东莞市横沥东坑合建污水处理厂二期及配套管网工程是由中国水利水电第六工程局有限公司承建的东莞市同期新建最大的污水处理厂项目。该项目占地约55633平方米，建筑面积约11573.38平方米，承担着当地横沥、东坑、松山湖三个镇街的污水处理重任。其最大污水处理规模23万吨每日，出水水质将严格遵循国家一级A排放标准，并将尾水排入寒溪河。
由于污水排放量增加，一期污水处理厂接近满负荷，低洼处排污口溢流，污染河涌水质。二期工程的顺利实施将增强污水设施处理能力，优化水体环境，提高居民生活水平，对于保障寒溪河水质长期稳定达标，达成长治久清的目标具有至关重要的意义。
本工程紧握水电六局数字化智能化转型的关键契机，凭借标准化建设的有力支撑、智慧工地建设的创新引领、BIM技术的深度应用、数字化智能化手段的巧妙运用以及科技创新应用的强大驱动，为工程创优奠定坚实基础，全力铸就更安全、更高效、更精益的施工管理典范。
一、实施背景
（一）污水排放量增长，传统施工方式难以满足需求
随着城市建设的高速发展和人口的持续增长，污水排放量不断攀升，对污水处理厂的施工效率和质量提出了更高要求。传统施工方式难以满足快速、精准和大规模建设的需求。
（二）环保标准严格，要求更高工艺和质量
环保标准日益严格，污水处理厂建设必须达到更高标准，数字化智能化技术可精确控制和监测施工过程，确保工程符合环保要求。
（三）施工与信息技术进步提供支持
施工技术进步和信息技术广泛应用为数字化智能化技术在工程施工中的应用提供了技术保障，先进的软件和硬件设备实现了施工过程的信息化管理。
（四）保障施工安全，降低风险
实时监测施工环境和设备运行状况，提前预警潜在风险，保障施工人员安全和工程顺利进行。
（五）提升经济效益
提升工程的经济效益也是推动数字化智能化技术应用的动力之一。通过优化施工流程、减少资源浪费和提高工作效率，降低工程成本，增强项目的市场竞争力。
二、实施目标
（一）提高施工效率
优化施工流程，自动化管理减少人工干预，加快工程进度，确保按时完工。
（二）保证施工质量
智能监控和数据分析实时掌握施工参数和指标，及时纠正质量偏差，保证高标准质量。
（三）增强施工安全
全方位监控和预警施工现场，提前识别隐患，降低事故发生率，保障人员生命安全。
（四）降低施工成本
精准配置资源和管理材料，避免浪费和重复劳动，提高设备利用率，有效降低成本。
（五）实现精细化管理
运用智能化系统对施工过程中的人力、物力、财力等资源进行精确管理和调度，提高管理的科学性和精准性。
（六）提升环保水平
利用数字化手段对施工中的环境影响进行监测和评估，采取相应措施减少对周边环境的破坏，实现绿色施工。
（七）促进信息共享与协同
构建数字化平台，使各参与方能够及时共享施工信息，加强沟通与协作，提高工作协同效率。
三、建设内容
（一）BIM+GIS大数据管理平台搭建
工程实施前以水电六局数字化管控平台为基础，构建BIM+GIS大数据管理平台，融合劳务管理、环境监测、视频监控、塔机监测等系统，汇集进度计划、质量把控、安全保障以及成本控制等关键环节数据。借助先进数据处理和高效通信技术及数据共享机制，实现信息实时共享和各方协同，保障项目顺利推进。
（二）智能设备施工过程中的应用
安装高清摄像头和高精度传感器，实现施工现场全方位实时视频监控和环境参数精准监测。利用无人机勘测和跟踪观测工程，通过航拍照片解决施工难题，完善影像资料和拍摄文化宣传片。运用智能分析软件处理数据，超标时自动报警并启动调控措施，确保施工环境达标。
（三）BIM技术深化应用
在本工程项目中，充分发挥BIM技术的优势。施工前精心完成Revit建模，对整体结构合理性进行全面评估，同时运用Sketchup、Bimfilm、Navisworks等软件深化BIM应用。
将二维场地布置规划图引入Sketchup等软件，对施工阶段的各类要素如场地地形、施工区域、加工区域、材料堆场、施工机械以及安全文明施工设施等进行精心规划布置与分析优化，构建直观的三维模型，清晰呈现施工中可能存在的潜在问题，并提前制定科学合理且有效的解决方案。经过反复模拟和优化，不断完善施工方案，最大程度减少施工中的变更与返工，确保项目高效优质完成。
运用bimfilm软件制作三维交底动画，针对生物反应池基坑开挖、进水管线接驳、沉井开挖下沉等进行三维可视化交底，全方位展示施工细节，显著提升施工人员工作效率。
为保障工期可控，将Project进度计划导入bimfilm软件，对本工程关键线路——多级AO池进行4D施工模拟。通过该模拟及时发现工期偏差，深入分析偏差对工期的影响程度及原因，果断采取有效措施，实现对项目进度的精准把控，为项目按时竣工提供坚实技术保障。
鉴于污水处理厂涉及多种工艺管线和结构洞口预留，将Revit模型导入Navisworks进行碰撞检查，发现多达190余处碰撞点，并形成详细的碰撞分析报告，据此对图纸进行优化设计。
依托三维模型，针对初设图纸中管线结构碰撞、尾水管顶管线路不合理、粗格栅沉井深度等问题完成优化，有效减少后期协调与二次返工。
完成BIM精细化建模后，利用Revit明细表功能统计工程量，自动生成材料明细表和工程量表，为管理人员提供有力数据支持，强化物料管理，减少材料浪费，提高工程计算效率与准确性。
（四）智能机械设备创新应用
沉井施工是本工程的难点，若未选择合适的取土装备，可能导致下沉效率低下，增加施工时间和成本。为弥补现有技术的不足，项目创新研发出一种自调节坡度的方型旋转开挖设备。方形开挖方式有效地控制了沉井基础的开挖速度、裂缝和纠偏问题，提高了施工质量。同时，方形开挖具有良好的稳定性，降低了沉井基础变形或倾斜的风险，加强了施工的安全性和稳定性。
在本工程混凝土顶管施工过程中，结合项目的设计资料、地勘资料以及现场实际情况，可能会出现机头下沉的情况，导致机头与顶管连接断开，两个顶管间产生间隙，无法正常顶进施工，影响工期进度且存在危险。在修复断裂的顶管时，为保证连接的准确性，经过分析研究，项目部决定采用一种顶管断裂快速连接装置，方便对断裂顶管进行快速连接，确保连接的准确性。
本工程积极引进自动化程度较高的挖掘设备、精准高效的吊运机械等现代化施工装备，大幅提升了施工效率与精度。依靠先进的传感器和通信技术，实现了对设备运行状况的远程实时监控。
（五）材料管理数字化
本工程巧妙地运用二维码、自动识别等先进无纸化办公技术，对施工材料予以精准标识，并实现全程追踪。在材料管理方面，从采购、入库、出库直至使用的各个环节，均达成了数字化管理。
借助实时采集的数据，展开精确的需求分析，达成材料的精准采购，有效规避库存积压与浪费的情况。与此同时，对材料的使用实施严格把控，保证每一份材料均能得到合理运用，从而降低项目成本。
（六）质量检测智能化
本工程大力引入先进的无损检测技术、高精度的智能检测仪器等，对施工质量进行迅速、精确且全面的检测。这些技术能够在不破坏施工结构的前提下，获取其内部的质量信息。
各类工艺管线犹如污水处理厂的“密布血管”，其质量检测极为关键。采用管道机器人不仅规避了人工检测的风险，而且在勘探时能够进行视频录制，方便工作人员后续反复查看，进而对管道问题做出科学诊断，大幅提高了质量检测水平。
（七）安全管理智能化
本工程涉及多专业施工，安全管理难度极大。通过危险区域报警系统、劳务实名制系统、视频监控系统等方式，实现对安全风险的自动识别与及时预警。一旦发现异常情况，如人员进入危险区域或长时间静止不动，系统立即发出警报，并通知相关人员采取紧急措施，切实有效地防范安全事故的发生，提高安全管理水平。
（八）数据分析与决策支持
横东二期污水处理厂的粗格栅沉井为多格矩形沉井，其尺寸长×宽为24.1×19.35米，沉井深度达15.68米，分四仓浇筑下沉。沉井下沉的均匀性和稳定性是本工程的施工难点。按照施工规范，于沉井中布置监测设备，并设置监测报警值。在沉井下沉过程中，同步采集实时倾斜角度数据，依据沉井下沉施工时间，获取实时阻尼振荡特征，连接系统数据库，获取沉井分阶段信息集。采用初始高程数值、单位时间段内的高程差数值，结合沉井下沉施工时间，确定下降速率特征，进行映射生成沉井施工过程中的倾角特征分析曲线，最后实施沉井下沉优化调控，得出下沉优化调控结果。通过对沉井下沉过程的数据分析和智能调控，对收集的海量施工数据进行深入剖析与挖掘，从多元的维度和层面揭示出数据背后潜藏的潜在规律与趋势。解决了现有沉井下沉技术中控制精度低、稳定性差等技术问题，实现了提高沉井下沉稳定性、安全性以及高精度的目标，有效缩短了工期、降低了成本。
四、实施效果
（一）提高施工效率
自动化施工装备和智能化监控系统的应用，减少了人工操作和管理环节，显著缩短了施工周期。
BIM技术的4D施工模拟和优化，避免了施工中的冲突和延误，使项目进度得到有效控制。
（二）保障施工质量
BIM技术的深化应用和质量检测技术的引入，能够提前发现和解决施工中的质量问题，确保工程质量符合标准。
创新的施工装备和技术，有效控制了沉井基础和顶管施工的质量，降低了施工风险。
（三）增强安全管理
危险区域报警系统、劳务实名制系统和视频监控系统等的应用，实现了对安全风险的自动识别和及时预警，有效预防了安全事故的发生。
（四）优化资源配置
BIM技术的工程量统计和材料管理功能，帮助管理人员准确掌握工程所需资源，避免了资源浪费和短缺。
智能化监控系统的数据共享和协同工作功能，提高了资源调配的效率和合理性。
（五）提升项目管理水平
数字化智能化技术的应用，为项目管理提供了全面、准确、实时的数据支持，使管理决策更加科学、高效。
各系统之间的集成和协同，形成了一个高效的项目管理体系，提高了整体管理水平。
（六）科技创新国际领先
东莞市横沥东坑合建污水处理厂二期及配套管网工程在施工期间，凭借数字化智能化技术的综合运用，取得了显著的实施成效。其中，“复杂条件多格室沉井施工技术”与“复杂环境顶管下穿既有管道施工技术”这两项创新成果整体达到了国际先进水平。