淺談土木工程智能化施工技術(shù)

王麗麗

（甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

0 引言

近年來(lái)，土木工程施工技術(shù)已經(jīng)有了較大的創(chuàng)新，并取得了重大進(jìn)展。土木工程施工技術(shù)的創(chuàng)新，確保了土木工程行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。技術(shù)創(chuàng)新可以減少人力成本，盡量避免出現(xiàn)安全隱患，并提高項(xiàng)目的施工效率。為了達(dá)到這一目的，我們需要在信息化時(shí)代的大背景下進(jìn)行思考。顯然，現(xiàn)階段的智能化技術(shù)對(duì)于土木工程施工技術(shù)的創(chuàng)新是具有重要意義的。

1 如何在智能化背景下對(duì)土木工程施工技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新

1.1 提高對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的重視程度

要提高對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的重視程度，可以具體采取以下2個(gè)策略。1）有關(guān)部門(mén)應(yīng)當(dāng)建立和完善土木工程施工技術(shù)智能化應(yīng)用的相關(guān)獎(jiǎng)勵(lì)政策，激發(fā)研究人員的工作積極性，從而使相關(guān)技術(shù)攻關(guān)的進(jìn)度加快，提高智能化水平。2）土木工程施工單位要加強(qiáng)各部門(mén)之間的溝通協(xié)調(diào)，根據(jù)自身情況，提高技術(shù)水平，使其滿(mǎn)足企業(yè)和當(dāng)?shù)厥┕さ膶?shí)際需要[1]。

1.2 根據(jù)實(shí)際情況引進(jìn)和完善技術(shù)

為了適應(yīng)社會(huì)的實(shí)際需求，土木工程施工技術(shù)智能化方面需要做到實(shí)用和高效。對(duì)于智能化的應(yīng)用，務(wù)必遵循科學(xué)性原則，要符合發(fā)展現(xiàn)狀和行業(yè)的具體發(fā)展規(guī)律，并在實(shí)踐過(guò)程中找出智能化現(xiàn)存的短板，從而針對(duì)性地補(bǔ)齊這些短板。對(duì)于國(guó)外的技術(shù)，在引進(jìn)的同時(shí)也需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改動(dòng)，切不可生搬硬套[2]。

1.3 加快相關(guān)軟件的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

土木工程施工技術(shù)的智能化離不開(kāi)相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件的推動(dòng)作用，但是目前國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)在土木工程施工技術(shù)智能化軟件的研發(fā)方面存在很大的不足，很多軟件都是國(guó)外的廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)的，自主研發(fā)的實(shí)力不足將成為制約行業(yè)發(fā)展的重要因素。面對(duì)這種情況，有關(guān)部門(mén)必須予以重視，并鼓勵(lì)相關(guān)研發(fā)人員加緊開(kāi)發(fā)自主化的建筑智能軟件，并提高軟件的技術(shù)含量，力爭(zhēng)打破國(guó)外企業(yè)在這方面給我國(guó)建筑業(yè)帶來(lái)的限制。

1.4 注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展

以往的土木工程施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)環(huán)境污染現(xiàn)象，因此，在土木工程施工技術(shù)智能化的應(yīng)用過(guò)程中，務(wù)必做好對(duì)環(huán)境和生態(tài)的保護(hù)。具體做法主要有以下2 點(diǎn)。1）由于不可再生資源已經(jīng)較為緊張，因此必須注重資源的節(jié)能利用，要通過(guò)智能化技術(shù)的應(yīng)用，來(lái)減少不可再生資源的用量。2）通過(guò)完善智能化技術(shù)，降低施工過(guò)程中的污染物排放，減少環(huán)境污染問(wèn)題。

2 智能化背景下新技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

2.1 BIM技術(shù)的應(yīng)用

傳統(tǒng)的土木工程施工主要是依靠二維的施工圖紙來(lái)進(jìn)行的，設(shè)計(jì)人員必須憑借自己的想象力來(lái)構(gòu)思建筑物的三維結(jié)構(gòu)。由于一些細(xì)節(jié)信息無(wú)法通過(guò)二維的施工圖紙表現(xiàn)出來(lái)，所以在具體施工中往往出現(xiàn)實(shí)際效果和設(shè)計(jì)效果有偏差的現(xiàn)象。而B(niǎo)IM 技術(shù)的應(yīng)用將有效解決這一問(wèn)題，BIM技術(shù)可以用來(lái)構(gòu)建三維立體設(shè)計(jì)模型，設(shè)計(jì)人員可以直觀地發(fā)現(xiàn)模型當(dāng)中的細(xì)節(jié)，并向施工人員提出更具體的要求。同時(shí)，BIM 技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)模擬建筑生命周期的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的全方位維護(hù)。

大體來(lái)看，BIM 技術(shù)的具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下4 個(gè)方面。1）在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中的應(yīng)用：借助BIM 技術(shù)，對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行三維立體模式轉(zhuǎn)換，標(biāo)記圖紙中的施工要點(diǎn)，再根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。2）在組織施工方面的應(yīng)用：在某些大型工程的施工過(guò)程中，工程節(jié)點(diǎn)較為復(fù)雜，可通過(guò)BIM 技術(shù)進(jìn)行建模模擬的方法，在土木工程施工前就對(duì)這些節(jié)點(diǎn)進(jìn)行拼裝，從而加快項(xiàng)目施工進(jìn)度。3）在成本控制中的應(yīng)用：在以往的工程成本控制環(huán)節(jié)，都需要造價(jià)人員手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)，再手動(dòng)建模和計(jì)算，不僅工作強(qiáng)度大，計(jì)算還容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，而利用BIM 技術(shù)，可以自動(dòng)進(jìn)行建模和計(jì)算，節(jié)省了大量時(shí)間，大大提高了造價(jià)人員的工作效率。4）在施工管理中的應(yīng)用：利用BIM 技術(shù)中的三維可視化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)圖技術(shù)等，可對(duì)具體施工過(guò)程實(shí)現(xiàn)更為有效的管理，施工人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中存在的問(wèn)題，并第一時(shí)間解決，從而保證了土木工程施工過(guò)程的安全平穩(wěn)進(jìn)行；同時(shí)，管理人員也可以利用BIM 技術(shù)來(lái)對(duì)施工安全隱患進(jìn)行排查，以做到防患于未然，將問(wèn)題消滅在萌芽狀態(tài)，并通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)來(lái)關(guān)聯(lián)相關(guān)的數(shù)據(jù)，做到安全管理的可追溯[3]。

在基于BIM 技術(shù)的智能化背景下土木工程施工實(shí)踐中，其在后澆帶施工中的應(yīng)用具備較高借鑒價(jià)值，如基于BIM 技術(shù)建設(shè)施工項(xiàng)目場(chǎng)地模型，結(jié)合實(shí)際施工位置和施工環(huán)境，即可優(yōu)化編制最佳后澆帶施工方案，同時(shí)可依托BIM 技術(shù)完成后澆帶施工需要的人力、物力、材料等資源需求，并能夠直觀反映后澆帶施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，施工工序的協(xié)調(diào)管理、直觀性更強(qiáng)的技術(shù)交底、施工班組有序入場(chǎng)均可得到保障，BIM 技術(shù)在智能化背景下土木工程施工中的應(yīng)用價(jià)值可見(jiàn)一斑。

2.2 智能結(jié)構(gòu)控制體系的組成和應(yīng)用

智能結(jié)構(gòu)控制體系大多由訊號(hào)處理器、控制器和傳導(dǎo)器3 個(gè)部分組成，其設(shè)計(jì)原理是，當(dāng)訊號(hào)處理器接收到外部環(huán)境刺激時(shí)，通過(guò)控制器和傳導(dǎo)器，來(lái)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)內(nèi)部的相應(yīng)作用機(jī)制。在智能結(jié)構(gòu)控制體系的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須使用性能較好的器件，確保能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行集中化處理。以照明系統(tǒng)為例（如圖1 所示），在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，一旦照明系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，傳感器就會(huì)立刻開(kāi)啟外部網(wǎng)絡(luò)傳導(dǎo)體系，將信號(hào)傳至控制器，再由控制器分析處置并發(fā)揮體系的作用，從而保障建筑架構(gòu)的安全。

當(dāng)前的智能結(jié)構(gòu)控制體系仍有一定的改進(jìn)空間，具體來(lái)看，能夠改進(jìn)的方向主要有以下4 個(gè)方向。1）對(duì)智能傳感技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)：對(duì)于傳感元器件可采取進(jìn)一步的研究，使這些元器件朝著“微型化、兼容性更好、信號(hào)覆蓋效果更好”的方向來(lái)發(fā)展，從而使傳感元器件優(yōu)化和升級(jí)，滿(mǎn)足改進(jìn)智能傳感技術(shù)的需要。2）加快信息處理與傳輸速度：這方面的研究應(yīng)側(cè)重于提高系統(tǒng)的運(yùn)算處理能力和網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，因此，就可以更快地將建筑結(jié)構(gòu)的異常信息傳輸?shù)娇刂破?，從而?shí)現(xiàn)智能化修復(fù)。3）對(duì)智能驅(qū)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)：這方面的研究將側(cè)重于提升驅(qū)動(dòng)材料的機(jī)械性能，以及驅(qū)動(dòng)材料與建筑材料的兼容性，使其更好地適應(yīng)于土木工程行業(yè)。4）強(qiáng)化智能集成控制技術(shù)：這方面的研究側(cè)重于處理形變和擾動(dòng)的控制，以最大限度地減小外界環(huán)境對(duì)智能化體系的沖擊作用。

2.3 樓宇自控系統(tǒng)施工技術(shù)的應(yīng)用

對(duì)于智能化背景下土木工程來(lái)說(shuō)，其一般涉及物聯(lián)網(wǎng)、通信、安放、樓宇自控，工程的科技性能可以在這類(lèi)系統(tǒng)支持下提升，同時(shí)更好地為居住者提供便利，以樓宇自控系統(tǒng)為例，相關(guān)施工技術(shù)的應(yīng)用需要關(guān)注3 個(gè)方面內(nèi)容，包括線(xiàn)纜鋪設(shè)、現(xiàn)場(chǎng)控制器安裝、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備施工。線(xiàn)纜鋪設(shè)需要做好準(zhǔn)備工作，這是由于智能化背景下土木工程樓宇自控系統(tǒng)存在分布較為廣泛的線(xiàn)路，因此必須關(guān)注線(xiàn)路材質(zhì)的優(yōu)選、線(xiàn)槽位置的科學(xué)定位、電源與弱電的分開(kāi)施工，一般選擇銅芯絕緣線(xiàn)（電源線(xiàn)）和光纜（網(wǎng)絡(luò)通信線(xiàn)），并保證線(xiàn)路不暴露于外墻，可以在活動(dòng)地板或設(shè)備的吊頂內(nèi)埋設(shè)，同時(shí)獨(dú)立設(shè)置弱電槽和電源槽，預(yù)埋管線(xiàn)接地也不容忽視。在安裝管槽線(xiàn)的過(guò)程中，需要保證線(xiàn)槽干凈且管線(xiàn)無(wú)接頭，并嚴(yán)格遵循纜線(xiàn)分開(kāi)原則，如分開(kāi)安置不同作用的纜線(xiàn)，信號(hào)線(xiàn)路與電源線(xiàn)路必須隔開(kāi)安放，施工后的編號(hào)和絕緣性檢測(cè)也極為關(guān)鍵；現(xiàn)場(chǎng)控制器安裝需保證控制器與控制柜所在位置合理性，并在安裝設(shè)備的附近設(shè)置控制柜，控制器的安防位置需要在新風(fēng)機(jī)控制箱內(nèi)留出。安裝后的檢測(cè)也不容忽視，以此強(qiáng)化各環(huán)節(jié)檢測(cè)，并重點(diǎn)關(guān)注屬于一個(gè)整體的控制器、風(fēng)機(jī)、照明系統(tǒng)、配電體系的各環(huán)節(jié)施工檢測(cè)，以此更好實(shí)現(xiàn)整體功能。此外，配電中自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置和手動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的合理安裝也不容忽視；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備施工需要重視液體流量、濕度、溫度等傳感器的正確安裝，一般在房間墻壁內(nèi)安裝并采用屏蔽線(xiàn)屏蔽干擾型號(hào)，通過(guò)在平衡位置安裝傳感器，并在風(fēng)道內(nèi)上下排列安放濕度和溫度傳感器，在直立管道處設(shè)置流量傳感器，在水流平緩位置設(shè)置浮球傳感器。系統(tǒng)接地需要選擇強(qiáng)電控制箱接地端子進(jìn)行控制器及相應(yīng)設(shè)備的接地，同時(shí)監(jiān)測(cè)裝置的電源一致需要得到保障，樓宇自控系統(tǒng)需要具備1 Ω 內(nèi)的接地電阻。

圖1 智能照明系統(tǒng)

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，土木工程施工技術(shù)的智能化是當(dāng)前土木工程領(lǐng)域的一項(xiàng)新的內(nèi)容，具有很大的潛力和巨大的應(yīng)用空間。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們對(duì)于建筑的期望，智能化的應(yīng)用勢(shì)在必行。為此，必須加大對(duì)土木工程施工技術(shù)的智能化研究，并對(duì)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，推動(dòng)土木工程領(lǐng)域的長(zhǎng)期發(fā)展。