▲大量程磁致式沉降儀

▲AI智能云盒

◆吹填堆載

　　臺海網(wǎng)11月17日訊（海峽導報記者 陳金龍 通訊員 祁神軍）為全面貫徹《“十四五”全國城市基礎設施建設規(guī)劃》提出的“加快新型城市基礎設施建設，推進城市智慧化轉(zhuǎn)型發(fā)展”重點任務，廈門以智能建造試點城市建設為契機，打造的機場造地工程“天—空—地”多源立體化監(jiān)測技術(shù)，是國內(nèi)外首例超大面積堆載預壓地基處理智慧感知的示范運用，助力廈門新機場大型填海造地工程實現(xiàn)精細化管理和精品化建設。

攻堅克難 機場造地工程精品化建設新挑戰(zhàn)

　　機場用地造地工程，與常規(guī)造地項目對比，地基處理后沉降及差異沉降標準要求更高。同時，由于造地地基處理完成后，就要立即進行機場道面結(jié)構(gòu)或航站樓等施工，這對機場地基處理的標準提出更為嚴格的要求。

　　目前，國內(nèi)機場造地工程的地基處理采用人工方法進行監(jiān)測。該方法在實踐中暴露出效率低、實時性差、偶然誤差影響大、受施工條件及外部環(huán)境影響大等諸多問題，無法滿足大型機場造地工程精品化建設要求。

　　華僑大學肖朝昀教授科研團隊，以智能建造試點城市建設為契機，打造“天—空—地”多源立體化協(xié)同監(jiān)測創(chuàng)新技術(shù)，助力在新機場造地工程中充分利用信息化手段，創(chuàng)新應用全新的監(jiān)測技術(shù)，為新機場造地工程精細化管理與精品化建設科技賦能。

創(chuàng)新驅(qū)動 打造“天—空—地”協(xié)同監(jiān)測技術(shù)

　　肖朝昀教授科研團隊基于物聯(lián)網(wǎng)、云計算、邊緣計算、深度學習大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)手段，針對機場造地工程地基處理地層沉降變形、地下水與土體孔壓變化等多源感知，打造機場填海造地工程大面積堆載預壓地基處理“云—霧—端”去中心全域智慧感知技術(shù)與“天—空—地”多源立體化協(xié)同監(jiān)測技術(shù)及裝備。

　　圍繞造地工程堆載預壓地基處理地層多物理量感知，打造全新堆載預壓地基處理地層多物理量感知矩陣技術(shù)與感知裝備。其中，一體化超大量程磁致式沉降儀，可實現(xiàn)數(shù)十米超深地層全深度范圍內(nèi)多位置地層沉降變形感知，滿足超深淤泥大變形沉降監(jiān)測要求，以及高精度數(shù)字式滲壓計和水位計等各類感知傳感，適應海域腐蝕環(huán)境及現(xiàn)場復雜吹填與倒載施工工況。通過在施工現(xiàn)場軟基中布設不同類型的傳感器，多傳感感知元網(wǎng)格化矩陣式布設，建立了填海造地工程地基沉降、差異沉降、孔壓及水位等多物理量感知矩陣，實現(xiàn)造地工程全域智慧感知。

　　另外，為滿足超大型造地工程地基處理全域智慧感知，針對海域環(huán)境無線信號時斷時續(xù)、復雜吹填/倒載施工和海域腐蝕環(huán)境等問題，構(gòu)建了堆載預壓地基處理工程“云—霧—端”去中心監(jiān)測技術(shù)體系，滿足全域海量智慧感知設備實時高效并發(fā)工作，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)實時處理分析、前端數(shù)據(jù)可視化與多數(shù)據(jù)融合預測。

　　值得一提的是，該科研團隊創(chuàng)造性引入云邊計算。據(jù)悉，低功耗智能監(jiān)測終端（AI智能云盒）具有前端計算、智能分析、手機藍牙智慧查、可自主變頻率及適應無網(wǎng)絡環(huán)境等功能。前端藍牙智慧查技術(shù)（手機App），適應無線信號時斷時續(xù)環(huán)境，通過藍牙連接AI智能云盒，工程現(xiàn)場直接查看數(shù)據(jù)，且技術(shù)人員現(xiàn)場可對設備進行配置，一鍵安裝、一鍵上網(wǎng)，大大降低技術(shù)門檻。后端融合監(jiān)控大廳數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)地圖、預警報警與深度學習預測的地基處理數(shù)智云平臺，為用戶與現(xiàn)場搭建一座便捷的橋梁，滿足用戶通過登錄網(wǎng)頁在任何時候任何地點對現(xiàn)場施工情況進行監(jiān)視，及時掌握最新的軟基監(jiān)控信息。同時將深度學習人工智能預測算法引入自動化監(jiān)測系統(tǒng)，融合孔壓、分層沉降及水位等監(jiān)測數(shù)據(jù)，實時動態(tài)預測工后沉降，更科學地考慮場區(qū)地質(zhì)差異基礎上預測卸載時間，有利于加快推進交地工作。

　　據(jù)介紹，基于地層感知矩陣（沉降、水位、孔壓等）、無人機航測、機載雷達、高精度北斗監(jiān)測（GNSS）等技術(shù)裝備，形成成套“天—空—地”多源立體化協(xié)同監(jiān)測技術(shù)與裝備，實現(xiàn)堆載預壓地基處理多源立體化協(xié)同智慧感知。無人機航測與機載雷達實現(xiàn)造地工程全域表層沉降普查監(jiān)測，結(jié)合高精度地層沉降感知傳感與北斗，點面結(jié)合實現(xiàn)全域地層沉降高精度監(jiān)測。

科技賦能 助力新機場造地工程精品化建設

　　廈門新機場是我國的區(qū)域樞紐機場、國際貨物口岸機場，飛行區(qū)等級為最高等級的4F，能滿足A380、波音747等大型飛機的起降要求。而新機場填海造地工程作為廈門新機場建設的先導性和控制性工程，總用海面積為18.22平方千米，分三期建設。其中，第三期8.23平方千米，是目前一次填海面積最大的機場造地工程。根據(jù)動態(tài)設計、一步到位的設計理念，廈門新機場造地工程造地與地基處理，按不同功能區(qū)工后沉降、差異沉降和承載力等各項技術(shù)標準要求，一次性處理到位，這就需要更高更嚴格的質(zhì)量管控手段。廈門市創(chuàng)新推進三期造地工程地基處理監(jiān)測采用全新自動化監(jiān)測技術(shù)，助力造地工程精細化管理與精品化建設。

　　為了保障廈門新機場如期通航的初步目標，造地工程交地時間緊迫，強化管控、交叉施工、并行推進，確保造地工程建設始終保持“不失速”的同時，應用自動化監(jiān)測技術(shù)，通過技術(shù)創(chuàng)新提供“加速度”。2022年3月，“大小嶝造地工程地基處理自動化監(jiān)測”系統(tǒng)正式上線，解決了機場剩余未填海區(qū)的8.23平方千米造地區(qū)無線信號時斷時續(xù)、海域腐蝕環(huán)境及復雜施工工況等問題，實現(xiàn)智能化實時預警、信息化工程管理。自從自動化系統(tǒng)上線以來，實現(xiàn)了對已安裝的監(jiān)測點實時監(jiān)控其使用狀態(tài)；采用沉降及沉降速率雙控指標分區(qū)域、分地質(zhì)進行吹填高度預警，助力施工精細化，淤泥淺的部位可加快上載速度，淤泥厚度較大部位，在確保不影響排水板排水效率的前提下，最大限度提高上載速度，施工過程多次預警（達200多次），在有效控制施工質(zhì)量的基礎上，全面提升施工效率。“十四五”時期，科技創(chuàng)新的“關鍵變量”已成為高質(zhì)量發(fā)展的“最大增量”。如今，廈門新機場已全面動工，發(fā)展有了空間，更要有質(zhì)量。大面積造地工程地基處理“天—空—地”全域?qū)崟r智慧感知系統(tǒng)，集中高效展示工程狀態(tài)、動態(tài)指導施工、提質(zhì)增效、提升工程精細化質(zhì)量管理，打造精品化造地工程；該自動化監(jiān)測技術(shù)在大面積造地與地基處理工程的應用上取得了顯著效果，同時在應用過程中不斷進行技術(shù)革新，未來可向同行業(yè)領域推廣應用，社會與經(jīng)濟效益顯著。