打破“伪3D”认知，展现“数字化施工”核心价值

打破“伪智能”、“伪3D”认知

展现“数字化施工”核心价值

—记深圳春风路隧道天宝3D摊铺成功实施

深圳春风路隧道工程是深圳市“东进战略”重大交通项目之一，其“单洞双层”结构机动车隧道的创新设计为深圳首条。隧道全长5078米，其中盾构段长3603米，分上下两层，单层高度达到4米，面宽达到10米。采用直径为15.8米的盾构机施工，为华南地区目前在建的最大直径盾构施工。

该隧道平均深度20米以下，而其最深处更是达到了惊人的49米。隧道线型蜿蜒曲折，高差远高于普通隧道。除了盾构施工的难度极大之外，隧道内的摊铺也遇到前所未有的挑战。因隧道为单孔上下两层的特殊设计，对净空高度的要求极为苛刻，所以摊铺厚度的控制会比普通道路要求高很多。同时，也因其特殊的双层结构，隧道内的水泥混凝土基层，既有现浇施工也有预制段，叠加在一起，造成底层的起伏状况远比普通道路复杂。虽然有调平层的摊铺结构设计，但由于有净空高度限制，调平层的厚度不能太厚，而太薄又无法保证平整度。所以在传统方式下，想做到“平整度、厚度、标高”三者完美平衡，几乎是不可能完成的任务。

对此，项目业主及总包、分包单位第一时间想到了3D摊铺这一近年逐渐吸引更多建设者关注、并被实践过的新工艺。不过，像所有创新工艺一样，3D摊铺技术在推广过程中必然受到诸多怀疑和制约，即便在深圳这样的“创新之都”。虽然早在几年前就已经大力推广这一技术，多次实践下来，3D摊铺这一工艺仍然未能打动行业相关人群，甚至有了“伪智能”、“伪3D”这种对3D摊铺技术的评价和认知。

所以，当天宝团队及其广东代理商广州远沃在接到这一任务时，倍感压力。一线施工单位深圳中森建筑工程有限公司也做了两手准备，万一天宝3D摊铺解决方案达不到预期，他们会马上切换到传统方式。为保证重点项目的高标准落地，哪怕成倍增加人力物力也在所不惜。

在这种状况下，3D设备进场前，各方多次开会，反复论证技术方案。首先，确定核心理念：打破3D摊铺技术仅仅是摊铺机平衡梁“升级版”的认知，强调3D摊铺技术不是一个“加强版的摊铺机找平控制单元”。它的核心是对现场数据的获取，以及如何利用数字化手段在复杂的原始地貌下，结合原始设计要求，优化设计，达到各方满意。背后关键其实是三维数据处理能力：天宝Trimble Business Center (TBC) 软件。

对此，团队首先用天宝SX12架站式三维扫描仪，对隧道上下两层做了全景扫描，并通过TBC软件自动提取路面数据。该扫描仪具备全站仪功能，全自动测量，精度完全超过RTK+水准仪的组合，6-12分钟扫描一站，50米半径内高程误差不超过2.5毫米。

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远沃团队仅用两天就获取了上下两层隧道及连接线8.6公里的精准数据，点云密度小于2.5厘米。经客户验证，高程精度也在预计的范围（＜2.5毫米）之内。实际上，客户按传统方式，每10米测量一个断面高程，每断面测量3-4个点，在3D设备进场之前耗费了两周才测量了两层隧道底基层数据，且仅仅能得到10米x3米方格网的数据，10米测点之间的底层真实起伏是无法掌握的。基于这种粗颗粒度数据完成的“挂钢丝绳”、“架导梁”、“走平衡梁”是无法完成摊铺精确控制的 。

因为底层是混凝土，隧道宽度又有限，调平层摊铺无法挂线，为了保证厚度和高程，客户之前不得已在隧道全程采取路沿石“崩墨线做标记，全程架设、搬动导梁”的计划，这一做法费时费力、精度无法保障等弊端也可想而知。

经过天宝和远沃团队对底层数据的三维复刻，瞬间改变了客户对3D技术的认知，也让他们感受到了数字化的“不一样”。下图是某桩号底层三维点云数据与设计要求的对比，并基于这个点云，通过天宝TBC软件直接一键生成了对应的“挖填图”和“预铺方量报告”。

在三维模拟的场景下，客户对将来摊铺后的结果，包括厚度、高程甚至平整度等都一目了然，做到“未铺先见”，而这在传统测量和摊铺施工作业中是难以想象的。更重要的是，有了精准、详尽、全面的数据，客户可以在电脑软件中“自由”调整3D摊铺设计。在虚拟界面来验证未来摊铺后的最大厚度、最小厚度、平均厚度、高程、横坡值、纵坡值等一系列参数，满足设计要求的同时，尽量达到平衡，并最终选取最优设计。

当然，这里所说的“自由”调整不等于“随意”调整，毕竟质量是第一要务，满足设计要求是基本准则。但有了这一“降维打击”的手段，才使得客户在保证质量的前提下，提高了效率，减少了材料浪费，使得“质量、进度、成本”这一传统方式下的“不可能三角”成为可能，也一定程度上摆脱了“上层施工单位为下层施工瑕疵买单的窘境”。

以春风路隧道为例，甲方给的沥青调平层方量是固定的，5+4的中上面层沥青厚度是固定的，净空高度是固定的，隧道行车舒适性也就是平整度要求是固定的，所有的要求都是“死的”，但底层状况是“变的”。以往，这些条件是无法同时满足的，总会牺牲掉某些环节；现在，通过三维虚拟摊铺，一切都迎刃而解，不可调和要素得到了统一提升。这就是技术革命带来生成力提升的典型，也是数字化施工及3D摊铺真正的核心价值，也正是这一价值才真正打动施工单位，改变了他们对3D摊铺“伪智能”的最初印象。

有了TBC软件辅助完成的3D设计，进入到3D摊铺环节，导入设计、控制摊铺机按预设执行，一切都按部就班地进行了。当以天宝一秒级高精度测量机器人SPS930为核心，以天宝自有2D+3D摊铺机控制系统为技术保障，以Roadworks摊铺控制软件为平台的天宝3D摊铺系统最终将TBC软件设计的虚拟摊铺面完美展现在施工方和业主面前时，一切就都显得那样水到渠成了。再加上①天宝3D摊铺系统不借助卫星信号、移动通讯信号等任何第三方信号源即可完成摊铺控制，避免了隧道施工没有GPS信号的制约；②有源车载棱镜使测量机器人实时一对一锁定信号源，不会轻易跟丢、跟错摊铺机；③单桅杆+横坡模式，靶标和测量机器人架设灵活，不受料车遮挡和隧道狭窄环境的影响，最大程度的扩大了3D控制范围......这一系列天宝多年积累的技术特点，保证整个施工过程真正做到了“全3D介入”。

最终，压实结果显示，沥青调平层平整度标准差σ就已达到了0.8毫米，中上面层的最终检测值也远超预期，达到同类工程的顶尖水平。不仅厚度完全达标，而且取芯实测结果跟软件模拟预测值只有2-3毫米偏差。更重要的是，通过事先的“数据服务”，在材料控制方面也出乎意料的精准。软件预估的日摊铺沥青料方量，跟拌合站统计的也几乎一致，3000吨的产量只有几吨的差距，真正做到了精细化施工，精准成本控制。最终，得到了各参建单位的一致好评。中森领导准备的备选方案没能用上，是天宝和远沃团队最大的欣慰，也算为3D摊铺“正了名”！

这期间，天宝广东代理商广州远沃全程给予保姆式支持与现场服务，也补齐了3D摊铺技术推广的最后一块短板，让客户面对陌生的技术不再顾虑。特别是施工期间横跨春节，远沃团队腊月二十七还在摊铺现场与客户一道为春风路隧道早日通车共同奋战，正月初三就返回了工程一线，得到了客户由衷的赞誉。

实际上，3D摊铺技术作为国际市场应用了20多年的成熟技术，天宝最早在2010年昆明长水机场就已经在国内推广，严格说并不是什么新工艺。虽然过去十几年，3D摊铺技术一直停留在概念阶段，但随着国内对工程质量要求越来越高，同时面临劳动力短缺、熟练操作手短缺、工程行业内卷日益严重、利润下滑等问题，全行业都在试图寻找突破。又适逢全社会数字化、智能化大潮铺天盖地的袭来，工程行业也迎来了数字化的高潮，3D摊铺也正是在这波浪潮中被大家逐渐重视。可高潮之下必然泥沙俱下，鱼龙混杂，“泛智能化”“伪智能化”确实屡见不鲜，借数字化浪潮“挣快钱”的人也随处可见，这必然深刻地影响到一线施工单位对“数字化”的认知。

春风路隧道3D摊铺的成功实施，也仅仅是天宝众多成功案例之一，正如天宝的企业使命“改变世界的工作方式”所表达的，天宝同其国内众多代理商伙伴一道，致力于以数字化手段为改变工程施工的现状做出一份贡献！