信息技术驱动的复杂环境下给排水施工组织优化

作者简介：王斌（1987.09—），男，汉族，山东青岛人，本科，中级工程师，主要研究方向为给排水施工方面。999Sep157··第42卷第期2026年月ITREPORT,No.,202体布置、机械施工范围等影响较大。道路交通导改频繁，施工期间需要兼顾车流、人行道、周边商铺与居民出行，导致施工便道布设、机械进出场路线和材料堆放区必须不断调整。空间限制直接影响作业面形成速度，施工组织很难按原计划进行，作业工序布置、班组安排、机械安排需要在有限空间内频繁协调，组织刚性不足、灵活性要求极高。1.2多专业交叉导致工序衔接复杂给排水工程经常与市政路、桥梁、燃气、电力、通信、绿化专业同时施工，多个专业同时施工交叉面多。燃气、电力、通信等管线保护要求高，任何位置偏差均会导致停工，给排水工程管沟窗口期缩短，道路等工程的回填基层、路面结构层施工有工期限制，与管道安装的施工节奏不同步。桥梁或下穿施工常会涉及周边地基的施工、临时排水以及道路组织施工节奏等，给排水工程的施工空间被进一步压缩。1.3动态环境变化影响施工组织稳定性项目通常在敞开式施工条件下，受季节、降雨影响地下水位变化较大，高水位下沟槽涌水、管座浸泡、回填压实困难，组织方案需要实时调整。土体复杂多变，软土地层、填土地层或杂填土的不稳定性导致支护结构、开挖方式的多样性，机械选择、支护设置、排水处置要随现场实际状况调整。城市交通保持畅通，应急占道、抢险事件、公共事件等影响既定组织逻辑。天气变化造成现场泥泞、停机作业、运输困难，进度控制调整。以上动态因素导致施工组织处于不断的调度与校正之中，计划稳定性受到较大考验［1］。1.4质量与安全风险识别不足传统质量安全主要靠人工巡查、经验判断，由于预警不及时导致隐患无法及时处理。检测记录、照片资料、材料批次等信息是以纸质材料或分散文件等形式存在，施工组织者无法利用实时数据判定工序是否满足启动条件。质量变化、安全隐患等不透明，导致组织难以准确衔接，返工、停工、拆改等时常发生，组织负荷加大。2信息技术在给排水施工组织中的支撑体系2.1BIM+GIS融合BIM+GIS融合技术将地下管线、地上建筑、道路交通、地形地貌、地质条件等多源数据整合到同一空间坐标系中，为施工组织提供高度精确的三维环境底图。GIS三维空间能将道路红线位置、管线位置、河道地貌等呈现，方便施工组织者对整体施工组织一目了然；BIM精细化管道构件数据将管道的径级、结构型式、支护形式、沟槽断面、施工工法展现，方便施工组织者对施工进展分段推演管道构件。两者相加让碰撞、管线综合布置、开挖断面的复核、支护布置纠偏等工作不用在现场反复试验、不断修正。三维视景可提前发现吊装半径受限部位、材料运输受限部位、邻近其他施工交叉风险部位，方便组织者对施工决策。对空间的准确把握，使施工组织者能从结构整体关系上把握工序顺序、窗口期和资源配置，保证组织决策的科学性和可靠性。2.2物联网传感器在沟槽支护、地下水位、回填密实度、管道压力试验、机械运行状态、人员作业分布等关键位置布设物联网传感器，可形成覆盖施工区域的实时感知网络。沟槽位移计、土压力盒、倾角仪等设备持续记录支护结构的位移与受力变化，一旦监测曲线出现超限趋势，系统即通过预设阈值和规则引擎触发报警，组织管理人员可以在风险演变前完成加固、减载或停工等处置措施。地下水位和孔隙水压力传感器可反映土体渗流与积水情况，为降水井布置、排水能力调整和开挖节奏控制提供依据。安装在车辆和机械上的定位与工况采集终端记录运行路径、启停时间、振动强度和载荷水平，为设备调度、油耗控制和进度考核提供可量化数据；人员定位终端则标识高风险区域内的人员分布与停留时长，便于实施精细化安全管控。在实现架构上，现场传感器通过LoRa、4G/5G或有线方式接入边缘网关，采用MQTT、OPCUA等轻量协议完成数据上送，由云端时序数据库统一存储，再由可视化平台进行趋势分析与异常识别。2.3数字孪生平台数字孪生平台将BIM模型、GIS空间数据、物联网监测数据、施工组织方案、机械设备状态和进度信息统一映射到同一时空坐标中，构建与真实工地同步更新的虚拟工地。平台界面可直观显示沟槽开挖深度、管道敷设形态、支护构件受力、机械设备位置与运行轨迹、材料堆场占用情况以及运输线路拥堵程度，管理人员可以在“俯视—剖视—三维漫游”等多视角下审视施工状态。在技术架构上，数字孪生平台通常采用“云—边—端”协同模式：边缘网关对来自传感器、机械终端和移动终端的数据进行预处理与过滤，通过消息队列或MQTT统一接入云端数据总线；云端以关系数据库和时序数据库分别管理结构化信息与监测曲线，并通过规则引擎和预测算法完成分析计算。进度预测和风险预判可采用ARIMA等时间序列模型，或结合简单机器学习算法对支护变形、工期偏差和资源占用进行趋势推算，从而提前识别安全隐患、进度滞后和资源瓶颈。2.4移动终端与智能巡检系统移动终端和智能巡检系统建立起现场与管理平台之间的即时通信链路，使施工组织能够实现快速反馈与高效执行。现场巡检人员通过移动终端，对隐蔽工程拍照、焊口号、材料批号、质验单等信息，通过终端自动上传到平台，与构件模型进行绑定质量信息。智能巡检系统通过路线导航、必拍点打卡二维码识别，做到巡点必到，巡点不流于形式，进行现场巡查。组织变化，如变更作业段、机械调配、交通导改等信息移动终端实时接收，班组及时接收按图施工［2］。班组施工日志、进度汇报、设备故障汇报信息在终端自动生成，并上传到平台，确保组织信息流上传准确性、及时性。3信息技术驱动下的给排水施工组织优化策略3.1数字模型驱动的施工方案深化与组织前置校核数字模型在施工组织中的价值不再局限于图形展示，而是成为方案推演与组织校核的计算工具。三维模型中包含了地下管线、道路结构、支护结构、地质参数、施工机械参数，999Sep158··第42卷第期2026年月ITREPORT2,No.,2026通过三维模型对沟槽开挖断面、管道接口位置、临设支撑形式、设备作业半径进行模拟，可准确预判现场是否具备作业条件，哪个部位需要调整机械类型，哪个部位需要提前设置降水系统。通过三维模型可展示出吊装旋转空间、通道宽度、料场受限点等，避免了吊装作业时走不出去、车辆绕行时走不出去、料场占道时走不出去等问题。方案编制不再依据经验，而是通过数字推演预判，避免出现现场不可执行的情况，提升组织方案的可行性。同时，数字模型可对不同施工顺序进行模拟，通过对工序衔接、作业面形成速度、设备交叉干扰的量化计算，为组织者提供最有效的顺序安排参考［3］。3.2实时数据驱动的资源调度体系与施工节奏优化资源调度是施工组织的核心，机械、人员、车辆、材料等资源的投入量、投入时间将直接制约着施工进度。物联网设备+数据平台的应用，可以使调度不再拘泥于静态的施工计划安排，可以按动态的负荷进行调度安排。机械监测模块可显示机械空闲时长、有效作业时长、机械位置分布、机械轨迹行驶，可以协助组织者进行施工“效率地图”查看，根据机械工作轨迹，找出机械闲置、拥堵、排长队等情况，进行调整设备组合、重新划定作业范围、调整运输线路等。人员定位系统显示人员分布、进场时间等，为班组组合调整提供依据；材料库存监测系统显示管材到料多少、摆放在哪、消耗速度等，使仓储管理与施工节奏保持一致。数据平台还可自动识别进度滞后点，分析滞后原因是否来自资源不足、任务分配不合理或交通受阻等因素，帮助组织者快速确定调整方向。3.3风险监测融入组织流程的安全控制体系复杂环境下的给排水工程风险较大，沟槽塌方、涌水、支护失稳、机械碰撞等突发风险高，传统巡查难以满足前置控制需求。实时监测系统通过传感器对支护位移、土压、水位、振动强度、气体浓度等进行连续检测，组织者可在监测平台中查看风险曲线，根据趋势变化预见隐患，如支护位移过大提示地层松动，组织者可以现场下发加固指令；水位过高提示降水效果偏低，需要调整抽排；机械振动过大提示附近影响，需要调整作业面。风险监测和组织指令通过监测平台实时下发，使调整措施能够在风险形成前完成实施。风险控制从单一的安全体系变为组织体系中的一个动态节点，使施工组织能够在变化多端的环境中保持稳定性。3.4全流程质量链推动工序衔接透明化与可控化质量管理的核心在于确保每道工序达到下一道工序的启动标准，但传统纸面记录难以形成完整数据链，组织者常难以判断实际完成度。数字化质量链就是把从材料进场、沟槽验槽、垫层施工、管道接口、闭水试验、回填分层压实等所有节点全部置于平台，每条记录自动定位到该条构件或者管节上，焊接、接口、施工参数，检测人员记录、照片上传至平台，绑定模型后，成为质量档案，组织者可以在平台查看某段管道是否真实完整的完成闭水试验，回填的压实度是否达标，接口影像资料是否完整齐全，准确把控下道工序何时启动，质量透明可减少返工、重复检查，工序衔接更高效。平台还可统计质量波动规律，例如发现某班组压实度波动较大、某类型接口容易出现偏差，为组织者的班组调整、工艺优化、设备更换提供数据依据。质量管理从被动验收转向主动控制，工序组织由经验主导转向数据驱动，工程整体质量稳定性得到强化［4］。3.5多源信息融合构建跨专业协同的组织机制给排水工程往往与交通导改计划、道路结构施工、燃气与电力保护要求、周边项目施工安排同时发生，信息分散导致组织协调困难。多源信息融合平台将交通部门施工许可、周边建筑施工计划、燃电保护范围、通信管线改迁位置、天气预测、道路封闭等信息统一汇集到同一系统中，形成协同组织的“共享面板”（见图1），可自动识别作业冲突，例如，在高风险地区安排机械施工、交通导改大潮来临期间安排大量车辆进场、通信保护范围内设置沟槽支护系统等作业。系统将作业空间关系、时间关系结合起来，可对最优化施工窗口期、错峰作业安排和跨专业协同方式等进行设计，组织者可在平台上直接生成可执行的协同计划。跨专业组织关系得以可视化、结构化，协同效率显著提高，组织风险大幅下降，为复杂环境下的连续施工创造了条件。图1多源信息融合平台架构4结语复杂环境对给排水施工组织提出更高要求，信息技术的应用正在重塑组织逻辑、风险控制方式与资源配置模式。数字模型、监测系统、数据平台与协同工具的深度融合，使施工现场具备实时感知、快速判断和动态调整的能力。信息系统不断积累的工程数据也为后续城市更新、设施运维和数字资产建设奠定基础。参考文献：［1］王朋.建筑给排水施工质量控制研究［J］.建材与装饰,2019,(19):6-7.［2］凤琪.给排水工程设计中信息技术的应用分析［J］.信息记录材料,2021,22(01):98-99.［3］赵篷,田磊.基于BIM技术的给排水工程信息化施工管理模式研究［J］.石化技术,2025,32(04):363-364.［4］冯至.建筑给排水工程施工技术的改进创新分析［J］.居舍,2022,(16):57-60.999Sep159