大疆无人机在超大深基坑群工程施工中的应用

孙致远 ,黄锭锭 ,李素亮,李龙飞,石祚祥

中建八局第一建设有限公司  济南 250000

摘要：利用大疆无人机Mini 3 Pro对现有的基坑群工程施工进行辅助工作，可以利于现有复杂基坑工作的开展。大疆无人机具有自动化拍摄功能，可以获取多方位的影像，获得全面的工程施工相关数据，对工程前期的勘测工作有非常大的帮助。尤其是超大深基坑群工作复杂、地下施工存在较多未知的问题，利用现有大疆无人机的特点，对地下信息进行全面的勘察，并对工程施工进行管理，可为今后无人机在相关工程中的应用提供基础。

关键词：大疆无人机；超大深基坑群；工程施工

一、引言

大疆民用无人机技术应用于超大深基坑群工作时，主要提供了获取动态信息的方法，这样将有助于工程施工现场的管理。而且在工程施工中应用无人机技术，就算没有专业基础的工作人员，也可以通过一些培训进行无人机的操作，以此来对施工现场中无人机所获取的图片和数据等进行整理，这为工程的施工提供了便利，也增加了工作人员对地下情况的了解。目前，我国城市化进程正在不断推进，大城市开发地下空间已经成为大势所趋。对地下空间的开发利用，有助于城市的发展，而与地下工程相应的便不得不提到超大深基坑工程。现有的超大深基坑往往处于城市中心，施工条件较为复杂，项目周围的建筑和管线等错综复杂，给工程的设计和施工造成了较大的难度。因此，在进行超大深基坑群的工作时，可利用无人机技术了解地下未知的风险，优化现有的基坑工程方案，为推动我国城市化发展提供便利条件。

二、大疆无人机应用于基坑工程信息采集时的优点

利用大疆无人机的摄影技术可以对地理的实体进行详细的记录，并以此获得丰富的工程信息数据。无人机在进行航拍时可以对实物的信息进行高精度的匹配，也可以借助现有的3D建模等技术对实体进行重建。考虑到无人机倾斜摄影技术的关键是分层的显示技术，这也将对建模的效率进行了很大地提高，有助于降低建模时所花费的成本。通过无人机获取航测数据，利用其来获得三维GIS模型，推动现有超大深基坑群工程施工的开展。

（一）无人机倾斜摄影技术优点

无人机倾斜摄影技术在进行三维实体重现时，主要利用到了数据处理系统，但数据的处理还需要借用其他软件。大疆无人机在工作时，可以自动飞行并按照规定的航线进行巡视和数据的获取。考虑到无人机在进行数据的获取时，是需要进行远程飞行的，其充电等管理功能也需要特别注意，以保障无人机可以在规定时间内获取全面的功能信息，达到无人机每日执行多次任务的目的；在保证施工安全的情况下，推进工程的进度。无人机倾斜摄影技术应用在项目施工时，充分显示其可视化的特点，很好地解决了超大深基坑群工程现有施工周期长、花费成本高等难题。在工程施工中利用无人机技术，可以辅助推动工程施工方案的顺利实施，保证各项工序有序开展 ，且对于施工现场的动态管理也极为有益。通过对无人机所获取的工程数据进行留档储存，便于后续工程的运营与维护。

（二）实现自动收集工程现场数据

在对现有超大深基坑群进行施工时，必须考虑到项目施工对周边建筑的影响，这就对超大深基坑群的施工提出了更高的要求，而项目施工场地内障碍物等的存在，给项目工程的开展增大难度；项目施工开始之前，必须对周边的地铁和车辆行驶路线进行判断，进而对工程施工的进度进行合理安排。其次，深基坑在工程施工时由于开挖困难、施工场地受限，对场地的平面布置策划难度也有所增大；再加上未知的环境因素，都会对现有的超大深基坑施工造成障碍。在施工时选择使用无人机技术，便可以改变现有深基坑施工时效低的问题，无人机可以通过远程控制来对项目现场的状况进行一键摄影监控，并对所获取的数据进行自动化处理，不仅改变传统施工信息数据数量及精度的不足，也可以减少项目施工所花费的人力和物力，降本增效。

（三）将工程数据的可视化成果进行显示

大疆无人机不仅可以对工程数据进行高效采集，也可以将现场的地形地貌与无人机所摄取的影像进行结合，实现场地数据在三维空间中的实景重现，方便工作人员对工程建立较为全面的认识。以便开展平面布置、文明施工、监测测量、基坑开挖等工作的进行。可视化将实现工程信息的全方位掌控，可尽量避免因信息获取不足而出现施工问题。

三、现有超大深基坑群工程施工中的难点

现有超大基坑群工程中的施工难点主要是基坑支护设计；因为支护技术是工程能够顺利进行的基础及安全保障，基坑支护技术需要综合考虑项目本身以及其周边道路的通行状况。同时，项目所属地区的环境以及地质水文情况也必须进行考虑。只有充分了解项目所处位置的具体信息，才能制定最佳的施工方案，使项目设计的性价比达到最优。施工前对项目的数据调研是较为困难的，尤其是对地质条件进行勘测本就十分困难，对施工支护方案的选择也必须充分了解周边地质水文的情况。此类诸多因素都将会对基坑的安全施工造成一定的影响。当项目体量较大，属于超大深基坑群时，地质勘测的数据将是巨量，处理也相对麻烦，因此对相关资料管理人员的专业要求也较高。

除此之外，工程原始数据的获取及分析对支护方案的最终选择起决定性作用；只有精确的数据才能保证支护结构的可靠度，这就要求在施工过程中引进新的技术。地下工程中的结构和施工情况很难通过肉眼观察得到，勘测技术也可能会因空间位置的因素，存在一定的不足之处。施工困难、工艺复杂是一方面的问题，工程后期维护方案的选择也会出现较大困难。若利用现有无人机倾斜摄影等优点，对项目本身及周围建筑进行探测，以此来解决现有数据信息获取不全面的难题，可为项目的开展提供较大助力。

四、大疆无人机技术为深基坑土方开挖提供便利

（一）对基坑开挖工作前期勘察提供帮助

无人机技术对基坑开挖工作前期的帮助主要表现在，利用相关GIS平台，将项目相关的模型以及卫星影像进行处理，在影像产生后，结合项目工程中的特征点坐标，获取影像中数据位置不够规范的点进行校正，以此来保证正射图的精确程度；同时，也可以考虑用CAD等制图软件对影像图片与图纸进行重合。这样得到的数据模型可以进一步提高精度，有助于施工的开展。

利用无人机的三维实景进行测量时，可以得到场地的原始环境图，利用所获取的信息对模型建立的流程进行分析，还可掌握工程施工现场的情况以及位置信息，最终建立对施工场地地形更为明确的认知。而且利用无人机所获取的模型影像信息，对施工场地周围的建筑楼距等及其他因素等进行探测，还可在较短时间内验证施工场地平面布置的选取是否合理，为后期项目工程的开展打好基础。同时可以考虑将无人机所摄取的影像，导入BIM软件中进行三维建模，利用现有BIM技术推演工况，便能对施工中可能出现的问题进行预防，以此来提高施工效率。

（二）无人机倾斜摄影技术对工程开挖深度进行管理

无人机作为航空摄影为建筑工程提供数据，离不开现有无人机技术较先进、操作易上手、突破常规空间约束、经济性能较好等优点。无人机在短时间内获取高质量的影像数据，为工程的开展提供了便利，也使得其在工程中有较大的应用空间：

（1）现有无人机测量技术是在测量领域最先发展起来的，通过多角度的测量改变了传统测量单一影像数据获取的不足；在摄影时使用了倾斜摄影技术，可以对传统测量过程中不易测量的部位进行数据获取。

（2）在此过程中，无人机还可通过获取地质表层的信息，全方面感知较为复杂的场景状况，利用专业设备对采集的数据进行高效处理生成结果，可对工程的外貌进行更为直观的反映。

（3）在深基坑施工开挖过程中采用无人机摄影技术，可较轻易的计算出开挖时所需的土方量，为超大深基坑群的施工开挖提供较为精确的数据支持。

（4）在现有基坑项目的实施过程中使用大疆无人机，可以获取基坑的全景动态，通过对所获取的GPS信息在软件中进行三维的重构，生成三维图像，以此可达到对基坑开挖过程的动态分析。进而可避免工程出现超挖或欠挖，实现对基坑开挖的质量控制。

五、结语

无人机摄影技术是现在新兴的一项技术，通过在一个飞行平台上搭载了多个传感器来实现对目标的拍摄，通过不同角度对所测物体的信息进行获取，通过信息的全面性来保证工程施工工作的正常开展。现有工程实践也证明，无人机技术应用在项目施工过程中可有效提高工作效率、缩短工程周期，对项目的管理与策划也提供了一定的帮助。无人机在工程中的应用，不仅为我国智慧城市的建设提供了基础，也将对建筑行业信息化的发展产生重大影响，有助于我国建筑行业施工向集成化方向发展。

参考文献

[1]杨杰.超大深基坑开挖变形与支护结构优化设计[J].建筑技术开发,2022,(14):162-164.

2]徐洪强,罗支贵,马奎.超大深基坑快速生产组织及施工技术应用分析[J].安徽建筑,2021,(12):125-127.

[3]杨文,张林辉,李念容.大疆无人机在大型市政工程建设中的应用[J].科学技术创新,2021,(16):150-152.

作者简介：孙致远（1997-），男，本科，初级工程师