初夏的汉江滩涂笼着一层薄雾,潜江高石碑镇的兴隆水利枢纽旁,深基坑里的机械轰鸣声便已准时响起。兴隆枢纽2000吨级二线船闸正从蓝图里拔节生长——12.8万平方米的作业面、30米的最大开挖深度。它与正在通航的一线船闸咫尺相隔,脚下地下水与汉江同频涨落,汛期水头差最高达13.73米,船闸基坑涌水、滑移、沉降的风险如影随形。
放在从前,这般量级的深基坑工程,要靠上百人轮班跑点、凭经验值守,监测慢半拍,风险就多三分。而如今的兴隆船闸工地,一座由智能设备织就的“机械王国”正静默运转。在制高点上,精密监测机器人如披甲骑士日夜巡防;降水井下,液位感应装置似隐形暗卫执掌水势,混凝土中,上百个温度传感器像岗哨士兵监控温度变化,将江畔的施工现场演成一座“智械迷城”。
高台骑士 毫厘守界
清晨7点,原船闸交通桥的观测平台上,一台机械正在快速转动,这正是徕卡TM50精密监测全站仪在进行全点位扫描。一道道细不可察的激光束发射到坡面、围堰、钢板桩上的上百个蝴蝶状三面直角棱镜上,再反射回来,瞬间完成坐标、高程、位移量的检测与计算,并将数据同步传输至后方的监测系统。全程没有人工操作,这位“金属骑士”便在预设的时间自动完成了12.8万平方米基坑的晨间巡检。
对于兴隆船闸项目而言,基坑变形监测是贯穿施工全过程的生命线。该项目基坑是目前汉江流域规模最大的船闸基坑,场区遍布深厚粉细砂地层,土质松软、孔隙大、透水性极强,如同在“流动的干沙滩”上挖深坑,加之紧邻正在通航的一线船闸,施工扰动稍有超标,便可能影响既有船闸的运行安全。
基坑监测从来都是测量队最熬人的苦差事。“我们人工去测的话,就扛着十几斤重的仪器,顺着围堰的土路深一脚浅一脚地走,一圈测下来可能要四五个小时,而且受视线、气温、操作手感影响,点位误差往往能达到1厘米。”项目部测量室主任韦梅龙说道,“尤其是汛期,两小时就要测一次,时间上根本来不及。”
为了补上这一短板,项目团队引入了被称为“测量机器人”的徕卡TM50全自动监测全站仪,将它架设在视野开阔的制高点上,相当于为基坑安排了一位永不离岗的值守骑士。这台设备集成了高精度测角与测距系统,真正实现了无人化连续监测。
围绕基坑与周边重要构筑物,项目团队布设了一张高密度监测网:基坑坡顶布设54个水平位移及沉降测点,深层水平位移测点26个,桩顶位移测点12个,在一线船闸布设26个沉降监测点、4个倾角监测点。日常状态下,机器人每天自动完成一轮全点位测量。进入汛期后,监测频率可加密至每2小时一次,数据实时上传云端平台,一旦位移变化超出预警阈值,系统便会自动推送警告信息给管理人员。
2025年秋季,汉江水位上涨。韦梅龙刚到办公室就按例打开后台检测数据平台,发现平台有一条数据异常提醒,“我当时马上就带着人去异常的测量点位查看,发现果然有一个基坑断面被雨水冲刷出了细微裂隙。”韦梅龙说道。边坡风险隐患被消除在了萌芽状态。
在项目技术负责人胡健看来,这台监测机器人的意义远不止省人力。“深基坑安全,最怕‘亡羊补牢’。以前是裂缝看得见了才抢险,现在是数据一动就出手,真正把管控从事后抢险变成了事前预警。”截至目前,项目基坑累计沉降与水平位移均严格控制在规范限值内,一线船闸运行全程未受施工扰动,这位金属骑士以毫米级的精度,为整座“地下城池”筑牢了安全防线。
潜井暗卫 智调水衡
如果说监测机器人是明处守卫安全的骑士,那藏在120口降水井深处的“浮球开关+液位变送器”联动系统,就是潜行在地层里的隐形暗卫。一个浮球随水位涨落浮沉,一根传感探头精准捕捉着水压的细微变化,悄无声息地执掌着整座基坑的地下水攻守平衡。
兴隆船闸紧邻汉江主河道,地下水承压性强、水头高,且与江水互联互通,基坑降水是决定工程成败的核心环节。“降水降不下去,基坑里全是明水,根本没法干活,降得太狠,既费电又容易烧坏水泵,还可能影响周边土体稳定。”项目技术员陈翼飞介绍。
降水管理是基坑最“磨人”的活。一百多口井星罗棋布,测量员要攥着测绳挨个蹲到井口,把带刻度的测绳慢慢沉到井底,提上来读出水深,根据测量结果手动拉闸开关,一圈跑下来大半天就过去了,管控十分粗放。遇上水泵跳闸烧坏,往往要等巡井的人发现才知道,电费、设备损耗都是看不见的开销。
为了破解这一难题,项目部联合中交二航局技术中心自主研制了智能传感-控制一体化降水系统,以“浮球开关+液位变送器”为核心感知元件潜藏于降水井中,实现了水位自动感知、水泵智能启停、远程手机调控的全链条升级。
这套系统,给每口井都装上了“自动大脑”。浮球开关是最可靠的机械哨兵,只要水位涨到设定上限,浮球上浮接通电路,水泵自动启动抽水,水位落到下限,浮球下落切断电源,水泵及时停机。液位变送器则是更精细的数字标尺,探头浸在水中,通过水压差换算出实时水位,井里的水位高低、水泵的运行状态,都能在监控大屏和手机小程序上一眼看清。
在项目部的降水监控大屏上,120口降水井以环状分布在基坑周边,一旦出现故障、跳闸或水位异常,对应点位便会同步推送到管理人员的手机小程序上。负责这套系统的陈翼飞说道:“我在手机这个小程序上就能远程看到数据,并且可手动控制水泵开关,这样就能实时实现分区域差异化调控——渗水量大的区域,就多开几口井保持井内水深,岸侧防渗效果好,就动态关停冗余井位,真正做到水涨泵开、水落泵停。”
“我们把水位控制在施工面以下30到50公分,下游最低处标高稳定在7.15米,既能保证干地作业,又不会过度抽水浪费资源。”陈翼飞算了一笔账,以前120口井全开,电费和设备损耗都是一笔大开销。现在系统动态调控,水位达标后自动关井,单降水一项就节省了大量成本。整个系统运行也只需要1名管理人员和2名运维工人,日常只需要处理设备警告和日常检修,效率提升数倍。
这些藏在井下的暗卫,却以精准的感知与调控,让原本最不可控的地下水变得驯服。它们如同整座“机械王国”的地下脉络,悄无声息地维持着基坑的干燥与稳定,为后续主体结构施工铺平了道路。
砼中岗哨 温控筑基
在“骑士”和“暗卫”的守护下,基坑“王国”逐渐稳定,船闸主体混凝土浇筑全面铺开,第三支智能队伍悄然进驻。上百个温度传感器像坚守岗位的哨兵,不断向外界传递着温度信息,这些传感器埋入结构深处便不再取出,24小时不间断地值守着百年工程的质量防线。
兴隆船闸项目混凝土总用量达42.2万立方米,船闸闸首、闸室底板、桥梁主塔等均为大体积混凝土结构。水泥水化反应会释放大量热量,核心温度可升至60℃以上,而表层混凝土散热快,内外温差一旦超过25℃,温度应力就容易拉裂结构。“船闸是要服役百年的工程,裂缝就是结构的‘慢性病’,必须从浇筑开始就把温度管住。”项目生产管理部副部长官涛说。
为此,兴隆船闸项目从一开始就给每一段大体积混凝土都配上了“智能体温监测仪”。浇筑前,工人把筷子大小的热敏电阻传感器和信号传递的线牢牢绑在钢筋上,接入无线采集器。混凝土一浇筑,这些“小士兵”就进入了值守状态,对内部温度、表面温度、环境温度进行监测,数据每隔一段时间就自动上传到温控平台。系统预设了25℃的温差红线,一旦临近阈值,警告信息立刻推送到现场管理人员手机上。
测温是岗哨,通水冷却就是处理。混凝土中预埋的冷却水管如同嵌入降温脉络,内部升温快就加大流量,表层降温猛就放缓流速。不止于此,项目还搭建了全链条温控闭环,智慧试验室优化低热配合比,用粉煤灰、矿粉双掺体系削减水化热峰值,搅拌站备制冷水机组,把拌合水温控制在10℃以内,从源头降低入仓温度,现场分层分块浇筑,搭配智能监测动态调控通水节奏。
截至目前,项目已浇筑的大体积混凝土结构,内表温差均稳定控制在规范限值内,未出现有害温度裂缝,结构质量完全满足“平安百年品质工程”的要求。
一个个传感器藏于混凝土深处,如同沉默的士兵遍布整座船闸的肌理,以24小时不间断地值守,守护着结构的内在质量。它们却是整座“智能王国”最坚实的质量根基。
而在目光不及的地方,各类智能设备织就了一张无形的智慧管控网,它们没有喧宾夺主的轰鸣,却以毫米级的精准、全天候的值守,把传统工地的“人盯人”模式,变成了数据驱动的“智能联防”。
智能建造不是为了炫技的概念堆砌,而是对着工程痛点的精准破局。深基坑风险高,就让智能监测跑在风险前面;降水管控粗,就让智能启停算好每一笔成本账;混凝土易开裂,就让智能温控守住每一道质量关。项目负责人向继华说道,“智慧建造的价值,从来都不在资金投入的计较和屏幕上炫酷图表的展示中,而在沉降可控的边坡里、稳定下降的水位里、平整无裂的混凝土里,这既是对‘争科技领先’的现场实践,也是对‘创管理一流’的道路探索。”这座由机械与数据共建的“智能王国”,更为后续同类工程留下一套可复制、可借鉴的智慧方案。
汉江水滔滔东流。等到千吨货轮平稳驶过新船闸的那天,没人会看见地下的浮球、混凝土里的传感器、桥面上的监测仪,但这些沉默的“智械卫士”,它们隐于幕后,却托举起整座船闸的品质底气,以无声的值守守护江水安澜、航运畅通,在岁月长河里,静静见证汉江航运扩能升级的全新航程。(高洋)



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