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不久前，水電八局2024年BIM技術(shù)應(yīng)用大賽暨智慧工地優(yōu)秀應(yīng)用案例評(píng)比活動(dòng)中，百色項(xiàng)目“高邊坡地質(zhì)災(zāi)害治理信息化應(yīng)用”榮獲團(tuán)體賽二等獎(jiǎng)。百色升船機(jī)為目前世界提升重量最大的全平衡鋼絲繩卷?yè)P(yáng)式升船機(jī)，項(xiàng)目主要建設(shè)內(nèi)容為以升船機(jī)為核心的一系列通航構(gòu)筑物及邊坡工程。通航設(shè)施工程規(guī)模為2×500噸級(jí)船隊(duì)兼顧1000噸級(jí)單船，水電八局承建Ⅳ標(biāo)段，主要建設(shè)內(nèi)容包括上游引航道、通航渡槽、升船機(jī)、輔助船閘、下游引航道及邊坡工程。

升頂坡原設(shè)計(jì)高度160m，邊坡自上而下逐漸變陡，坡比從1：1.5至1：0.3，升頂坡總體屬于逆向陡傾角巖質(zhì)邊坡，巖性主要為泥質(zhì)砂巖，屬于微變質(zhì)強(qiáng)變形巖體，巖體層間錯(cuò)動(dòng)和層間剪切強(qiáng)烈，巖體隱微裂隙極為發(fā)育，工程穩(wěn)定性較差。2024年3月16日下午，升頂坡下游區(qū)域開(kāi)挖過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)巡查員發(fā)現(xiàn)副壩道路185高程邊坡出現(xiàn)較大裂縫，發(fā)現(xiàn)情況后項(xiàng)目部第一時(shí)間疏散現(xiàn)場(chǎng)人員，并對(duì)周邊進(jìn)行封閉警戒。隨后，升頂坡樁號(hào)下3+204-3+300范圍、高程205m以下邊坡發(fā)生局部失穩(wěn)變形。原因定性為由地質(zhì)條件差引起的傾倒變形破壞。

由于升頂坡失穩(wěn)面積大，且直接占?jí)荷瑱C(jī)基坑關(guān)鍵線路。事件發(fā)生后，百色項(xiàng)目部積極配合業(yè)主、設(shè)計(jì)單位，利用信息化技術(shù)，采取無(wú)人機(jī)傾斜攝影建模、BIM技術(shù)、720云全景及微變雷達(dá)技術(shù)等多種信息化手段輔助設(shè)計(jì)變更工作的推進(jìn)、落地以及實(shí)施階段的安全監(jiān)測(cè)，取得顯著成果。

設(shè)計(jì)變更后邊坡高度約200m，共18級(jí)坡面，主要坡比為1：1.25。設(shè)計(jì)變更方案中要求嚴(yán)格按開(kāi)挖一級(jí)支護(hù)一級(jí)的方式對(duì)整個(gè)升頂坡自上而下重新開(kāi)挖支護(hù)。坡面采取框格錨索、貼坡錨索、鋼筋樁、抗滑樁的組合支護(hù)形式。開(kāi)挖條件差，支護(hù)工作量大，按照設(shè)計(jì)原則進(jìn)行工期安排，需517天才能完成升頂坡的修復(fù)工作并轉(zhuǎn)入升船機(jī)主體混凝土施工。

業(yè)主及行業(yè)主管部門希望進(jìn)一步優(yōu)化工期安排，并要求在邊坡卸載至一定階段后提前進(jìn)行基坑開(kāi)挖工作，以降低邊坡失穩(wěn)對(duì)升船機(jī)土建關(guān)鍵工期的影響。在緊迫且困難重重的條件下，如何保障在合規(guī)的基礎(chǔ)上，確保邊坡處置和基坑開(kāi)挖的安全是工程繼續(xù)推進(jìn)的決定因素。百色項(xiàng)目部積極探索新思路，將信息化技術(shù)應(yīng)用于高邊坡地質(zhì)災(zāi)害治理全階段，BIM技術(shù)創(chuàng)新成果主要也圍繞“如何推動(dòng)前期設(shè)計(jì)變更工作的落地”“如何在施工階段實(shí)時(shí)掌握整個(gè)邊坡變形情況，確保作業(yè)人員的安全”兩點(diǎn)展開(kāi)。

首先，進(jìn)行方案優(yōu)化。針對(duì)各級(jí)邊坡的開(kāi)挖支護(hù)工況進(jìn)行邊坡穩(wěn)定計(jì)算、路線優(yōu)化。其次，圍繞兩條路徑展開(kāi)高邊坡地質(zhì)災(zāi)害治理信息化應(yīng)用，一是基于無(wú)人機(jī)與圖新地球的BIM技術(shù)應(yīng)用，涉及到的軟件包括context capture、大疆智圖、720云全景，主要用于邊坡表面變形初步分析、地形獲取、方案優(yōu)化、匯報(bào)及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)會(huì)議。二是基于全方位微變雷達(dá)的應(yīng)用，可用于邊坡變形數(shù)據(jù)的采集、分析及異常情況預(yù)警。

基于圖新地球的應(yīng)用。利用圖新地球軟件，快速導(dǎo)入實(shí)景模型、CAD圖紙以及BIM模型，對(duì)于導(dǎo)入的模型直接進(jìn)行三維測(cè)量及等高線、高程點(diǎn)數(shù)據(jù)的提取。關(guān)于實(shí)景模型的具體應(yīng)用，一是日?；倪M(jìn)行實(shí)景模型的建立與存檔，項(xiàng)目部每月2次進(jìn)行航測(cè)，收集過(guò)程數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)資料。二是在升頂坡發(fā)生失穩(wěn)后，第一時(shí)間安排無(wú)人機(jī)進(jìn)行過(guò)程航拍，生成變形過(guò)程模型，整個(gè)坡面范圍內(nèi)的實(shí)景模型數(shù)據(jù)采集僅需15分鐘左右即可完成。三是有利于工作匯報(bào)。3月17日自治區(qū)交通廳到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查原因，項(xiàng)目部通過(guò)實(shí)景模型直觀展示現(xiàn)場(chǎng)情況和邊坡破碎情況，得到主管部門的一致認(rèn)可，并將事件初步認(rèn)定為應(yīng)急搶險(xiǎn)，會(huì)上主管部門也肯定了項(xiàng)目部采取的相關(guān)處置措施。四是有利于邊坡變形情況的初步分析，通過(guò)疊加邊坡變形前后的實(shí)景模型可快速對(duì)比出邊坡的變形情況，使用測(cè)量工具能量化變形的水平位移和沉降情況，為后續(xù)方案變更和滑裂面分析提供支撐。五是剪出口分析，失穩(wěn)坡體存在三處可能的剪出口，剪出口的高程及長(zhǎng)度均可從模型中直接量取，有利于勘察設(shè)計(jì)單位反演邊坡變形情況，確定可能的滑動(dòng)面位置。六是高程點(diǎn)提取及剖面分析，通過(guò)圖新地球快速導(dǎo)出模型的地形數(shù)據(jù)和剖切斷面，有利于輔助失穩(wěn)區(qū)域的工程量計(jì)算和坡體破壞情況分析。圖新地球中CAD及BIM模型的綜合應(yīng)用，軟件內(nèi)集成了CGCS2000坐標(biāo)系和中央子午線功能，CAD圖紙和BIM模型均可按坐標(biāo)位置精確導(dǎo)入。百色項(xiàng)目在邊坡治理方案討論時(shí)將設(shè)計(jì)CAD、升船機(jī)BIM模型以及邊坡實(shí)景整合，有助于方案的細(xì)化與施工道路的布置。

基于720云VR全景的應(yīng)用。邊坡治理過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)會(huì)議十分頻繁，百色項(xiàng)目部采用720云VR全景工具每周數(shù)次獲取現(xiàn)場(chǎng)全景，從全景照片的拍攝至VR圖的生成可在半小時(shí)之內(nèi)完成，可隨時(shí)供方案討論及行業(yè)主管部門查看現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度。

基于邊坡微變雷達(dá)的應(yīng)用。邊坡微變雷達(dá)是地質(zhì)災(zāi)害治理過(guò)程中保障作業(yè)安全的關(guān)鍵工具。微變雷達(dá)在現(xiàn)場(chǎng)的使用具有突出優(yōu)越性，一是全天時(shí)、全天候，微變雷達(dá)可適應(yīng)全氣候條件24h持續(xù)作業(yè)，二是大范圍、高精度，監(jiān)測(cè)精度可達(dá)亞毫米級(jí)；三是遠(yuǎn)距離、非接觸，微變雷達(dá)屬于遙感監(jiān)測(cè)，最大監(jiān)測(cè)距離能夠達(dá)到5公里；四是自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，微變雷達(dá)無(wú)需專人值守，它具備數(shù)據(jù)采集、形變分析、成果生成、預(yù)警預(yù)報(bào)的全流程自動(dòng)化處理能力。右邊的視頻就是現(xiàn)場(chǎng)微變雷達(dá)的工作情況。邊坡微變雷達(dá)的應(yīng)用，一是可將變形點(diǎn)云模型與實(shí)景模型結(jié)合，以云圖方式展示邊坡變形情況，指導(dǎo)變形初期現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急措施的實(shí)施。左下角圖片顯示的邊坡變形云圖，不同的顏色代表的是不同的位移區(qū)間。二是可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)邊坡變形量和變形速度，輔助判斷邊坡變形發(fā)展，配合物探等手段，可快速分析滑裂面位置和變形情況，有利于推進(jìn)設(shè)計(jì)變更和方案優(yōu)化。三是常態(tài)化監(jiān)測(cè)，微變雷達(dá)可實(shí)時(shí)生成監(jiān)測(cè)成果，動(dòng)態(tài)反饋邊坡治理程度對(duì)整個(gè)邊坡穩(wěn)定的影響，在邊坡修復(fù)至設(shè)計(jì)要求的高程后，經(jīng)過(guò)一周的持續(xù)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示斷面變形收斂，具備下部施工條件，經(jīng)參建各方研判并出具正式通知后恢復(fù)基坑開(kāi)挖工作。四是監(jiān)測(cè)預(yù)警，基坑開(kāi)挖過(guò)程中需對(duì)下部坡腳進(jìn)行部分挖除，微變雷達(dá)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，在坡腳挖除過(guò)程中邊坡變形出現(xiàn)異常波動(dòng)，變形速率加快，現(xiàn)場(chǎng)立即組織參建各方研判，決定在現(xiàn)有條件下暫緩坡腳開(kāi)挖，優(yōu)先卸載185-170高程前緣坡體，以減小上部荷載，待邊坡變形持續(xù)收斂后在動(dòng)態(tài)進(jìn)行下部施工?，F(xiàn)場(chǎng)按此組織后邊坡趨穩(wěn)，順利完成主要區(qū)域的基坑開(kāi)挖。

百色項(xiàng)目通過(guò)信息化應(yīng)用形成成果：一是在邊坡變形初期配合設(shè)計(jì)單位分析變形機(jī)理，推動(dòng)設(shè)計(jì)變更方案的落地。二是在行業(yè)主管部門和業(yè)主單位對(duì)工期節(jié)點(diǎn)提出要求后，項(xiàng)目部依托信息化手段拿出可實(shí)施性方案，并推動(dòng)設(shè)計(jì)院復(fù)核后出具正式設(shè)計(jì)通知，確保了施工的合法合規(guī)。三是上部卸載與基坑開(kāi)挖“同步進(jìn)行”安全風(fēng)險(xiǎn)大，采用邊坡微變雷達(dá)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)邊坡動(dòng)態(tài)，確保了工程順利推進(jìn)，在邊坡發(fā)生異常情況時(shí)可及時(shí)預(yù)警，施工過(guò)程中可結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整上下施工的組織，最大程度的降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)。四是信息化手段的應(yīng)用確保了基坑開(kāi)挖的安全進(jìn)行，目前已安全完成基坑開(kāi)挖，相比傳統(tǒng)方案提前318天進(jìn)入升船機(jī)施工直線工期，效益顯著，在邊坡工程、礦山工程、地質(zhì)災(zāi)害處理中具有廣泛的推廣價(jià)值。

信息化技術(shù)的不斷演進(jìn)和應(yīng)用正推動(dòng)著社會(huì)全面邁向數(shù)字化、智能化的新時(shí)代。接下來(lái)，百色項(xiàng)目部將緊跟時(shí)代潮流，積極創(chuàng)新，善用信息化手段，在新的發(fā)展格局中實(shí)現(xiàn)突破，充分搶抓信息化賦能機(jī)遇，助力通航建設(shè)更加高效、精準(zhǔn)、可持續(xù)，為百色通航如期建成提供更強(qiáng)大的動(dòng)力。

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