01、项目概况
深中通道广东省深圳、中山市交界的珠三角海域，全长24千米，是沟通珠三角的重要交通纽带，粤东通往粤西便捷通道。中交广航局负责深中通道沉管隧道基槽及3条沉管浮运航道开挖，基槽全长5035m，共32节沉管，疏浚量3594万m³，合同额19.06亿。
主要存在以下施工难点：
（1）基槽建设要求及标准高：基槽土层槽底标高正常允许偏差为-60cm~+40cm，岩层槽底底标高正常允许偏差为-50cm~0cm。
（2）基槽回淤强度大，清淤工作量大，工期紧，前期试挖槽观测基槽槽底回淤强度3.2m/a，施工过程中观测E9-E10管节基槽槽底回淤强度5.3m/a。
（3）深基槽硬岩开挖难度大，包含淤泥、中粗砂、黏土、风化花岗岩等26类不同土质，各类土质呈现极其不规律的分布产状，设计标高范围内存在30万m3全、强、中风化花岗岩，断面法等传统方法无法高精度定量分析复杂地质。
（4）投入施工船舶多、通航密度大、管理难度大。
▲ 深中通道沉管隧道基槽区位图
02、智能建造
针对上述施工难点，基于BIM、GIS、物联网、软件开发等技术，建立基槽设计、地质等5类基槽模型；航道设计等3类航道模型；抓斗挖泥船、凿岩施工船舶、耙吸挖泥船、等8类施工船舶模型；二次开发土质分类计算工具、三维色差图工具等7类工具。
总装与轻量化处理模型，发布网页，建立BIM网页端。随施工进度更新BIM网页端的航道等施工对象模型，实现三维可视化分析基槽及航道的复杂地质、开挖质量、回淤。将项目船舶调度系统的实时船舶位置信息共享到BIM轻量化网页端的施工船舶模型，实时互联现场施工船舶与BIM轻量化网页端的施工船舶，实现全域实时三维可视化管控施工船舶。
基于复杂地质三维可视化分析技术，深入研究深水深槽精准破岩机理，研发了破岩锤深度控制辅助系统、破岩施工平面定位、船用斧型破岩锤现场修复等破岩技术，实现了精准*处破**开挖区域内的硬岩。基于开挖质量、回淤三维可视化分析技术，结合定深平挖、“定点盖章”清淤等工艺，实现精准开挖与清淤。
03、亮点展示
复杂地质三维可视化分析与
深水深槽硬岩精准破岩
利用基槽地质模型、土质分类计算工具精准分析岩石分布，结合力学试验与数模结果，确定了35t破岩锤精准破岩+重型抓斗清礁的施工方案。依据不同水深、岩层特性预先确定凿岩排距、位距、次数、提升高度等施工参数，运用破岩锤制动控制辅助系统精准控制凿击深度，实现精准凿岩。与传统*破爆**工艺相比，能满足施工、航道通行及环境保护要求。
▲ 定量三维可视化分析复杂地质
▲ 专用破岩船 ▲ 精准破除岩石
开挖质量三维可视化分析与定深平挖
利用基槽开挖模型，三维色差图、设计允许超挖、水深点筛选等工具，实现三维可视化分析基槽与航道的开挖质量，包括超欠挖的桩号、标高、三维形状、分土质欠挖量、任一超宽超深条件下的设计允许超挖量，槽底开挖平整度等。
通过BIM准确分析基槽的开挖质量，采用具有定深、平挖功能的30m3抓斗船“金雄”进行施工。研制挖掘机液力变矩器控制系统，采用迭代拟合的原理，使大型抓斗船的开挖精度达设计要求。
▲ 三维可视化
▲ 定深平挖
▲ 具备定深平挖功能的抓斗船
回淤三维可视化分析与“定点盖章”清淤
利用基槽回淤模型、三维色差图工具、回淤量计算工具，实现三维可视化分析基槽回淤，计算基槽任一局部区域的回淤工程量。基槽槽底的回淤厚度不允许超过0.4m。利用基槽回淤模型，精确地分析基槽的槽底回淤。并将模型共享到专用清淤船，为槽底定点盖章式的精确清淤提供了量化依据。
▲ 三维可视化分析回淤
▲ 回淤模型共享到专用清淤船
▲ 专用清淤船
复杂基槽航道搭接段
开挖质量三维可视化分析
二次开发断面分析、地形塌陷等工具，建立基槽航道搭接段模型，实现三维可视化分析搭接段的开挖质量，为搭接段开挖施工施工提供量化依据。
▲ 基槽航道搭接段三维模型
疏浚施工现场全域实时三维可视化管控
总装与轻量化处理模型，发布网页，建立并发布BIM网页，实现利用互联网，三维可视化分析基槽与航道的地质、超欠挖、回淤、船舶的展布位置等。
将项目船舶调度系统的实时船舶位置信息共享到BIM轻量化网页端的施工船舶模型，实现现场施工船舶与BIM轻量化网页端的施工船舶实时关联，自动统计船舶的行驶里程。通过BIM轻量化网页端，可实时查看现场施工船舶的展布，船舶的施工状态。
▲ 将模型发布到网页端
▲ 利用互联网三维可视化管控施工现场
04、项目经理总结
近年来，以BIM为代表的数字化技术正逐步应用疏浚工程。中交广航局深中通道（S09标）项目经理部顺应时代发展潮流，在沉管隧道基槽开挖中深入运用BIM、GIS、物联网、软件开发、数值模拟、现场试验、设备改造等技术进行项目管理，切实解决了水下沉管隧道复杂地质、开挖质量、设备管控三维可视化，精准破岩，定深精挖，高精清淤等基槽开挖与工程可视化管控等一系列问题。充分发挥了BIM等数字化技术对工程的提质增效作用。提高了船舶施工效率，减少了开挖废方与环境污染，降低了项目运营成本。未来还将以大型疏浚工程施工为依托，深入应用BIM、GIS等技术进行项目管理，推动疏浚行业向信息化、数字化、智能化的智能建造方向全面发展。
▲ 打造信息化、数字化、智能化的新型疏浚模式
来源：施工企业管理杂志社