市政工程项目中施工技术及创新路径研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 08 日 作者简介：庞海锋（1984)，男，广西贵港人，研究方向为施工技术创新。-90-市政工程项目中施工技术及创新路径研究 庞海锋 广西鼎业建设工程有限公司，广西 贺州 542800 摘要：摘要：本文研究了新时期市政工程项目中的施工技术及创新路径，特别关注发展趋势和取得的成果。BIM 技术在市政工程项目中得到广泛应用，通过深入探讨其在项目规划、设计、施工和后期管理中的作用，强调了提高项目协同性和效率的显著效果。创新路径方面，机器人和自动化施工技术提高了施工效率，降低了劳动力成本。3D打印技术为工程提供了灵活的解决方案，降低了建筑成本，促使城市基础设施建设向可持续和定制化方向发展。虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术为施工现场提供了高级的模拟和培训手段，提高了工程团队的工作效率。总结了市政工程项目中施工技术的发展趋势，智能化和数字化施工管理、绿色可持续施工技术的推广以及模块化和预制构件的广泛应用是未来的重要方向。这些趋势有助于提高工程管理的精准性、降低施工成本，并促进项目的可持续发展。关键词：关键词：市政工程；施工技术；创新路径；BIM 技术 中图分类号：中图分类号：TV52 0 引言 近年来，随着城市化进程的不断推进，市政工程项目日益呈现规模庞大、复杂多变的特点。城市人口的急剧增加，城市功能的多元化需求，都对市政基础设施提出了更高的要求。在这一背景下，传统的施工技术面临着效率低下、成本高昂以及环境影响等方面的挑战，迫切需要更加创新和可持续的解决方案。市政工程项目作为城市发展的基石，承载着城市化进程中的重要任务，其规模和复杂性在新时期愈加显著。为了适应城市发展的需求，施工技术的创新成为保障市政工程质量、提高效率的迫切要求。智能化、绿色可持续、模块化和预制构件等技术的应用，为城市基础设施建设提供了更为先进和可持续的解决方案。本文旨在深入研究新时期市政工程项目中的施工技术及创新路径，以期为未来城市基础设施建设提供理论和实践的指导。1 新时期市政工程项目中的主要施工技术 1.1 BIM 技术在市政工程中的应用 建筑信息模型（BIM）技术在新时期市政工程项目中的广泛应用已成为业界的主流趋势。BIM 技术通过整合建筑设计、施工和运营的信息，为市政工程项目提供了全方位、协同性强的管理手段，显著提高了项目的整体效率和协同性。在市政工程中，BIM 技术的应用不仅限于项目施工阶段，更贯穿于整个项目生命周期。在项目规划阶段，BIM 可以提供精准的三维模型，帮助规划者更好地理解项目需求、优化设计，并有效避免规划中的潜在问题。在设计阶段，BIM 技术能够生成详细的建筑信息模型，包括建筑结构、系统设施等，为设计人员提供直观、综合的信息，有助于确保设计的合理性和可行性。在施工阶段，BIM 技术为施工团队提供了全面的工程信息。通过 BIM，施工图纸的生成更为精确、高效，可以减少误差和沟通问题，提高施工效率。同时，BIM 还可以模拟施工过程，发现存在的冲突和问题，从而在实际施工中避免潜在的困扰。在项目运营和后期维护阶段，BIM 技术继续发挥着重要作用。通过维护建筑信息模型，管理者可以实时获取建筑的状态和维护需求，有助于制定科学的维护计划，延长建筑的寿命，提高整体工程质量1。1.2 绿色施工技术与可持续发展 随着社会对可持续发展的日益关注，市政工程项目正积极探索并广泛应用绿色施工技术，以更好地满足社会和环境的需求。绿色施工技术的应用不仅关乎工程的环境友好性，更是对社会责任的积极回应。通过采用能源高效的设备、优化施工流程以减少能源浪费，项目能够显著降低碳足迹，减轻对环境的不良影响。这种可持续的节能策略既有助于满足日益中国科技期刊数据库 工业 A-91-增长的能源需求，又符合全球对气候变化的关切。通过合理规划和管理建筑废弃物，将废弃物转化为可再利用的资源，有助于减少对有限资源的需求，降低施工过程中的环境负担。这种循环经济的理念对于实现可持续发展目标至关重要，同时也促使工程项目更加注重资源的合理利用。选择具有较低环境影响和更长使用寿命的材料，有助于减少工程对自然资源的依赖，降低施工过程中的排放。这种材料的选择不仅关系到项目的生命周期成本，更是对环境负责的具体体现。1.3 智能监测与数据分析 通过采用先进的传感器技术，监控设备以及大数据分析手段，项目管理者能够实时获取关键参数的详尽信息，从而有效监测和控制工程的各个方面。一方面，这项技术的应用在结构健康监测方面表现尤为突出。通过在建筑结构中嵌入传感器，工程团队能够实时监测结构的变化和健康状况。这包括温度、湿度、振动等多个方面的数据，有助于及早发现潜在问题，提高结构的安全性和可靠性。这对于城市基础设施的长期维护至关重要，有效预防结构性问题的发生。另一方面，智能监测与数据分析技术在施工进度和质量控制方面也发挥了巨大的作用。通过实时监测施工现场的进度，管理者能够更加精准地掌握项目的动态，及时发现和解决的延误或问题2。2 新时期市政工程项目中施工技术的创新路径 2.1 机器人和自动化施工技术的引入 随着科技的飞速发展，机器人和自动化施工技术正逐渐崭露头角，成为市政工程项目中的引人注目的创新路径。这一技术的引入不仅标志着施工领域的现代化，更为工程项目带来了全新的发展机遇。在新时期的市政工程中，自动化设备的广泛应用成为提高施工效率的重要手段。无人机作为一种灵活高效的监测工具，能够在空中迅速完成项目区域的勘测和监测，大幅缩短了传统勘测方法的时间成本。自动挖掘机的使用不仅提高了挖掘和土方工程的速度，还减少了工人的劳动强度，从而降低了施工的人力成本。激光测量工具的引入则为精确测量提供了高效的手段，不仅提高了测量的准确性，还避免了传统测量中存在的误差。这种创新路径不仅提升了工程效率，更关乎施工安全性的提升。机器人和自动化设备可以在危险或难以达到的区域执行任务，减少工人接触高风险环境的机会。这有助于提高工程的整体安全性，降低施工事故的发生概率3。2.2 3D 打印技术在市政工程中的应用 3D 打印技术的快速发展为市政工程项目注入了新的活力，为传统的施工方法带来了颠覆性的改变。其在市政工程中的应用，尤其是在建筑构件的制造和定制方面，成为一项引人注目的技术创新。通过 3D 打印技术，建筑构件可以直接在施工现场进行打印，大幅度降低了材料的浪费，实现了对资源的更加可持续地利用。这一优势在城市基础设施建设中具有显著的意义，为工程的可持续性发展提供了实际支持。更为重要的是，3D 打印技术为建筑构件的定制提供了更大的灵活性。传统的建筑构件通常需要通过模具等复杂工艺进行生产，而 3D 打印技术则可以根据具体需求直接打印所需形状和结构。这使得在市政工程项目中更容易实现个性化的设计，满足不同项目的特殊要求4。3D 打印技术还能够显著降低建筑成本。通过减少人工和材料浪费，以及提高施工效率，市政工程项目可以更加经济高效地实现建设目标。这一技术的应用，尤其是在大规模基础设施和住房建设中，为项目提供了更具成本效益的解决方案。2.3 虚拟现实（VR）和增强现实（AR）在施工过程中的应用 虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术的引入为市政工程项目开创了新的施工范式。这种创新路径不仅为施工现场提供了更高级的模拟和培训手段，还在施工管理方面展现了巨大的潜力。通过利用虚拟现实技术，工程团队能够在虚拟环境中更直观地观察和理解设计图纸。这有助于提前发现设计中的问题，减少后期调整和修正的成本，同时优化施工流程。在培训方面，虚拟现实技术可以提供更真实的模拟环境，使工人能够在虚拟场景中体验实际施工过程，提高培训的实效性和深度。增强现实技术则将虚拟信息融入真实场景中，为施工现场提供更为直观的可视化管理。监理和管理人员可以通过 AR 眼镜或设备，实时获取施工进度、质量和其他关键信息。这种实时的数据呈现有助于管理者更及时地做出决策，提高工程的整体效率5。中国科技期刊数据库 工业 A-92-3 新时期市政工程项目中施工技术的发展趋势 3.1 智能化和数字化施工管理 在新时期市政工程项目中，智能化和数字化施工管理正迅速崭露头角，为工程管理带来了前所未有的创新和提升。这一趋势的核心在于整合先进技术，如传感器、无人机和人工智能，以实现对施工过程的实时监测和数据分析。通过广泛应用传感器技术，施工现场的各项参数如温度、湿度、振动等得以实时监测。这为工程团队提供了详实的数据支持，使管理者能够及时发现并解决潜在问题，提高施工的精准性。同时，无人机的运用则能够提供施工现场的全景视图，有助于更全面地了解工程的整体状况，进一步提高管理效率。人工智能的应用使得施工管理更加智能和高效。通过对大量数据的分析，人工智能可以预测潜在的问题，提前采取措施，降低施工风险。此外，人工智能还能够优化施工流程，提高工程整体效率，实现资源的合理配置。数字化施工管理的优势不仅在于提高工程管理的精准性，更体现在资源利用的优化和成本的降低。通过数字化手段，管理者能够更加科学地规划和分配资源，减少浪费，提高资源利用率。同时，通过实时监测和数据分析，及时发现问题并采取措施，有助于降低施工的变更和修复成本，提升项目整体的可控性。3.2 绿色可持续施工技术的推广 随着社会对环境保护日益关注，绿色可持续施工技术在市政工程项目中的推广正成为一项不可忽视的发展趋势。这一趋势的核心理念是通过采用环保材料、推动能源节约和减少碳排放等创新做法，实现工程设计和施工的绿色化和可持续化。绿色可持续施工技术的推广表现在材料的选择上。采用可再生、环保的建筑材料，如可回收材料和生物可降解材料，有助于降低对有限资源的依赖，减缓环境压力。此外，通过推广使用低碳、高效的建筑材料，工程项目能够减少碳排放，为应对气候变化贡献一份力量。能源节约也是绿色可持续施工技术的一个重要方面6。引入先进的节能技术，如智能照明系统、高效暖通空调系统等，有助于降低施工过程中的能耗。这不仅有利于节约能源资源，还有助于减轻对环境的不良影响，推动工程朝着更为环保的方向发展。3.3 模块化和预制构件的广泛应用 模块化和预制构件的应用有助于提高施工速度。在工厂环境中，构件可以在受控制的条件下进行生产，不受天气和其他现场变数的限制。一旦预制构件完成，它们可以迅速运送到施工现场，并进行快速、高效的组装。这种工厂化的生产方式有助于缩短整个工程周期，加速项目的完成。模块化和预制构件的广泛应用有助于减少现场作业时间。传统的施工方式需要在现场进行繁琐的浇筑和组装工作，而通过预制构件，这些任务可以在工厂中进行，减少了现场的施工时间。这不仅降低了工程的人力需求，还减少了现场施工带来的安全风险。4 结论 本论文深入研究了新时期市政工程项目中的施工技术及创新路径。在施工技术方面，BIM 技术的广泛应用提升了项目的协同性和效率，智能监测与数据分析技术实现了对施工过程全方位的实时监测，机器人和自动化施工技术、3D 打印技术、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）等创新路径为工程领域注入了新的活力。在发展趋势方面，绿色可持续施工技术的推广表现出社会对环保的关注，而模块化和预制构件的应用则为提高施工效率、降低成本提供了重要途径。智能化和数字化施工管理的发展是未来市政工程的关键趋势，通过整合先进技术实现对施工过程的实时监测和数据分析，提高了工程管理的精准性和效率。展望未来，随着技术的不断进步，市政工程项目将进一步迎来全面智能化的时代。更先进、高效的施工技术和管理手段将推动城市基础设施建设向更为可持续、智能的方向发展。未来市政工程项目将更加注重绿色环保、智能化施工管理、模块化和预制构件的广泛应用，以应对不断增长的城市化需求和环境挑战。这将为城市基础设施的建设和管理带来更多创新和效益，为城市发展注入新的动力。总的来说，本研究对市政工程的技术和创新路径进行了深入剖析，为未来城市建设提供了有益的参考和指导。参考文献 1刘晶.解析土木工程技术解决市政工程问题的措施J.散装水泥,2023,(04):66-68.中国科技期刊数据库 工业 A-93-2王佃鹏.BIM 在市政工程中的应用与发展J.城市建设理论研究(电子版),2023(03):128-130.3黄有亮,张星,杜静等.土木工程经济分析导论M.南京东南大学出版社:2022.4李朝.中国近代市建制变迁下的城市规划实践演进研究(1921-1949)D.南京:东南大学,2021.5郭红兵,赵亚兰.BIM 技术的国际研究概况与我国市政 BIM 应用分析J.人民长江,2021,52(04):164-170.6顾雷松.探究市政工程项目管理中控制方法的应用J.居舍,2021,(05):154-155,159.