城市化進程中市政路橋施工技術的創新與發展

摘" 要：隨著城市化進程的推進，市政路橋工程的重要性日益凸顯。為更好地滿足社會大眾對于市政設施的需要，施工單位應加快施工技術的創新和應用，從而推動施工作業朝著現代化方向轉型，以保障市政路橋施工的高效、優質。基于此，本文首先介紹了城市化進程中市政路橋施工中的新技術，包括BIM技術、人工智能技術、自動化技術等；然后簡要探討了施工技術在環保化、智能化和模塊化方向的發展趨勢。希望能為施工單位和施工人員提供一些有益參考。

關鍵詞：城市化；市政路橋；施工技術；創新文章編號：2095-4085（2024）11-0016-03

0" 引言

城市化是世界發展的普遍趨勢，截止2022年末，我國的城市化率已經達到65.22%。在此背景下，城市市政設施建設日新月異，極大提升了城鎮居民的生活便捷度與舒適度。市政路橋工程是市政建設的重要組成部分，對城市內部及周邊的交通出行意義重大。當前，傳統的市政路橋施工技術已然無法滿足發展的現實需求，亟需對施工技術進行創新和發展。提升施工的自動化、智能化水平，加強環保材料和綠色施工技術的應用，才能進一步提升市政路橋工程的品質，更好地為大眾服務。

1" 城市化進程中市政路橋施工的新技術

1.1" BIM技術

BIM建筑信息模型技術是當前建筑領域逐漸開始普及的電腦輔助設計技術。通過將建筑項目的所有工程信息整合在一個三維模型中，可實現設計、施工等多方主體之間的協同合作。BIM技術具有可視化、數字化、動態化的特征，能夠實現建筑項目全生命周期的信息共享和協同。在施工過程中，BIM三維模型的應用十分廣泛，包括技術交底、施工管理等多個層面。在技術交底環節，借助BIM的可視化特征，能夠以動態、直觀的形式展現某個工序的標準流程，可將施工重難點演示給施工人員，并呈現出“看電影”一般的效果。在施工管理中，原本的三維模型可以再融入時間、成本兩個維度，形成五維模型，進而實現對工程進度、項目造價的動態化管控。

在市政路橋工程中，BIM技術已開始與VR技術、GIS技術、無人機技術等深入融合，能為施工提供更多的助益。

1.1.1" BIM+VR、BIM+GIS

BIM技術本身具備可視化特征，在VR、GIS技術的輔助下，其可視化程度將大幅提升，即使是非專業設計師也能夠準確、全面地了解項目的相關情況，在解釋、表達上更具清晰度。BIM+VR的應用模式能夠借助VR設備直接查看路橋項目的設計方案，并借助漫游等功能對方案中的重點部位進行仔細分析，其沉浸感和細節度明顯提升。BIM+GIS能夠實現宏觀場景和工程項目設計的融合，將項目放置到現有地形地貌中，可精準地模擬工程完工后的場景，適用于方案匯報、比稿等需求［1］。

1.1.2" BIM+無人機

BIM+無人機應用模式主要是借助無人機的影像采集功能來輔助BIM模型搭建。舉例說明，某市在開展道橋項目建設時，就采用了BIM+無人機技術來進行方案設計。該項目包含一座橋梁、兩座互通立交以及道路、排水設施等工程，具有規模大、地質條件復雜等特點。首先技術人員利用無人機進行了施工現場及周邊地形數據的采集工作，并求解空三測量，然后再利用BIM技術構建三維模型，開展市政路線設計、路橋模型設計工作［2］。

相較于傳統的設計方式，BIM+無人機模式能夠用于施工環境復雜的項目之中，無人機搭載攝像機的采集方式更加全面、真實，能夠大幅提升測量效率，為BIM模型的搭建奠定有力基礎，具有應用效果好、工作效率高的突出優勢。

1.2" 新材料技術

新型施工材料的應用是市政路橋工程技術創新的重要表現形式。其特征在于材料性能明顯提升、更具環保節能效果、能夠提高施工質量等。當前，市政路橋工程中各類新材料已經逐步應用和普及，例如高性能混凝土、空間桁架等?？臻g桁架是由鋁、不銹鋼等材質構成的幾何結構，其自重輕、強度高能夠應用在載重大、跨度大的橋梁隧道建設中，在提升橋梁結構強度的同時，還可減少橋梁的重量。此外，空間桁架的幾何結構在美觀性上也有明顯優勢，對于市政工程而言，能夠有效提升城市的形象。

新型施工材料的特性存在較大差異，這就要求施工單位在選擇新型材料時應充分考慮項目的實際需求和材料性能。以高性能混凝土為例，這種材料可以用于橋梁、隧道等結構中，具有強度高、耐久性好、施工性能優越等特點，但同時也存在價格昂貴、施工技術要求高等不足，因此只有有特殊要求的工程才適用這種材料。從實際施工角度來看，施工單位要加強與科研機構、生產企業之間的合作，一同開展新材料的研發工作，以加快推進新型材料在建筑領域的廣泛應用，進而持續推動市政路橋施工技術的創新［3］。

1.3" 人工智能技術

隨著5G通信技術的成熟和普及，人工智能技術得到了極大的飛躍，在各行各業的應用也越來越多。憑借其數據處理、圖像識別、深度學習等能力，人工智能在市政路橋工程施工的各個階段都有廣闊的利用空間。

（1）在施工前期準備階段，人工智能技術能夠實現智能地質勘察以及智能規劃設計。1）智能地質勘察。在開始工程設計之前，需要對項目所在地進行地質勘察，采集相關地形地質信息，以提升設計方案的可靠性。在勘探人員借助地球物理勘探技術采集到施工現場的地質數據后，人工智能技術能夠通過算法模型、圖像識別等技術全面分析巖體和土體的特征，包括成分、結構、含水量等。通過智能技術進行勘察能夠顯著提升工作效率，實現高效精準的分析預測。2）智能規劃設計。在施工前期，市政路橋工程應進行項目的規劃和設計工作，為施工開展打下基礎。人工智能通過大數據算法能夠對路橋工程的空間布局進行規劃和調整，并結合項目所在位置的地理地形數據、工程項目信息，快速生成施工方案［4］。相較于人工規劃設計，人工智能技術的優勢在于能夠實現城市空間、地形地貌、市政交通等各類數據的全面分析。通過科學的算法模型可提升規劃設計方案的合理性和可行性，還能對施工流程和工序進行精簡和有機銜接，并優化成本支出，最大程度降低資源浪費率，進而實現工程項目的降本增效。在施工材料選擇方面，人工智能技術能夠全面分析工程項目的建設要求、造價數據和各類材料的性能，有助于選擇最適合的材料設備。

（2）在現場施工階段，人工智能技術的主要應用路徑是智能監管和施工質量安全控制。1）智能監管。人工智能技術能夠構建一套完善的施工現場監測預警系統，實現對現場各項關鍵指標的監控和管理，包括溫度、濕度、振動等。借助物聯網系統搭建覆蓋全場的智能傳感網絡能夠便于人工智能從各個監測點獲取監測數據，進行分析和處理。相較于一般的信息管理系統，人工智能技術的先進性在于其具有深度學習能力，能夠通過大量的數據和案例進一步總結規律，實現對異常施工狀況更加精準、敏銳的判斷，甚至預測。通過模型搭建，人工智能能夠提前發現結構變形等情況，從而降低風險事件的發生概率［5］。2）施工質量安全控制。不同于其它工程，市政路橋工程往往在城市繁華地段施工，其施工質量和安全性不僅關系到項目本身，也關系到周邊的居民。對此，人工智能技術能夠用于構建質量安全控制系統。在質量控制層面，人工智能技術能夠學習大量的施工案例、掌握不同工藝技術的流程和要點，從而對施工行為進行科學判斷，分析施工作業中存在的質量問題，一旦系統發現問題，就會向管理人員發送預警信息，以便第一時間進行處理。在安全控制層，人工智能技術能夠通過圖像識別判定風險行為和違規行為，并迅速制定應對方案。當施工現場出現事故時，人工智能技術也同樣能發揮作用。以火災事故為例，物聯網系統在監測到煙霧、高溫等異常數據后，就會迅速發送預警信息，同時安全控制系統啟動響應方案，為施工人員規劃逃生路線，進而降低風險事件對生命安全的損害。

1.4" 自動化施工技術

當前，自動化技術在市政路橋工程施工中的應用日漸增多。借助自動化設備和機械開展施工操作，不僅能有效降低人工失誤的可能，還可以大幅提升工作效率，在實現規范化、持續性操作的同時，能降低施工人員的工作負擔。

例如，A省某市在市政道路建設中，就引入了無人駕駛技術進行路面攤鋪，包括無人駕駛攤鋪機、無人駕駛壓路機等設備。技術人員只需要遠程輸入相關指令，機器就能自動操作。在這一施工中，自動化機群通過無人駕駛、圖像識別、視覺識別、智能壓實、智能控溫等技術，完成了路面施工的智能化、自動化作業和遠程化、數字化管理。除路面攤鋪外，自動化設備還能執行混凝土澆筑、鋼筋焊接等任務［6］。

在施工監測控制工作中，自動化技術也能發揮重要作用。借助攝像頭、傳感設備、通信網絡能夠實現施工數據的全面采集，包括土壤、巖層、空氣顆粒物等，能夠為人工智能的數據分析和趨勢預測提供精準實時的信息支撐，從而實現施工風險因素的預警和應對。

2" 市政路橋施工技術的發展方向

2.1" 環?；?/p>

隨著環境問題的日益尖銳，綠色建筑理念逐漸普及，綠色施工技術、綠色環保材料已成為市政路橋施工技術的重要發展方向。工程開展過程中存在大量的能源、資源應用，同時可能伴隨著生態破壞、環境污染等問題，因此必須采用節能環保的方式，以實現人與自然的和諧及可持續發展。

從當前綠色施工技術、環保材料的發展情況來看，一方面，材料和技術的效果明顯有所提升，且環境友好度更高，在提升施工效率的同時，起到了節能環保效果；另一方面，對于很多施工單位而言，新技術和新材料的熟悉程度不足，在實際應用中存在技術復雜、操作難度高、不夠經濟等問題。這就要求施工單位要牢固樹立綠色發展理念，加大綠色施工技術的接納度，著力于研發、探究和推廣，進而推動市政路橋施工向環保化方向發展［7］。

2.2" 智能化

智能化是當前時代的最大趨勢，市政路橋工程也同樣如此。隨著5G技術的逐步商用，越來越多的智能化技術進入到各行各業，并帶來了巨大的變革。智能化是在機械化、自動化之后的又一重大革新，不僅擁有機械化和自動化的優勢，更能夠借助數據分析、神經學習等智能化技術，實現很多人力所不能實現的功能。例如借助深度學習來持續完善施工方案、判斷當前的施工趨勢以及對進度和成本計劃進行動態調整等。

目前，智能化技術還處在發展之中，大部分施工單位對于智能化趨勢認知不足，應用還不夠廣泛，在一定程度上阻礙了智能技術的深入發展。

2.3" 模塊化

市政路橋工程通常規模較大，但施工時間較為緊迫，在這一背景下，模塊化技術逐漸成為新的發展趨勢。模塊化的特點是將建筑結構劃分為多個模塊，實現分散化的加工和組裝。模塊化的優勢之一是顯著提升了施工效率，這是由于大部分的加工過程都在工廠完成，節省了很多現場施工步驟。同時，模塊化由于是統一化生產加工，因此質量更加可靠、可控。在后續的養護維修工作中，養護人員只需對特定的模塊進行更換和升級即可［8］。

當前，模塊化技術仍然處于發展階段，還有一些問題尚未徹底解決。例如，部分復雜的、非常規的模塊化結構具有較大的設計難度，量產成本也相對更高；建筑類模塊化構件通常尺寸很大，運輸難度高，對運輸工具、路線的要求也更高。這些問題對于施工單位而言，意味著時間成本和資金成本的增加，一定程度上阻礙了模塊化技術的普及推廣。

3" 結語

綜上所述，市政路橋工程對于城市化進程有著良好的推動作用。這就要求市政路橋施工要不斷實現創新發展，用新技術、新工藝、新材料推動工程質量和施工效能的穩步提升。施工單位要重視建筑領域的技術發展趨勢，以開放的姿態接納理念創新、技術創新，進而為市政路橋工程的發展筑牢基礎。

參考文獻：

［1］曹亞亮，孫僑.BIM技術在市政路橋設計中的運用與實踐探討［J］.城市建設理論研究（電子版），2023（24）：94-98.

［2］張延.基于“BIM+無人機”技術的市政路橋正向設計方法［J］.廣州航海學院學報，2023，31（2）：58-63.

［3］付杰.綠色施工技術在市政路橋施工中的應用探究［J］.城市建設理論研究（電子版），2023（27）：118-120.

［4］王亞鋒.市政路橋施工的技術及質量控制措施［J］.大眾標準化，2023（3）：34-36.

［5］岳煒坤.淺析市政路橋施工中預應力技術的應用［J］.城市建設理論研究（電子版），2023（17）：105-107.

［6］陳赟.深入分析市政路橋施工質量現狀與解決措施［J］.城市建設理論研究（電子版），2023（8）：89-91.

［7］喻政文.市政路橋施工的技術及質量控制措施探究［J］.城市建設理論研究（電子版），2023（20）：108-110.

［8］謝云理.市政路橋施工中常見的質量問題與解決措施分析［J］.運輸經理世界，2022（35）：77-79.