黎乃慶

（中國能源建設(shè)集團(tuán)廣西水電工程局有限公司　廣西　南寧　530000）

數(shù)控機(jī)械技術(shù)在公路土建施工中的應(yīng)用研究

黎乃慶

（中國能源建設(shè)集團(tuán)廣西水電工程局有限公司廣西南寧530000）

隨著改革開放帶來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市公路建設(shè)工程數(shù)量也在與日俱增，相應(yīng)地對(duì)機(jī)械作業(yè)的要求也愈加嚴(yán)格起來。而最受人們關(guān)注的就是數(shù)控機(jī)械技術(shù)在公路施工建設(shè)中的應(yīng)用。本文通過對(duì)數(shù)控技術(shù)的工作原理和工藝進(jìn)行分析探討總結(jié)出數(shù)控技術(shù)相比較傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在，希望對(duì)發(fā)展公路建設(shè)有一定的幫助和指導(dǎo)。

公路土建；數(shù)控機(jī)械技術(shù)；數(shù)據(jù)；效率

1　引言

科技的快速發(fā)展帶動(dòng)了數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與研究，在國內(nèi)，很多工程工作中都引進(jìn)數(shù)控技術(shù)來解決一些特殊問題。在公路土建工程中，數(shù)控技術(shù)能夠有效的解決因技術(shù)人員的技術(shù)水平不一樣、技術(shù)失誤或者建筑環(huán)境差別大帶來的問題。既提高了產(chǎn)品驗(yàn)收合格率，又能降低成本，減少資源損耗。因此，數(shù)控技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為行業(yè)判斷一個(gè)企業(yè)施工水平高低的標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)對(duì)發(fā)展數(shù)控技術(shù)也投入很大的精力。本文就仔細(xì)分析一下數(shù)控技術(shù)給公路土建施工帶來了那些作用和影響。

2　數(shù)控技術(shù)施工的簡單概述

2.1數(shù)控技術(shù)施工的概念

所謂數(shù)控機(jī)械施工，是指在不同的技術(shù)平臺(tái)上進(jìn)行模型設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)收集、環(huán)境定位以及控制等，結(jié)合雙向通訊技術(shù)整合信息資源，最大限度的擺脫空間和時(shí)間的限制，對(duì)整個(gè)功底的施工機(jī)械進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)施精準(zhǔn)管理，實(shí)時(shí)追蹤工程進(jìn)度。在我們很多地方工作中，比如道路修理工程、水利工程、大型商場(chǎng)的修建以及礦山等土建基礎(chǔ)工程中都會(huì)將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用，加強(qiáng)挖掘機(jī)、推土機(jī)等道路修建基礎(chǔ)設(shè)備的工作效能。數(shù)控技術(shù)在土建工程中的應(yīng)用還包括整理路面、監(jiān)測(cè)滑坡、斷層修復(fù)，開挖土石等土建各階段，可見數(shù)控技術(shù)在土建實(shí)施過程中的應(yīng)用之廣。數(shù)控機(jī)械化施工可以實(shí)現(xiàn)多階段、多機(jī)械、分環(huán)節(jié)、分工花的精確控制組合。在節(jié)約時(shí)間精力資源的基礎(chǔ)上為工程人員提供一個(gè)安全可靠的管理方式。比如上海浦東國際機(jī)場(chǎng)跑道的水穩(wěn)施工使用數(shù)控平地機(jī)即可不用掛線就能完成。而一般的公路修建也可以不用掛樣就可以完后對(duì)加工層的測(cè)量。

2.2數(shù)控技術(shù)的原理

全天實(shí)時(shí)精準(zhǔn)控制是數(shù)控機(jī)械施工的一個(gè)特點(diǎn)，采用GSP中的PTK技術(shù)可以準(zhǔn)確的獲知工程施工機(jī)械的具體位置和工作狀態(tài)。數(shù)控系統(tǒng)接收傳感器傳來的信號(hào)以及分析定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對(duì)傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，然后再議圖片、聲音、數(shù)據(jù)或頻率等方式報(bào)告機(jī)械工作部位與工作人員或者目標(biāo)地點(diǎn)的距離，指導(dǎo)施工人員進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)鏟刀鏟平，數(shù)控同時(shí)操作壓路機(jī)進(jìn)行路面的碾壓，實(shí)時(shí)顯示碾壓區(qū)域壓實(shí)度與壓實(shí)遍數(shù)，結(jié)束施工，然后及時(shí)給出動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。

2.3數(shù)控技術(shù)施工特點(diǎn)

數(shù)控機(jī)械施工能夠節(jié)省人力，時(shí)間這點(diǎn)毋庸置疑，直接輸入設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)便可實(shí)現(xiàn)無樁施工；同時(shí)可以降低燃料，資源的浪費(fèi)，更加合理有效的提高施工設(shè)備的整體效率。同時(shí)，數(shù)控技術(shù)由于全程使用電子設(shè)備整理數(shù)據(jù)，可靠性增強(qiáng)；利用數(shù)控指揮機(jī)械施工，安全性增大。沒有了以往的數(shù)據(jù)采集和打樁參照，合理的降低了機(jī)械的使用次數(shù)，增加了機(jī)械的使用壽命；數(shù)控技術(shù)最重要的就是可以利用三維測(cè)控實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工程，保證了工程質(zhì)量，消除返工問題，實(shí)現(xiàn)了管控一體。傳統(tǒng)機(jī)械施工安全性不高，主要是因?yàn)榉艠?、護(hù)樁的過程中需要很多人同時(shí)作業(yè)并且需要多次配合，這樣的重復(fù)工作效率很低并且對(duì)于天氣和光線等條件有很高的要求。傳統(tǒng)施工過程中根據(jù)樁位檢測(cè)進(jìn)行復(fù)核調(diào)整，人工操作設(shè)備需要進(jìn)行多次作業(yè)不斷收集和整理數(shù)據(jù)，機(jī)械使用頻率很高；現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)數(shù)據(jù)或者設(shè)計(jì)變更數(shù)據(jù)不能及時(shí)反饋；分成若干步驟進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，經(jīng)常發(fā)生返工現(xiàn)象。

2.4數(shù)控技術(shù)施工流程

數(shù)控機(jī)械施工的工藝流程、以路基填筑為例，施工流程是：第一步需要把設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸進(jìn)系統(tǒng)中，然后架設(shè)好定位基站，使機(jī)械處在一個(gè)定位基準(zhǔn)上，用運(yùn)料車進(jìn)行裝、卸料，數(shù)控操作推土機(jī)把料堆散開，自動(dòng)調(diào)節(jié)鏟斗粗平物料，數(shù)控操作平地機(jī)結(jié)合設(shè)計(jì)自動(dòng)調(diào)節(jié)鏟刀精平，數(shù)控操作壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，實(shí)時(shí)顯示碾壓區(qū)域壓實(shí)度與壓實(shí)遍數(shù)，結(jié)束施工，然后及時(shí)給出動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。

3　數(shù)控技術(shù)在公路土建中的應(yīng)用分析

3.1施工成本分析

在傳統(tǒng)機(jī)械施工中，需要數(shù)名建筑施工人員同時(shí)進(jìn)行測(cè)量放樁、護(hù)樁，需要消耗很多人力物力，并且需要重復(fù)檢查核對(duì)其完整性。天氣如果不是很好，施工人員的安全狀況也是很大的問題，同時(shí)還會(huì)影響工程進(jìn)度。傳統(tǒng)施工工作任務(wù)量大，后期工作還需要人工引導(dǎo)機(jī)械完成工作，若是工程中出現(xiàn)工程數(shù)據(jù)的變更或者修改都無法及時(shí)進(jìn)行更改，并且不能合理系統(tǒng)的修改，施工人員的檢測(cè)也無法及時(shí)的反饋給其他人進(jìn)行調(diào)整，這就造成返工的可能性大大增加。數(shù)控技術(shù)可以通過三維模型和多技術(shù)平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行整改，不僅提高了工作效率，節(jié)省人力物力，更能實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整全面控制。保證了工作人員的安全和工行工作的質(zhì)量。為進(jìn)行直觀有效對(duì)比，我們以高速公路某路段為例進(jìn)行施工試驗(yàn)，對(duì)比施工成本和施工效益，在長為600m的精加工路段分別應(yīng)用傳統(tǒng)施工方法和數(shù)控機(jī)械施工技術(shù)各施工600m，對(duì)比施工效率、施工誤差、施工成本。兩種施工模式施工效率、施工成本對(duì)比見表1。結(jié)果顯示，數(shù)控機(jī)械施工可顯著提升施工效率，降低人力物力等成本投入，施工效益好。人力投入的減少并未影響施工數(shù)據(jù)收集，既避免了施工人員對(duì)機(jī)械施工的干擾，降低安全隱患，同時(shí)節(jié)約人力和成本投入，二者成本上的顯著差異證實(shí)了數(shù)控機(jī)械施工的優(yōu)越性。由此可見，廣泛使用并推廣數(shù)控機(jī)械施工能夠加快施工進(jìn)度，提升施工效率縮短工期，降低成本投入，帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

表1　兩種施工模式施工效率、施工成本對(duì)比表

3.2數(shù)控技術(shù)施工效果分析

施工標(biāo)高數(shù)據(jù)是檢測(cè)技術(shù)優(yōu)越性的一個(gè)重要指標(biāo)，數(shù)控技術(shù)比傳統(tǒng)技術(shù)更能夠減少誤差。某高速公路標(biāo)段內(nèi)不同方法施工后標(biāo)高檢測(cè)結(jié)果對(duì)比見表2。從實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)比情況來看，應(yīng)用數(shù)控機(jī)械技術(shù)輔助施工在標(biāo)高控制方面顯著縮小了誤差，提升了精度與精確性，可見數(shù)控機(jī)械技術(shù)在公路土建施工中具有優(yōu)越的控制性能，有助于加強(qiáng)施工管控。

在公路工程施工運(yùn)用中，數(shù)控機(jī)械化能夠節(jié)約時(shí)間，人力和資源的不合理使用。同時(shí)能夠保證施工質(zhì)量，施工過程相對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)更加低碳環(huán)保。數(shù)據(jù)也能夠系統(tǒng)的保存下來做研究，為以后的道路維修養(yǎng)護(hù)保留下數(shù)據(jù)。數(shù)控技術(shù)的引用，為公路基建提供有利的保障，為企業(yè)帶來了更多的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

4　結(jié)語

我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了國內(nèi)交通和基建工程建設(shè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)機(jī)械施工不僅耗費(fèi)成本，工期長，對(duì)于工程質(zhì)量也無法與數(shù)控機(jī)械技術(shù)相比較，要想取得長足發(fā)展，滿足快速增長的施工要求，就必須引進(jìn)數(shù)控技術(shù)。用多技術(shù)，多平臺(tái)為施工提供技術(shù)保障，同時(shí)高效優(yōu)質(zhì)的施工也可以實(shí)施全面數(shù)字化管理，讓業(yè)主掌控工程進(jìn)度和質(zhì)量。推動(dòng)中國公路基建發(fā)展，就必須不斷引進(jìn)數(shù)控技術(shù)到施工領(lǐng)域，讓其發(fā)揮更大的作用。

表2　某高速公路標(biāo)段內(nèi)不同方法施工后標(biāo)高檢測(cè)結(jié)果對(duì)比表

[1]楊舒雅，趙昕.公路土建施工中數(shù)控機(jī)械技術(shù)的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2014（8）.

[2]劉娟.“7”時(shí)代下中國挖掘機(jī)械市場(chǎng)格局前[J].建筑機(jī)械（上半月），2013（12）.

[3]李濤，周斯格，黃愛翔，等.數(shù)控機(jī)械技術(shù)在公路土建施工中的應(yīng)用[J].湖南交通科，2013（2）.

U415.6

A

1673-0038（2015）04-0074-02

2015-1-5

黎乃慶（1970-），男，助理工程師，大專，主要從事設(shè)備管理工作。