淺談數(shù)字化施工技術(shù)在機(jī)場水穩(wěn)層施工中的應(yīng)用

鄧 磊

（四川省場道工程有限公司， 四川 成都 610081）

0 引言

在傳統(tǒng)攤鋪施工基礎(chǔ)上采用數(shù)字化攤鋪設(shè)備，充分結(jié)合數(shù)字化、智能化的優(yōu)點(diǎn)，精準(zhǔn)高效地完成攤鋪施工。由于傳統(tǒng)攤鋪方法已不能更好適應(yīng)目前機(jī)場水穩(wěn)層施工的高要求，因此應(yīng)用數(shù)字化施工技術(shù)勢在必行。在本文中通過對在機(jī)場水穩(wěn)層施工中應(yīng)用數(shù)字化施工技術(shù)進(jìn)行淺析，從而為控制機(jī)場的數(shù)字化施工質(zhì)量以供借鑒與參考。

1 簡述青島機(jī)場概況

青島機(jī)場坐落于中國山東省青島市城陽區(qū)流亭街道，作為 4E級民用國際機(jī)場，距離青島市區(qū)大約有 23公里，是中國十二大干線之一[1]。該機(jī)場通航時(shí)間為1944年，一期擴(kuò)建工程竣工于1987年11月；二期擴(kuò)建工程竣工于2004年；在2005年升格為國際機(jī)場；三期擴(kuò)建工程竣工于2007年。在2017年8月，青島國際機(jī)場共有2座航站樓，總面積約達(dá)12萬平方米。70個(gè)機(jī)位，擁有寬45m、長3.4km的跑道。2017年游客吞吐量約為2321萬人次、起降架次約17.88萬架次，2016年貨郵吞吐量約為23.07萬噸。青島地區(qū)主要是以斷裂構(gòu)造為主，具有優(yōu)良建筑地基條件，地勢東高西低[2]。青島地區(qū)屬于溫帶季風(fēng)氣候，由于受到洋面上水團(tuán)、海流與東南季風(fēng)影響，因此又具有海洋性氣候特征[3]。故此，青島機(jī)場對滑行道、跑道、停機(jī)坪、聯(lián)絡(luò)道的水穩(wěn)層施工具有較高要求。

2 數(shù)字化施工概述

在目前階段我國不斷加強(qiáng)城市工程項(xiàng)目建設(shè)，在迎接發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)給建設(shè)工程的監(jiān)管工作帶來了挑戰(zhàn)與壓力。傳統(tǒng)工程施工技術(shù)較為單一化，主要是靠人工操作技術(shù)，不僅降低了工作質(zhì)量與工作高效性，還可能會(huì)引起操作誤差，從而為工程施工帶來安全隱患[4]。近年來，工程事故事件層出不窮，因此有必要確保施工質(zhì)量安全性，不斷研發(fā)與引入先進(jìn)化、數(shù)字化施工技術(shù)。數(shù)字化施工技術(shù)主要是在建筑工程的建設(shè)過程中將每個(gè)環(huán)節(jié)予以統(tǒng)一建模，建造出一個(gè)能夠運(yùn)行的虛擬環(huán)境，通過軟件技術(shù)作為支持，采用性能良好的硬件設(shè)備。在網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)化為數(shù)字化產(chǎn)品，按照設(shè)計(jì)-分析-決策-檢驗(yàn)-管理的系統(tǒng)化流程。

3 數(shù)字化施工技術(shù)在機(jī)場水穩(wěn)層施工中的應(yīng)用

3.1 攤鋪?zhàn)詣?dòng)控制系統(tǒng)的工作原理

攤鋪機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)、SPS全站儀基準(zhǔn)站構(gòu)成了PCS900攤鋪?zhàn)詣?dòng)控制系統(tǒng)[5]。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)，機(jī)械控制點(diǎn)上的全站儀會(huì)對三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行捕捉安裝，其中三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)必須是MT900棱鏡坐標(biāo)數(shù)據(jù)。之后所得數(shù)據(jù)需經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)傳送至CB430控制箱內(nèi)。CB430控制箱會(huì)對比分析該坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并精心設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)卡中三維數(shù)據(jù)，隨后將生成的高程修正信息傳送至CB440控制箱，并生成相對應(yīng)的比例驅(qū)動(dòng)信號。通過液壓閥驅(qū)動(dòng)推鋪機(jī)予以臂液壓油缸牽引操作，調(diào)整熨平板方向，使推鋪道面發(fā)生高程及坡度變化，防止路面波動(dòng)并起到彌補(bǔ)作用[6]。該系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)路面平整，還能完成施工過程中的精確控制要求，滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 傳統(tǒng)攤鋪施工方法

在傳統(tǒng)攤鋪施工方法中主要是使用瀝青混凝土攤鋪機(jī)展開施工作業(yè)，由專門測量人員提前做好準(zhǔn)備工作，架設(shè)好呂梁、基準(zhǔn)線后，根據(jù)非接觸式或是接觸式傳感器展開施工工作[7]。由于在施工過程中，參考基準(zhǔn)容易受到人為因素或者是外界自然環(huán)境因素的干擾而產(chǎn)生較大誤差。此外，在進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，一旦檢查出施工誤差較為嚴(yán)重，降低了攤鋪精度，一方面耗費(fèi)大量物力人力且還需進(jìn)行返工；另一方面還會(huì)在后續(xù)施工時(shí)鋪設(shè)水泥板過程中，因過度增加使用量，使工程項(xiàng)目資金得到不必要的耗費(fèi)。因此，傳統(tǒng)攤鋪施工方法具有一定局限性。

3.3 攤鋪?zhàn)詣?dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用與特征

大部分?jǐn)備仚C(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)主要是采用傳統(tǒng)PID控制法進(jìn)行計(jì)算，通過對PID控制器進(jìn)行合理調(diào)整，使其 3個(gè)參數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，這就增加了機(jī)場操作難度。同時(shí)，由于對象參數(shù)容易到工作環(huán)境以及外界因素的影響從而產(chǎn)生變化，因此不得不對已經(jīng)調(diào)整好的參數(shù)進(jìn)行重新調(diào)整，這樣一來難以確保攤鋪施工的整體高效性。在攤鋪?zhàn)詣?dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)充分考慮到攤鋪機(jī)的滯后性、非線性以及時(shí)變性等特點(diǎn)，可在最大程度上降低參數(shù)調(diào)整難度。在面對復(fù)雜項(xiàng)目時(shí)，攤鋪機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確地完成攤鋪工作。系統(tǒng)本身能夠避免因拉線誤差或者是打樁誤差而導(dǎo)致的高程錯(cuò)誤與坡度錯(cuò)誤。自動(dòng)全站儀能夠以10次/s頻率對三維動(dòng)向進(jìn)行跟蹤測量，并經(jīng)無線電將數(shù)據(jù)信息傳輸至機(jī)載控制箱內(nèi)，隨即與橫坡傳感器數(shù)據(jù)信息進(jìn)行結(jié)合，對比分析三維實(shí)際坐標(biāo)與攤鋪機(jī)具體位置，經(jīng)控制器將修正命令傳輸?shù)綑C(jī)械液壓系統(tǒng)。攤鋪?zhàn)詣?dòng)控制系統(tǒng)具有（1）無需拉線打樁；（2）實(shí)時(shí)監(jiān)測三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)；（3）減少施工人員輸出；（4）不會(huì)受到外界因素（光線）的干擾；（5）智能化顯示；（6）自動(dòng)化控制；（7）實(shí)時(shí)監(jiān)測的特征。第一，在全站儀的引導(dǎo)下，有助于對現(xiàn)場施工狀況進(jìn)行管理，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化；第二，在攤鋪施工過程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，可能更好對施工現(xiàn)場進(jìn)行有效控制；第三，在應(yīng)用攤鋪?zhàn)詣?dòng)控制系統(tǒng)的過程中不需要過多的施工人員，因此減少施工人員的輸出；第四，由于不會(huì)受到外界因素（光線）的干擾，因此可以全天化作業(yè)；第五，可在控制箱中的屏幕上實(shí)時(shí)觀察到現(xiàn)場施工情況，有助于人員進(jìn)行操作；第六，對路面坡度與高度進(jìn)行自動(dòng)化控制、數(shù)字化監(jiān)控，對施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。第七，精度把控?cái)備伿┕顟B(tài)，在一定程度上能夠控制施工成本。

4 結(jié)束語

綜上所述，在青島國際機(jī)場的水穩(wěn)層施工中應(yīng)用攤鋪?zhàn)詣?dòng)控制系統(tǒng)，一方面確保數(shù)字化施工能夠有效獲得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，另一方面確保了水穩(wěn)層施工工作高效性以及攤鋪精度的提升，使機(jī)場水穩(wěn)層工作質(zhì)量始終保持均勻性與一致性，為混凝土路面、瀝青攤鋪質(zhì)量打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此外，攤鋪?zhàn)詣?dòng)控制系統(tǒng)充分體現(xiàn)出了其實(shí)用性以及在機(jī)場水穩(wěn)層施工的重要貢獻(xiàn)。攤鋪?zhàn)詣?dòng)控制系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)傳輸方式對水穩(wěn)層攤鋪進(jìn)行有效控制，從而提升了整個(gè)生產(chǎn)力與工作效率，只需要最多兩個(gè)用戶界面就能對路面攤鋪進(jìn)行輕松監(jiān)測。通過天寶高精度傳感器可大幅降低施工材料的耗損程度，從而更好地滿足施工高要求、節(jié)省工程資金。該系統(tǒng)還具有操作簡單、控制器先進(jìn)、精確性高的優(yōu)點(diǎn)，有利于操作者不斷學(xué)習(xí)與使用。

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