工程施工|防洪工程中的数字化设计施工革新实践

项目介绍

在北美红河洪泛区的治理史上，一项融合数字技术与工程创新的标杆项目正在紧锣密鼓地推进着。横跨北达科他州与明尼苏达州边界的法戈-穆尔黑德泄洪道工程，不仅是一个政府和社会资本的合作项目，更开创了以环境、社会和治理（ESG）为导向的智能基建新模式。这项斥资数十亿美元的民生工程，通过48公里混凝土泄洪道、双线导流渡槽及配套设施的立体构建，为26万居民筑起数字时代的防洪长城。

ASN建筑团队负责该项目的开发设计和建造运营，他们带领30余台支持3D机械控制技术的数字施工车队，通过构建全数字化工作流程，实现了从设计到施工的完美闭环。

三维协同工作流程

ASN的施工经理Daniel Wagner 表示：“该项目的核心驱动力之一是现场工作人员的安全。我们通过创建数字化互联工作流程，尽可能地保障团队（特别是测量人员）安全远程作业。”

测绘团队建立了每周更新的数字沙盘系统，通过将无人机航测数据与地面LiDAR扫描数据整合，设计偏差可以实时可视化比对。团队将航测和地面数据在

Trimble Business Center （TBC）

中处理，然后导入到Autodesk Civil 3D进行精细化模型开发。一旦施工准备就绪，精细的模型将通过Autodesk Civil 3D内的Trimble Link插件发送给TBC，以便于DXF线路、XML表面或道路路线的转换。

Wagner说：“这就是我们每段施工的标准建模流程。”

这种“天地协同”的数据采集网络和软件之间的无缝衔接，使30余台智能机械控制设备可以始终在厘米级精度下协同作业，并降低了测量员现场作业的风险。

技术创新突破

现场车队包括17台配备了

Trimble Earthworks

的挖掘机和推土机以及9台配备了

GCS900

的轮式铲运机。

Trimble Earthworks可以促进现场的信息传递，支持GNSS的机械设备允许自定义现场整平的标准化工作流程。

Wagner解释说：“依赖Trimble Earthworks软件的实时反馈，操作员日常工作更趋于自动化。这对我们24/7的全天候作业尤为重要。”

由于工程体量巨大，保持持续、清晰的现场连接至关重要。

Trimble WorksManager平台

可实现60+设计模型的云端同步，支持多终端即时更新。“该专用软件支持通过手机、平板或办公室设备更新模型。”Wagner说，“我能即时发布新内容、提取数据、利用挖掘机现场数据构建临时挡墙或沟渠。它的操作虚拟化且非常便捷。”

ASN无人机项目经理Anthony Herman强调了Trimble解决方案的高效协同：“测量员可从

Trimble Stratus

获取高分辨率的文件，经

Trimble Connect

无缝导入

WorksManager

或

WorksOS

Trimble Siteworks

和

Trimble Access

进行现场作业验证。

精准施工控制

在关键节点枫河渡槽施工中，

Trimble SX12激光扫描全站仪

展现了毫米级控制能力。施工团队需要在渡槽底部和坡面之间精确安装660根H型桩。“三维全景扫描是验证桩位与角度的最优方案。”Wagner说。该技术同时应用于桥梁合龙监测、进水口流态分析等场景。

Herman补充数字化工作流程实现了

“计划-资源-施工”闭环

：“准确追溯工程量、耗时、设备与人力配置，形成工艺优化的反馈循环。例如，我们可以精准预测冬季设备的留存数量，在保证生产效率的同时节约运输成本。”此外，面对跨年度施工的强降雨风险，团队展现了高度灵活性。“例如，我们必须能够处理施工区域过度饱和的问题，这需要进行干燥和重新平整。激光扫描仪非常适合快速支持这类调整。”Herman继续说道。

项目总结

项目首期五年计划已完成，团队交付的不仅仅是完工的基础设施，还有庞大的数字资产。

Wagner最后总结道：“我们与Trimble共同构建的数字化同步体系，正在重新定义基建项目的工作流程和全生命周期管理。”

解决方案

Trimble Business Center

Trimble Earthworks 挖掘机和推土机坡度控制平台

Trimble GCS900 坡度控制系统

Trimble WorksManager 软件

Trimble WorksOS 软件

Trimble R750 GNSS接收机

Trimble TSC7 手簿

Trimble Access 外业软件

Trimble R780 GNSS接收机

Trimble Stratus 软件

Trimble SX12 激光扫描全站仪

Trimble Siteworks 外业软件

Trimble Connect

Trimble SiteVision 软件

优势总结

即时向机器推送新设计

利用现实捕捉技术向利益相关者直观地展示实时进度

实时更新机器的位置和交互情况

实时更新模型上显示的进度

HUAO 3D

陈潭 Mavis

上海沪敖信息科技

副总兼市场总监

“

沪敖3D是一家致力于三维数字化行业解决

方案的技术型企业，拥有丰富的三维项目经验，公司以行业应用为出发点，为客户提供三维数字化采集、三维数据处理、三维数据管理等一系列应用服务。

沪敖3D拥有结构光拍照式三维扫描仪、手持三维扫描仪（大小空间）、地面三维激光扫描仪、无人机倾斜摄影测量、3D打印等多种技术手段，从几厘米到几百米的物体或三维空间，从几个微米到几个厘米的精度，沪敖均可提供涵盖软硬件产品和项目服务的完整解决方案。

沪敖3D目前主要服务于制造业（汽车、航空航天、船舶、模具、铸造以及各种机械）、建筑业（建筑设计、施工、装修等）、文化遗产（博物馆、古建筑、考古等）、数字化工厂、警用公共安全、影视制作、教育等行业。提供质量检测、三维建模、逆向工程、数字存档、GD/T分析、有限元分析、虚拟安装、干涉分析、工程测绘、形变监测、3D打印等技术方案。