新闻资讯
向“新”而行|四新智造:无人机SLAM勘察与“桩基跨越”工法,破解废弃人防通道上的建设难题
政策看点:存量时代,地下安全是城市更新的必答题
2025年7月召开的中央城市工作会议明确,城市发展正从大规模增量扩张阶段转向存量提质增效为主,城市更新被列为重要抓手。日前公开征求意见的《青岛市城市更新"十五五"规划》把这道题答得更细:坚持"无体检不更新",城市体检围绕住房、社区、街区、城区四个维度"地上、地下相结合"开展;部署城市地下管网专项体检,推动安全隐患有效消除;鼓励创新研发和推广应用绿色、低碳、智慧等新技术、新工艺。这意味着,对图纸缺失、状况不明的废弃人防通道这类地下空间,"先勘察、看清再动工"已从项目的自选动作,变为规划的题中之义——未来五年,从老旧小区改造到地下管网建设改造,随着全市城市更新项目库持续扩充,"先把地下看清"的需求将遍布各类更新场景,地下空间勘察技术的应用面正随之打开。
行业痛点:老城区地下,藏着"看不见的变量"
对建设单位来说,在老城区做项目,最大的不确定性往往不在预算表上,而在看不见的地下。废弃人防通道建成年代久远、历史资料缺失,内部积水积淤、衬砌开裂甚至局部坍塌,结构破损情况不明;传统做法依赖人工进洞探查,效率低、风险高,勘察结论多靠经验推断,导致方案设计盲目、施工返工率高,严重时还可能诱发坍塌事故。
位于市北区兴隆路的国信和悦项目,就遇到这样的处境:项目总建筑面积64252.87平方米,含5栋高层住宅、1栋幼儿园(4#),地下2层为停车库,局部施工区域下方,存在一段资料缺失的废弃人防通道。能不能把地下情况"看清",影响此区域基础施工的工期、造价与安全。
应用案例:无人机地下空间勘测与“桩基跨越”工法
01 无人机下地勘,给地下空间做"CT"
项目的破题思路是"先看清、再动工"。采用搭载FlyAware SLAM算法的Elios 3无人机进入废弃人防通道,无需GPS信号,依靠激光雷达、高清视觉相机与IMU惯性测量单元的多源数据融合,在昏暗、狭窄、无参照物的受限空间内完成厘米级三维扫描(定位误差不超过±2厘米),把通道走向、病害位置、破损程度一次性转化为可量测的三维点云模型。无人机替代人工进入高危区域,从源头规避坍塌、高坠、有害气体中毒等风险;设备支持路径自动规划,新手经短期培训即可上岗。勘察由此从"经验判断"变为"数据说话":设计准确率提升至95%以上,扫描效率较人工勘察提升50%以上。
无人机数据采集和人防洞内实景。
02 "桩基跨越",让建筑荷载绕开失效通道
看清之后,是科学设计与靶向施工。基于三维模型深化桩基点位,采用"桩基跨越"工法:钻孔灌注桩穿透通道结构及周边松散土层,直接嵌入下部稳定土层不少于3米,形成"桩基-承台-上部结构"受力体系,将荷载传至稳定地基,从根本上避开失效通道的承载风险。桩基穿越通道的关键段,以比桩径大100毫米的Q235B钢套管全程隔离保护,内壁防腐、外壁缠绕遇水膨胀止水条,套管与衬砌间隙再以环氧树脂高压注浆密封,确保桩身完整与防水性能。由此形成"精准探测-科学设计-靶向施工-量化验收"的全流程闭环:施工前后点云对比,结合荷载试验、取芯检测,验收可视化、可量化,数据全部存档、全程可追溯。
旋挖钻机人防洞上部钻孔和钢套管下放。
03 一套工法里的"小改小革"
针对人防洞顶衬砌破孔易卡钻的难题,现场在钻头上补焊3米长钢套管,形成稳定导向通道并临时支护孔周衬砌,从源头解决卡钻、塌孔问题;围绕工法关键技术,已形成《混凝土灌注高度测量装置》国家实用新型专利。配套装备还有用于支坑道补扫的手持SLAM扫描终端,以及与SLAM系统联动的钢套管定位器(定位精度±3厘米),组成"空地一体"的勘察施工组合。
钢筋笼加工制作和下放现场。
应用效果:提质增效,多重效益凸显
对建设单位最关心的三件事,这套工法给出了量化答案。工期上:人防通道区域地基勘察与方案设计周期缩短20%-30%,较传统大开挖加回填工法缩短25%,工程实例记载缩短15天。造价上:人防通道区域基础处理材料损耗降低30%以上,返工率控制在5%以内,综合工程造价降低10%-15%。质量上:设计准确率提升至95%以上;桩基承载力、主体结构稳定性、地下工程防水性能经专业检测机构核验全部达标。
国信和悦项目建成后,国信和悦项目盘活原有低效工业用地,助力海云庵片区城市更新,配套建设幼儿园、社区体育中心与邻里服务空间,补齐区域民生短板,改善人居环境,完善城市功能,提升片区活力与居民幸福感。
一线手记
在国信和悦项目现场,第一个"下洞"的不是工人,而是一架Elios 3无人机:它贴着昏暗的洞壁飞行,激光雷达以每秒10万至20万点的频率采集坐标,单架次续航可达60分钟以上。钻孔作业前,测量员再用手持SLAM终端对桩位二次复核,把偏差控制在5厘米以内;钻头穿越洞顶衬砌时,补焊的钢套管稳稳导向,防止围岩掉块卡钻。水下混凝土浇筑阶段,系统实时监测混凝土面上升高度,确保超灌高度不少于50厘米。从扫描、钻孔到注浆密封,每一步数据都进入模型存档——对使用者而言,这种"留痕"本身就是质量承诺。
