公路土建施工項目中數(shù)控機械技術(shù)的應(yīng)用

黃維

摘 要：對公路土建施工中數(shù)控機械技術(shù)的應(yīng)用，做了簡單的論述?；谝酝氖┕そ?jīng)驗，應(yīng)用數(shù)控機械技術(shù)，能夠減少標(biāo)高誤差，節(jié)約施工成本，提高公路工程施工效率。若想實現(xiàn)上述應(yīng)用目標(biāo)，在實際應(yīng)用過程中，需要做好數(shù)控機械技術(shù)要點的把控，結(jié)合實際情況，合理應(yīng)用此技術(shù)。

關(guān)鍵詞：公路土建；數(shù)控機械；施工質(zhì)量

隨著現(xiàn)代化公路施工水平的不斷提升，利用專業(yè)化的機械設(shè)備解決施工過程中遇到的土建問題已經(jīng)成為了一種常態(tài)。在公路土建工程施工過程中，以數(shù)控技術(shù)為代表的技術(shù)操作所占的比例越來越大，推進(jìn)了現(xiàn)代化工程建設(shè)的進(jìn)程。在公路工程施工過程中，通過利用數(shù)據(jù)機械技術(shù)可以有效解決工程施工中因操作水平差異而造成的各種問題，降低施工成本，提升施工質(zhì)量。

1數(shù)控機械技術(shù)概述

數(shù)控機械施工技術(shù)綜合了多個技術(shù)平臺，如數(shù)據(jù)收集、定位技術(shù)、機械把控技術(shù)、三維建模設(shè)計等，利用通訊技術(shù)對現(xiàn)場資源的合理整合、分配、利用，最大限度突破時間和空間制約，利用數(shù)控機械完成對施工現(xiàn)場實際施工情況和進(jìn)度的實時跟蹤和把控。數(shù)控機械施工技術(shù)在各類工程中均有著廣泛的應(yīng)用，包括公路、機場、公共場所等工程，將智能控制系統(tǒng)和施工機械有效聯(lián)合起來形成智能數(shù)控機械，進(jìn)而實現(xiàn)多道關(guān)鍵工序的施工、壓實和驗收。該項施工技術(shù)有效實現(xiàn)了分工序、分環(huán)節(jié)、多設(shè)備、多標(biāo)段等高效組合施工的精準(zhǔn)把控。

2土建施工中有關(guān)的數(shù)控機械關(guān)鍵技術(shù)

2.1作業(yè)對象識別技術(shù)

在公路土建機械化施工作業(yè)中， 應(yīng)用識別技術(shù)與評價技術(shù)， 能夠準(zhǔn)確判斷機械作業(yè)方式， 明確機械設(shè)備運行實際情況。 當(dāng)前公路土建施工規(guī)模不斷擴大，使用的設(shè)備類型較多。在施工作業(yè)的過程中，作業(yè)對象識別與評價功能的發(fā)揮，能夠保證機械化作業(yè)的效果，提升作業(yè)質(zhì)量。 除此之外，結(jié)合工程實際，使用具有高安全保障的機械設(shè)備，保證多臺設(shè)備同時運行，合理調(diào)度設(shè)備，能夠減少事故的發(fā)生。

2.2位置誘導(dǎo)技術(shù)

在公路土建施工作業(yè)中，應(yīng)用數(shù)控機械技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)位置誘導(dǎo)功能。 在作業(yè)的過程中，按照施工工序，依據(jù)位置識別信息，開展施工作業(yè)，能夠?qū)υO(shè)計的作業(yè)程序，進(jìn)行誤差分析，實現(xiàn)適時校準(zhǔn)和消除。在作業(yè)環(huán)節(jié)，若土建機械行駛路徑和設(shè)定的途徑之間出現(xiàn)偏差，借助設(shè)備的自動化復(fù)位功能，能夠盡可能的恢復(fù)路徑。利用位置誘導(dǎo)系統(tǒng)，可有效消除設(shè)備位置與速度等的偏差，做好改正工作。

2.3機身位置識別技術(shù)

利用機械位置識別技術(shù)，實現(xiàn)了機械設(shè)備自動化位置識別。從數(shù)控機械設(shè)備識別方式來說，包括內(nèi)部位置與外部位置識別方式。 對于機械設(shè)備行駛路徑信息的檢測，可選擇內(nèi)部位置識別法，利用速度傳感器以及回轉(zhuǎn)式角傳感器，開展施工作業(yè)，獲得機械運動和方位變化信息，發(fā)送給計算機控制中心，進(jìn)行計算分析，獲得機械設(shè)備位置信息。 基于此技術(shù)，極大程度上提高了機械化作業(yè)水平。

2.4全站儀技術(shù)

從數(shù)控機械施工原理角度來說，使用智能全站儀，實現(xiàn)動態(tài)化控制，或者利用 GPS RTK 技術(shù)，實現(xiàn)獲得施工機械設(shè)備的三維信息與狀態(tài)信息。系統(tǒng)運行的過程中，利用定位系統(tǒng)以及傳感器信號，能夠?qū)崟r準(zhǔn)確記錄傳感器數(shù)值，依據(jù)狀態(tài)信息，通過圖形或者數(shù)值等方式，給操作人員，提供機械部件以及目標(biāo)工作面位置信息，指導(dǎo)設(shè)備操作人員施工。

3公路土建項目施工中數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的實例分析

數(shù)控機械施工技術(shù)因其有諸多優(yōu)點而在公路建設(shè)中被廣泛應(yīng)用，以下結(jié)合某地區(qū)高速公路建設(shè)項目為例，對其中一段500m的精加工路段進(jìn)行數(shù)控機械施工技術(shù)的應(yīng)用分析。

3.1數(shù)控機械施工的標(biāo)高偏差

施工技術(shù)質(zhì)量好壞可以通過對施工標(biāo)高數(shù)據(jù)進(jìn)行比對來顯示，是評價施工技術(shù)精準(zhǔn)性和優(yōu)越型的顯著指標(biāo)。相比于傳統(tǒng)的機械施工技術(shù)中標(biāo)高數(shù)據(jù)的比對，數(shù)據(jù)機械施工技術(shù)最大的優(yōu)點是可以有效降低誤差，提高施工的精準(zhǔn)性，本項目借助數(shù)據(jù)機械施工技術(shù)有效控制了施工標(biāo)高誤差，提高了精準(zhǔn)度，由此說明數(shù)據(jù)機械施工技術(shù)的輔助，可有效強化對施工過程的管理和控制。

3.2經(jīng)濟(jì)效益分析

為有效直觀的比對數(shù)控機械施工技術(shù)的特點，對上述提到的項目路段開展施工試驗，進(jìn)而有效比對施工成本和收益。數(shù)控系統(tǒng)主要采用了美國Trimble公司的GCS900系統(tǒng)，500m長的精加工高速公路路段分別采用傳統(tǒng)機械施工和數(shù)控機械施工技術(shù)進(jìn)行施工，分別施工長度為250m，通過施工數(shù)據(jù)的收集對比兩種施工方式的施工效率、誤差、成本，詳細(xì)參數(shù)見表1。由表1可以發(fā)現(xiàn)，數(shù)控機械施工有效提高了施工效率、降低了施工誤差，大大減少了施工成本，提升了施工效益。施工人力的降低對整個施工過程數(shù)據(jù)的收集并未產(chǎn)生影響，同時人力的減少對于施工過程中施工機械的干擾性、施工安全隱患等均明顯降低，并且還節(jié)約了成本，兩種施工模式的成本明顯差異直接展現(xiàn)了數(shù)控機械施工的優(yōu)越性。

4施工要點把控

4.1做好碾壓層厚度的控制

開展公路土建施工作業(yè)，若碾壓層厚度較厚，則難以形成高密實度。 若為瀝青混凝土，則厚度越厚密度越高?；诖?，需要結(jié)合公路實際情況，按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，做好施工厚度的控制。 利用數(shù)控機械技術(shù)，實時采集施工數(shù)據(jù)信息，掌握碾壓情況，以便于及時調(diào)整施工作業(yè)，進(jìn)而保證施工質(zhì)量。

4.2做好碾壓溫度控制

以瀝青混凝土道路為例，其壓實效果，同碾壓溫度有著直接的關(guān)系。若溫度較高，則可以減少碾壓次數(shù)，來獲得高密實度以及壓實質(zhì)量。從施工實際效果來說，若溫度較高，使用鋼輪設(shè)備，極易帶起混合料，產(chǎn)生壓痕，難以保障壓實效果。若溫度較低，則碾壓難度會增加，極易引發(fā)安全隱患。基于此為確保工程施工的質(zhì)量，需要做好碾壓溫度控制。

4.3做好碾壓速度與遍數(shù)的控制

開展碾壓施工作業(yè)，若速度過快，為確保碾壓作業(yè)的質(zhì)量，通常需要增加碾壓次數(shù)，如此則難以保證壓實效率?；诖?，合理控制碾壓速度，科學(xué)縮減碾壓時間，提高碾壓作效率。 無論過快或者過慢，均難以滿足質(zhì)量要求，極易造成路面缺陷，因此開展公路機械化施工作業(yè)的過程中，要充分發(fā)揮數(shù)控機械技術(shù)的優(yōu)勢，做好施工質(zhì)量的把控。

5結(jié)束語

綜上所述，在公路土建工程施工過程中，對數(shù)控機械的應(yīng)用日益廣泛。數(shù)控機械集成了機械控制技術(shù)、精準(zhǔn)定位技術(shù)和現(xiàn)代通訊技術(shù)，可以進(jìn)行一體化數(shù)控機械施工，避免人為因素而引起的施工誤差，提高施工成本，縮短施工工期，簡化施工流程。通過在實際工程施工中應(yīng)用數(shù)控機械設(shè)計師，不僅推進(jìn)了施工安全，為施工提供了高效、優(yōu)質(zhì)、安全的保障，而且也提高了工程的施工進(jìn)度和施工質(zhì)量，推進(jìn)了公路現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展。

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