打破“偽智能”、偽3D“偽3D”認知
展現“數字化施工”核心價值
—記深圳春風路隧道天寶3D攤鋪成功實施
深圳春風路隧道工程是打破深圳市“東進戰略”重大交通項目之一，其“單洞雙層”結構機動車隧道的認知創新設計為深圳首條。隧道全長5078米，展現值其中盾構段長3603米，數字分上下兩層，化施單層高度達到4米，工核面寬達到10米。偽3D采用直徑為15.8米的打破盾構機施工，為華南地區目前在建的認知最大直徑盾構施工。
該隧道平均深度20米以下，展現值而其最深處更是數字達到了驚人的49米。隧道線型蜿蜒曲折，化施高差遠高于普通隧道。工核除了盾構施工的偽3D難度極大之外，隧道內的攤鋪也遇到前所未有的挑戰。因隧道為單孔上下兩層的特殊設計，對凈空高度的要求極為苛刻，所以攤鋪厚度的控制會比普通道路要求高很多。同時，也因其特殊的雙層結構，隧道內的水泥混凝土基層，既有現澆施工也有預制段，疊加在一起，造成底層的起伏狀況遠比普通道路復雜。雖然有調平層的攤鋪結構設計，但由于有凈空高度限制，調平層的厚度不能太厚，而太薄又無法保證平整度。所以在傳統方式下，想做到“平整度、厚度、標高”三者完美平衡，幾乎是不可能完成的任務。
對此，項目業主及總包、分包單位第一時間想到了3D攤鋪這一近年逐漸吸引更多建設者關注、并被實踐過的新工藝。不過，像所有創新工藝一樣，3D攤鋪技術在推廣過程中必然受到諸多懷疑和制約，即便在深圳這樣的“創新之都”。雖然早在幾年前就已經大力推廣這一技術，多次實踐下來，3D攤鋪這一工藝仍然未能打動行業相關人群，甚至有了“偽智能”、“偽3D”這種對3D攤鋪技術的評價和認知。
所以，當天寶團隊及其廣東代理商廣州遠沃在接到這一任務時，倍感壓力。一線施工單位深圳中森建筑工程有限公司也做了兩手準備，萬一天寶3D攤鋪解決方案達不到預期，他們會馬上切換到傳統方式。為保證重點項目的高標準落地，哪怕成倍增加人力物力也在所不惜。
在這種狀況下，3D設備進場前，各方多次開會，反復論證技術方案。首先，確定核心理念：打破3D攤鋪技術僅僅是攤鋪機平衡梁“升級版”的認知，強調3D攤鋪技術不是一個“加強版的攤鋪機找平控制單元”。它的核心是對現場數據的獲取，以及如何利用數字化手段在復雜的原始地貌下，結合原始設計要求，優化設計，達到各方滿意。背后關鍵其實是三維數據處理能力：天寶Trimble Business Center (TBC) 軟件。
對此，團隊首先用天寶SX12架站式三維掃描儀，對隧道上下兩層做了全景掃描，并通過TBC軟件自動提取路面數據。該掃描儀具備全站儀功能，全自動測量，精度完全超過RTK+水準儀的組合，6-12分鐘掃描一站，50米半徑內高程誤差不超過2.5毫米。
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打破“偽3D”認知，展現“數字化施工”核心價值
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遠沃團隊僅用兩天就獲取了上下兩層隧道及連接線8.6公里的精準數據，點云密度小于2.5厘米。經客戶驗證，高程精度也在預計的范圍（＜2.5毫米）之內。實際上，客戶按傳統方式，每10米測量一個斷面高程，每斷面測量3-4個點，在3D設備進場之前耗費了兩周才測量了兩層隧道底基層數據，且僅僅能得到10米x3米方格網的數據，10米測點之間的底層真實起伏是無法掌握的。基于這種粗顆粒度數據完成的“掛鋼絲繩”、“架導梁”、“走平衡梁”是無法完成攤鋪精確控制的 。
因為底層是混凝土，隧道寬度又有限，調平層攤鋪無法掛線，為了保證厚度和高程，客戶之前不得已在隧道全程采取路沿石“崩墨線做標記，全程架設、搬動導梁”的計劃，這一做法費時費力、精度無法保障等弊端也可想而知。
經過天寶和遠沃團隊對底層數據的三維復刻，瞬間改變了客戶對3D技術的認知，也讓他們感受到了數字化的“不一樣”。下圖是某樁號底層三維點云數據與設計要求的對比，并基于這個點云，通過天寶TBC軟件直接一鍵生成了對應的“挖填圖”和“預鋪方量報告”。
在三維模擬的場景下，客戶對將來攤鋪后的結果，包括厚度、高程甚至平整度等都一目了然，做到“未鋪先見”，而這在傳統測量和攤鋪施工作業中是難以想象的。更重要的是，有了精準、詳盡、全面的數據，客戶可以在電腦軟件中“自由”調整3D攤鋪設計。在虛擬界面來驗證未來攤鋪后的最大厚度、最小厚度、平均厚度、高程、橫坡值、縱坡值等一系列參數，滿足設計要求的同時，盡量達到平衡，并最終選取最優設計。
當然，這里所說的“自由”調整不等于“隨意”調整，畢竟質量是第一要務，滿足設計要求是基本準則。但有了這一“降維打擊”的手段，才使得客戶在保證質量的前提下，提高了效率，減少了材料浪費，使得“質量、進度、成本”這一傳統方式下的“不可能三角”成為可能，也一定程度上擺脫了“上層施工單位為下層施工瑕疵買單的窘境”。
以春風路隧道為例，甲方給的瀝青調平層方量是固定的，5+4的中上面層瀝青厚度是固定的，凈空高度是固定的，隧道行車舒適性也就是平整度要求是固定的，所有的要求都是“死的”，但底層狀況是“變的”。以往，這些條件是無法同時滿足的，總會犧牲掉某些環節；現在，通過三維虛擬攤鋪，一切都迎刃而解，不可調和要素得到了統一提升。這就是技術革命帶來生成力提升的典型，也是數字化施工及3D攤鋪真正的核心價值，也正是這一價值才真正打動施工單位，改變了他們對3D攤鋪“偽智能”的最初印象。
有了TBC軟件輔助完成的3D設計，進入到3D攤鋪環節，導入設計、控制攤鋪機按預設執行，一切都按部就班地進行了。當以天寶一秒級高精度測量機器人SPS930為核心，以天寶自有2D+3D攤鋪機控制系統為技術保障，以Roadworks攤鋪控制軟件為平臺的天寶3D攤鋪系統最終將TBC軟件設計的虛擬攤鋪面完美展現在施工方和業主面前時，一切就都顯得那樣水到渠成了。再加上①天寶3D攤鋪系統不借助衛星信號、移動通訊信號等任何第三方信號源即可完成攤鋪控制，避免了隧道施工沒有GPS信號的制約；②有源車載棱鏡使測量機器人實時一對一鎖定信號源，不會輕易跟丟、跟錯攤鋪機；③單桅桿+橫坡模式，靶標和測量機器人架設靈活，不受料車遮擋和隧道狹窄環境的影響，最大程度的擴大了3D控制范圍......這一系列天寶多年積累的技術特點，保證整個施工過程真正做到了“全3D介入”。
最終，壓實結果顯示，瀝青調平層平整度標準差σ就已達到了0.8毫米，中上面層的最終檢測值也遠超預期，達到同類工程的頂尖水平。不僅厚度完全達標，而且取芯實測結果跟軟件模擬預測值只有2-3毫米偏差。更重要的是，通過事先的“數據服務”，在材料控制方面也出乎意料的精準。軟件預估的日攤鋪瀝青料方量，跟拌合站統計的也幾乎一致，3000噸的產量只有幾噸的差距，真正做到了精細化施工，精準成本控制。最終，得到了各參建單位的一致好評。中森領導準備的備選方案沒能用上，是天寶和遠沃團隊最大的欣慰，也算為3D攤鋪“正了名”！
這期間，天寶廣東代理商廣州遠沃全程給予保姆式支持與現場服務，也補齊了3D攤鋪技術推廣的最后一塊短板，讓客戶面對陌生的技術不再顧慮。特別是施工期間橫跨春節，遠沃團隊臘月二十七還在攤鋪現場與客戶一道為春風路隧道早日通車共同奮戰，正月初三就返回了工程一線，得到了客戶由衷的贊譽。
實際上，3D攤鋪技術作為國際市場應用了20多年的成熟技術，天寶最早在2010年昆明長水機場就已經在國內推廣，嚴格說并不是什么新工藝。雖然過去十幾年，3D攤鋪技術一直停留在概念階段，但隨著國內對工程質量要求越來越高，同時面臨勞動力短缺、熟練操作手短缺、工程行業內卷日益嚴重、利潤下滑等問題，全行業都在試圖尋找突破。又適逢全社會數字化、智能化大潮鋪天蓋地的襲來，工程行業也迎來了數字化的高潮，3D攤鋪也正是在這波浪潮中被大家逐漸重視。可高潮之下必然泥沙俱下，魚龍混雜，“泛智能化”“偽智能化”確實屢見不鮮，借數字化浪潮“掙快錢”的人也隨處可見，這必然深刻地影響到一線施工單位對“數字化”的認知。
春風路隧道3D攤鋪的成功實施，也僅僅是天寶眾多成功案例之一，正如天寶的企業使命“改變世界的工作方式”所表達的，天寶同其國內眾多代理商伙伴一道，致力于以數字化手段為改變工程施工的現狀做出一份貢獻！
