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

婁雙

摘 要：在當(dāng)代公路施工的過程中，隨著工程量的日益增加，尤其是在最近幾年里發(fā)展速度飛速的數(shù)控機(jī)械受到相關(guān)領(lǐng)域的認(rèn)可。對此，本文主要從數(shù)控機(jī)械的概述、數(shù)控機(jī)械施工的實例和效果幾方面進(jìn)行分析，提出合理化建議，旨在促進(jìn)數(shù)控技術(shù)在我國公路土建施工中發(fā)揮出重要的作用，為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)械；技術(shù)；公路土建施工；應(yīng)用

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的飛速發(fā)展，我國公路建設(shè)得到了大幅度的提升，在工程數(shù)量不斷增加的今天，推動機(jī)械作業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步是保證施工質(zhì)量的重要途徑。對此，本文主要從以下幾方面來詳細(xì)的分析數(shù)控機(jī)械技術(shù)在公路土建施工中的具體應(yīng)用情況，并提出相關(guān)見解，提供給相關(guān)人士，供以借鑒。

1 數(shù)控機(jī)械的概述

隨著我國科學(xué)技術(shù)的日益完善，數(shù)字化控制技術(shù)在不同行業(yè)都得到了普遍的認(rèn)可，其中使用范圍在某種程度上反映出了行業(yè)的現(xiàn)代化水平。傳統(tǒng)的土建標(biāo)高“坡度”等有關(guān)參數(shù)，大多數(shù)都是采取機(jī)械操作的形式來對樁位進(jìn)行檢測的，并且使用手工操作土方機(jī)械來加以控制，利用檢查的形式來進(jìn)行多次的調(diào)整。因為土方機(jī)械功能不同，機(jī)械操作效率也存在不同，將隨機(jī)性增加，致使產(chǎn)品驗收概率不斷降低，為了確保質(zhì)量能夠達(dá)到合格的標(biāo)準(zhǔn)，不僅增加了成本，而且還對施工進(jìn)度以及企業(yè)形象產(chǎn)生不利影響。而將該施工手段運(yùn)用其中，就可以較好的將此列問題加以處理。

1.1 數(shù)控機(jī)械化施工的概念

數(shù)控機(jī)械化施工，是指依托建立的三維設(shè)計圖數(shù)據(jù)模型、工地現(xiàn)場定位及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)械控制系統(tǒng)等基礎(chǔ)平臺，通過結(jié)合雙向通訊技術(shù)，整合工地信息資源，突破時間、空間的局限，對單臺、多臺甚至整個工地的施工機(jī)械，實現(xiàn)實時管理、精準(zhǔn)控制的施工模式。在市政公用工程、道路工程、水利、礦山工程、機(jī)場、大型廣場和商業(yè)用地等土建基礎(chǔ)工程項目中，可以將數(shù)字智能控制系統(tǒng)安裝在平地機(jī)、推土機(jī)、挖掘機(jī)、壓路機(jī)和攤鋪機(jī)等施工機(jī)械上以組成數(shù)控智能設(shè)備，廣泛應(yīng)用于斷面土石方開挖、邊坡修整、場地平整、水穩(wěn)基層、油面的攤鋪，以及各階段的壓實和驗收。數(shù)控機(jī)械化施工，不但可以采用單機(jī)、多機(jī)組合，實行對某工序及分項工程的控制，也可以實現(xiàn)全線多標(biāo)段、多機(jī)械的組合，這樣就能為業(yè)主實現(xiàn)管控一體化提供一個很好的管理平臺。

1.2 數(shù)控機(jī)械化施工原理

就數(shù)控機(jī)械化施工而言，采取智能機(jī)器人全站儀對存在的情況進(jìn)行檢測，并在第一時間得到三維位置以及具體的情況；系統(tǒng)利用相應(yīng)的定位系統(tǒng)以及不同種類的傳感設(shè)備所發(fā)出的信號，對傳感器所產(chǎn)生的數(shù)值做好記錄工作，并且對數(shù)字化三維設(shè)計基準(zhǔn)模型和相應(yīng)的位置信息有機(jī)的結(jié)合起來，通過圖形、聲音信號等諸多形式來對機(jī)械工程部件以及相應(yīng)的工作面進(jìn)行相對，從而指引操作人員能夠準(zhǔn)確的開展施工。

1.3 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：把設(shè)計數(shù)據(jù)輸進(jìn)系統(tǒng)中，架設(shè)好定位基站，使機(jī)械在一個定位基準(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)計自動調(diào)節(jié)鏟刀精平，數(shù)控操作壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，實時顯示碾壓區(qū)域壓實度與壓實遍數(shù)，結(jié)束施工，然后及時給出動態(tài)數(shù)據(jù)。

1.4 數(shù)控機(jī)械施工特點

數(shù)控機(jī)械施工能夠為相關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)提供直接輸入的功能，并做好無樁施工，在某種程度上節(jié)約了人力以及物力，可以將設(shè)備在組合中的整體水平加以提升，從而使施工環(huán)節(jié)具有一定的安全性，將打樁作業(yè)環(huán)節(jié)去除，采取自動化控制以及收集相應(yīng)的數(shù)據(jù)，從而減少機(jī)械的使用次數(shù)；相關(guān)單位對工程數(shù)量以及水平進(jìn)行時刻的監(jiān)控，為實現(xiàn)統(tǒng)一的管理帶來方便。在整個環(huán)節(jié)實現(xiàn)動態(tài)控制的效果，減少返工現(xiàn)象的出現(xiàn)。以往機(jī)械施工中，需要對放樁以及護(hù)樁進(jìn)行檢測，而且需要適量的人來配合，這樣就大大降低了施工效率，并且對氣候以及光線等都有著較強(qiáng)的依賴性，沒有做到安全施工；依據(jù)樁位進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，采取人工操作的方式做好相應(yīng)的檢查，并收集相關(guān)的數(shù)據(jù)，機(jī)械應(yīng)用較為復(fù)雜；所收集到的數(shù)據(jù)亦或是設(shè)計變更都不能在第一時間進(jìn)行反饋；分成很多環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，往往會出現(xiàn)返工的情況。

2 數(shù)控機(jī)械施工的實例和效果

2.1 成型后的外觀數(shù)據(jù)

沒有對技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行驗證，本文所采取以下兩種施工形式：一種是傳統(tǒng)機(jī)械施工；另一種是數(shù)控機(jī)械施工。并且在兩端200m范圍的路段進(jìn)行對比，從所獲得的對比結(jié)果可以得知，以往機(jī)械以及數(shù)控機(jī)械在完成施工以后所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)相差很大，后者所產(chǎn)生的方差比前者要小5倍左右。

2.2 兩種作業(yè)方法的成本比較和經(jīng)濟(jì)效益

在某高速路段一標(biāo)，選擇全幅400m路基工段，選擇兩種機(jī)械施工方式分別施工200m，數(shù)控機(jī)械方式，0.5d（施工完，一次驗收后達(dá)到合格，傳統(tǒng)機(jī)械方式，1天施工完，一次驗收后達(dá)到合格。對于設(shè)備、人員和施工時間，數(shù)控機(jī)械作業(yè)模式中測量人員1人，沒有輔助測量員和護(hù)樁員；數(shù)控平地機(jī)1臺，推土機(jī)和壓路機(jī)各1臺；時間是半個班臺4小時。傳統(tǒng)機(jī)械作業(yè)模式中測量人員1人，輔助測量員2人，護(hù)樁員5人；平地機(jī)、推土機(jī)和壓路機(jī)各1臺；時間是1個臺班8小時。人工費(fèi)比較：選擇數(shù)控機(jī)械，完全達(dá)到無樁化施工，只要1個測量人員對路基的外形參數(shù)進(jìn)行輸入與收集，沒有輔助測量員和護(hù)樁員，防治現(xiàn)場人員干擾到機(jī)械施工，消除由此造成的安全隱患，節(jié)省很多人工費(fèi)。通過施工中有關(guān)數(shù)據(jù)的計算可知，對于人工費(fèi)，數(shù)控機(jī)械方式是傳統(tǒng)機(jī)械的23.7%。燃油消耗，柴油價格按照7.16元/L：選擇數(shù)控機(jī)械后，燃油費(fèi)節(jié)省1156元，對于該項費(fèi)用，數(shù)控機(jī)械方式是傳統(tǒng)機(jī)械的74.2%。機(jī)械臺班費(fèi)：選擇數(shù)控模式機(jī)械臺班費(fèi)節(jié)省了500元，對于該項費(fèi)用，數(shù)控機(jī)械方式是傳統(tǒng)機(jī)械的77.3%。根據(jù)上述三項費(fèi)用有關(guān)數(shù)據(jù)的計算結(jié)果：傳統(tǒng)作業(yè)方式下，人工費(fèi)、燃油消耗和機(jī)械臺班費(fèi)共計7828元；數(shù)控作業(yè)方式下，人工費(fèi)、燃油消耗和機(jī)械臺班費(fèi)共計5302元。所以，以200m道路施工為例，兩種作業(yè)模式下直接成本，數(shù)控機(jī)械施工費(fèi)是傳統(tǒng)機(jī)械模式下的67.7%，比較起來節(jié)省32.3%。

結(jié)束語

通過以上內(nèi)容的論述，可以得知：我國公路以及工程在不斷發(fā)展的形勢下，對工期、成本等方面的控制要求愈來愈多，以往的機(jī)械施工已經(jīng)不能符合當(dāng)前發(fā)展的需要，而數(shù)控機(jī)械中所具有的多機(jī)以及多標(biāo)段作業(yè)不但確保了施工可以達(dá)到安全、高效的效果，也對業(yè)主實現(xiàn)智能以及數(shù)字化管理等提供了重要的依據(jù)，為未來的發(fā)展建設(shè)施工中明確正確的方向。

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