠準(zhǔn)確、全面地了解項目的相關(guān)情況，在解釋、表達(dá)上更具清晰度。BIM+VR的應(yīng)用模式能夠借助VR設(shè)備直接查看路橋項目的設(shè)計方案，并借助漫游等功能對方案中的重點部位進(jìn)行仔細(xì)分析，其沉浸感和細(xì)節(jié)度明顯提升。BIM+GIS能夠?qū)崿F(xiàn)宏觀場景和工程項目設(shè)計的融合，將項目放置到現(xiàn)有地形地貌中，可精準(zhǔn)地模擬工程完工后的場景，適用于方案匯報、比稿等需求［1］。

1.1.2" BIM+無人機

BIM+無人機應(yīng)用模式主要是借助無人機的影像采集功能來輔助BIM模型搭建。舉例說明，某市在開展道橋項目建設(shè)時，就采用了BIM+無人機技術(shù)來進(jìn)行方案設(shè)計。該項目包含一座橋梁、兩座互通立交以及道路、排水設(shè)施等工程，具有規(guī)模大、地質(zhì)條件復(fù)雜等特點。首先技術(shù)人員利用無人機進(jìn)行了施工現(xiàn)場及周邊地形數(shù)據(jù)的采集工作，并求解空三測量，然后再利用BIM技術(shù)構(gòu)建三維模型，開展市政路線設(shè)計、路橋模型設(shè)計工作［2］。

相較于傳統(tǒng)的設(shè)計方式，BIM+無人機模式能夠用于施工環(huán)境復(fù)雜的項目之中，無人機搭載攝像機的采集方式更加全面、真實，能夠大幅提升測量效率，為BIM模型的搭建奠定有力基礎(chǔ)，具有應(yīng)用效果好、工作效率高的突出優(yōu)勢。

1.2" 新材料技術(shù)

新型施工材料的應(yīng)用是市政路橋工程技術(shù)創(chuàng)新的重要表現(xiàn)形式。其特征在于材料性能明顯提升、更具環(huán)保節(jié)能效果、能夠提高施工質(zhì)量等。當(dāng)前，市政路橋工程中各類新材料已經(jīng)逐步應(yīng)用和普及，例如高性能混凝土、空間桁架等。空間桁架是由鋁、不銹鋼等材質(zhì)構(gòu)成的幾何結(jié)構(gòu)，其自重輕、強度高能夠應(yīng)用在載重大、跨度大的橋梁隧道建設(shè)中，在提升橋梁結(jié)構(gòu)強度的同時，還可減少橋梁的重量。此外，空間桁架的幾何結(jié)構(gòu)在美觀性上也有明顯優(yōu)勢，對于市政工程而言，能夠有效提升城市的形象。

新型施工材料的特性存在較大差異，這就要求施工單位在選擇新型材料時應(yīng)充分考慮項目的實際需求和材料性能。以高性能混凝土為例，這種材料可以用于橋梁、隧道等結(jié)構(gòu)中，具有強度高、耐久性好、施工性能優(yōu)越等特點，但同時也存在價格昂貴、施工技術(shù)要求高等不足，因此只有有特殊要求的工程才適用這種材料。從實際施工角度來看，施工單位要加強與科研機構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)之間的合作，一同開展新材料的研發(fā)工作，以加快推進(jìn)新型材料在建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，進(jìn)而持續(xù)推動市政路橋施工技術(shù)的創(chuàng)新［3］。

1.3" 人工智能技術(shù)

隨著5G通信技術(shù)的成熟和普及，人工智能技術(shù)得到了極大的飛躍，在各行各業(yè)的應(yīng)用也越來越多。憑借其數(shù)據(jù)處理、圖像識別、深度學(xué)習(xí)等能力，人工智能在市政路橋工程施工的各個階段都有廣闊的利用空間。

（1）在施工前期準(zhǔn)備階段，人工智能技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)智能地質(zhì)勘察以及智能規(guī)劃設(shè)計。1）智能地質(zhì)勘察。在開始工程設(shè)計之前，需要對項目所在地進(jìn)行地質(zhì)勘察，采集相關(guān)地形地質(zhì)信息，以提升設(shè)計方案的可靠性。在勘探人員借助地球物理勘探技術(shù)采集到施工現(xiàn)場的地質(zhì)數(shù)據(jù)后，人工智能技術(shù)能夠通過算法模型、圖像識別等技術(shù)全面分析巖體和土體的特征，包括成分、結(jié)構(gòu)、含水量等。通過智能技術(shù)進(jìn)行勘察能夠顯著提升工作效率，實現(xiàn)高效精準(zhǔn)的分析預(yù)測。2）智能規(guī)劃設(shè)計。在施工前期，市政路橋工程應(yīng)進(jìn)行項目的規(guī)劃和設(shè)計工作，為施工開展打下基礎(chǔ)。人工智能通過大數(shù)據(jù)算法能夠?qū)β窐蚬こ痰目臻g布局進(jìn)行規(guī)劃和調(diào)整，并結(jié)合項目所在位置的地理地形數(shù)據(jù)、工程項目信息，快速生成施工方案［4］。相較于人工規(guī)劃設(shè)計，人工智能技術(shù)的優(yōu)勢在于能夠?qū)崿F(xiàn)城市空間、地形地貌、市政交通等各類數(shù)據(jù)的全面分析。通過科學(xué)的算法模型可提升規(guī)劃設(shè)計方案的合理性和可行性，還能對施工流程和工序進(jìn)行精簡和有機銜接，并優(yōu)化成本支出，最大程度降低資源浪費率，進(jìn)而實現(xiàn)工程項目的降本增效。在施工材料選擇方面，人工智能技術(shù)能夠全面分析工程項目的建設(shè)要求、造價數(shù)據(jù)和各類材料的性能，有助于選擇最適合的材料設(shè)備。

（2）在現(xiàn)場施工階段，人工智能技術(shù)的主要應(yīng)用路徑是智能監(jiān)管和施工質(zhì)量安全控制。1）智能監(jiān)管。人工智能技術(shù)能夠構(gòu)建一套完善的施工現(xiàn)場監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)對現(xiàn)場各項關(guān)鍵指標(biāo)的監(jiān)控和管理，包括溫度、濕度、振動等。借助物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)搭建覆蓋全場的智能傳感網(wǎng)絡(luò)能夠便于人工智能從各個監(jiān)測點獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析和處理。相較于一般的信息管理系統(tǒng)，人工智能技術(shù)的先進(jìn)性在于其具有深度學(xué)習(xí)能力，能夠通過大量的數(shù)據(jù)和案例進(jìn)一步總結(jié)規(guī)律，實現(xiàn)對異常施工狀況更加精準(zhǔn)、敏銳的判斷，甚至預(yù)測。通過模型搭建，人工智能能夠提前發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形等情況，從而降低風(fēng)險事件的發(fā)生概率［5］。2）施工質(zhì)量安全控制。不同于其它工程，市政路橋工程往往在城市繁華地段施工，其施工質(zhì)量和安全性不僅關(guān)系到項目本身，也關(guān)系到周邊的居民。對此，人工智能技術(shù)能夠用于構(gòu)建質(zhì)量安全控制系統(tǒng)。在質(zhì)量控制層面，人工智能技術(shù)能夠?qū)W習(xí)大量的施工案例、掌握不同工藝技術(shù)的流程和要點，從而對施工行為進(jìn)行科學(xué)判斷，分析施工作業(yè)中存在的質(zhì)量問題，一旦系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)問題，就會向管理人員發(fā)送預(yù)警信息，以便第一時間進(jìn)行處理。在安全控制層，人工智能技術(shù)能夠通過圖像識別判定風(fēng)險行為和違規(guī)行為，并迅速制定應(yīng)對方案。當(dāng)施工現(xiàn)場出現(xiàn)事故時，人工智能技術(shù)也同樣能發(fā)揮作用。以火災(zāi)事故為例，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在監(jiān)測到煙霧、高溫等異常數(shù)據(jù)后，就會迅速發(fā)送預(yù)警信息，同時安全控制系統(tǒng)啟動響應(yīng)方案，為施工人員規(guī)劃逃生路線，進(jìn)而降低風(fēng)險事件對生命安全的損害。

1.4" 自動化施工技術(shù)

當(dāng)前，自動化技術(shù)在市政路橋工程施工中的應(yīng)用日漸增多。借助自動化設(shè)備和機械開展施工操作，不僅能有效降低人工失誤的可能，還可以大幅提升工作效率，在實現(xiàn)規(guī)范化、持續(xù)性操作的同時，能降低施工人員的工作負(fù)擔(dān)。

例如，A省某市在市政道路建設(shè)中，就引入了無人駕駛技術(shù)進(jìn)行路面攤鋪，包括無人駕駛攤鋪機、無人駕駛壓路機等設(shè)備。技術(shù)人員只需要遠(yuǎn)程輸入相關(guān)指令，機器就能自動操作。在這一施工中，自動化機群通過無人駕駛、圖像識別、視覺識別、智能壓實、智能控溫等技術(shù)，完成了路面施工的智能化、自動化作業(yè)和遠(yuǎn)程化、數(shù)字化管理。除路面攤鋪外，自動化設(shè)備還能執(zhí)行混凝土澆筑、鋼筋焊接等任務(wù)［6］。

在施工監(jiān)測控制工作中，自動化技術(shù)也能發(fā)揮重要作用。借助攝像頭、傳感設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)施工數(shù)據(jù)的全面采集，包括土壤、巖層、空氣顆粒物等，能夠為人工智能的數(shù)據(jù)分析和趨勢預(yù)測提供精準(zhǔn)實時的信息支撐，從而實現(xiàn)施工風(fēng)險因素的預(yù)警和應(yīng)對。

2" 市政路橋施工技術(shù)的發(fā)展方向

2.1" 環(huán)?；?/p>

隨著環(huán)境問題的日益尖銳，綠色建筑理念逐漸普及，綠色施工技術(shù)、綠色環(huán)保材料已成為市政路橋施工技術(shù)的重要發(fā)展方向。工程開展過程中存在大量的能源、資源應(yīng)用，同時可能伴隨著生態(tài)破壞、環(huán)境污染等問題，因此必須采用節(jié)能環(huán)保的方式，以實現(xiàn)人與自然的和諧及可持續(xù)發(fā)展。

從當(dāng)前綠色施工技術(shù)、環(huán)保材料的發(fā)展情況來看，一方面，材料和技術(shù)的效果明顯有所提升，且環(huán)境友好度更高，在提升施工效率的同時，起到了節(jié)能環(huán)保效果；另一方面，對于很多施工單位而言，新技術(shù)和新材料的熟悉程度不足，在實際應(yīng)用中存在技術(shù)復(fù)雜、操作難度高、不夠經(jīng)濟(jì)等問題。這就要求施工單位要牢固樹立綠色發(fā)展理念，加大綠色施工技術(shù)的接納度，著力于研發(fā)、探究和推廣，進(jìn)而推動市政路橋施工向環(huán)?；较虬l(fā)展［7］。

2.2" 智能化

智能化是當(dāng)前時代的最大趨勢，市政路橋工程也同樣如此。隨著5G技術(shù)的逐步商用，越來越多的智能化技術(shù)進(jìn)入到各行各業(yè)，并帶來了巨大的變革。智能化是在機械化、自動化之后的又一重大革新，不僅擁有機械化和自動化的優(yōu)勢，更能夠借助數(shù)據(jù)分析、神經(jīng)學(xué)習(xí)等智能化技術(shù)，實現(xiàn)很多人力所不能實現(xiàn)的功能。例如借助深度學(xué)習(xí)來持續(xù)完善施工方案、判斷當(dāng)前的施工趨勢以及對進(jìn)度和成本計劃進(jìn)行動態(tài)調(diào)整等。

目前，智能化技術(shù)還處在發(fā)展之中，大部分施工單位對于智能化趨勢認(rèn)知不足，應(yīng)用還不夠廣泛，在一定程度上阻礙了智能技術(shù)的深入發(fā)展。

2.3" 模塊化

市政路橋工程通常規(guī)模較大，但施工時間較為緊迫，在這一背景下，模塊化技術(shù)逐漸成為新的發(fā)展趨勢。模塊化的特點是將建筑結(jié)構(gòu)劃分為多個模塊，實現(xiàn)分散化的加工和組裝。模塊化的優(yōu)勢之一是顯著提升了施工效率，這是由于大部分的加工過程都在工廠完成，節(jié)省了很多現(xiàn)場施工步驟。同時，模塊化由于是統(tǒng)一化生產(chǎn)加工，因此質(zhì)量更加可靠、可控。在后續(xù)的養(yǎng)護(hù)維修工作中，養(yǎng)護(hù)人員只需對特定的模塊進(jìn)行更換和升級即可［8］。

當(dāng)前，模塊化技術(shù)仍然處于發(fā)展階段，還有一些問題尚未徹底解決。例如，部分復(fù)雜的、非常規(guī)的模塊化結(jié)構(gòu)具有較大的設(shè)計難度，量產(chǎn)成本也相對更高；建筑類模塊化構(gòu)件通常尺寸很大，運輸難度高，對運輸工具、路線的要求也更高。這些問題對于施工單位而言，意味著時間成本和資金成本的增加，一定程度上阻礙了模塊化技術(shù)的普及推廣。

3" 結(jié)語

綜上所述，市政路橋工程對于城市化進(jìn)程有著良好的推動作用。這就要求市政路橋施工要不斷實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展，用新技術(shù)、新工藝、新材料推動工程質(zhì)量和施工效能的穩(wěn)步提升。施工單位要重視建筑領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢，以開放的姿態(tài)接納理念創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)而為市政路橋工程的發(fā)展筑牢基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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［2］張延.基于“BIM+無人機”技術(shù)的市政路橋正向設(shè)計方法［J］.廣州航海學(xué)院學(xué)報，2023，31（2）：58-63.

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［4］王亞鋒.市政路橋施工的技術(shù)及質(zhì)量控制措施［J］.大眾標(biāo)準(zhǔn)化，2023（3）：34-36.

［5］岳煒坤.淺析市政路橋施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2023（17）：105-107.

［6］陳赟.深入分析市政路橋施工質(zhì)量現(xiàn)狀與解決措施［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2023（8）：89-91.

［7］喻政文.市政路橋施工的技術(shù)及質(zhì)量控制措施探究［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2023（20）：108-110.

［8］謝云理.市政路橋施工中常見的質(zhì)量問題與解決措施分析［J］.運輸經(jīng)理世界，2022（35）：77-79.