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)學院，甘肅 嘉峪關 735100）

0 引言

近年來，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，并提高項目的施工效率。為了達到這一目的，我們需要在信息化時代的大背景下進行思考。顯然，現(xiàn)階段的智能化技術(shù)對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土木工程施工技術(shù)進行創(chuàng)新

1.1 提高對相關領域的重視程度

要提高對相關領域的重視程度，可以具體采取以下2個策略。1）有關部門應當建立和完善土木工程施工技術(shù)智能化應用的相關獎勵政策，激發(fā)研究人員的工作積極性，從而使相關技術(shù)攻關的進度加快，提高智能化水平。2）土木工程施工單位要加強各部門之間的溝通協(xié)調(diào)，根據(jù)自身情況，提高技術(shù)水平，使其滿足企業(yè)和當?shù)厥┕さ膶嶋H需要[1]。

1.2 根據(jù)實際情況引進和完善技術(shù)

為了適應社會的實際需求，土木工程施工技術(shù)智能化方面需要做到實用和高效。對于智能化的應用，務必遵循科學性原則，要符合發(fā)展現(xiàn)狀和行業(yè)的具體發(fā)展規(guī)律，并在實踐過程中找出智能化現(xiàn)存的短板，從而針對性地補齊這些短板。對于國外的技術(shù)，在引進的同時也需要根據(jù)實際情況進行改動，切不可生搬硬套[2]。

1.3 加快相關軟件的開發(fā)及應用

土木工程施工技術(shù)的智能化離不開相關計算機軟件的推動作用，但是目前國內(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，很多軟件都是國外的廠商開發(fā)的，自主研發(fā)的實力不足將成為制約行業(yè)發(fā)展的重要因素。面對這種情況，有關部門必須予以重視，并鼓勵相關研發(fā)人員加緊開發(fā)自主化的建筑智能軟件，并提高軟件的技術(shù)含量，力爭打破國外企業(yè)在這方面給我國建筑業(yè)帶來的限制。

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程中經(jīng)常會出現(xiàn)環(huán)境污染現(xiàn)象，因此，在土木工程施工技術(shù)智能化的應用過程中，務必做好對環(huán)境和生態(tài)的保護。具體做法主要有以下2 點。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，要通過智能化技術(shù)的應用，來減少不可再生資源的用量。2）通過完善智能化技術(shù)，降低施工過程中的污染物排放，減少環(huán)境污染問題。

2 智能化背景下新技術(shù)的創(chuàng)新應用

2.1 BIM技術(shù)的應用

傳統(tǒng)的土木工程施工主要是依靠二維的施工圖紙來進行的，設計人員必須憑借自己的想象力來構(gòu)思建筑物的三維結(jié)構(gòu)。由于一些細節(jié)信息無法通過二維的施工圖紙表現(xiàn)出來，所以在具體施工中往往出現(xiàn)實際效果和設計效果有偏差的現(xiàn)象。而BIM 技術(shù)的應用將有效解決這一問題，BIM技術(shù)可以用來構(gòu)建三維立體設計模型，設計人員可以直觀地發(fā)現(xiàn)模型當中的細節(jié)，并向施工人員提出更具體的要求。同時，BIM 技術(shù)還可以實現(xiàn)模擬建筑生命周期的功能，實現(xiàn)對建筑物的全方位維護。

大體來看，BIM 技術(shù)的具體應用主要體現(xiàn)在以下4 個方面。1）在圖紙設計中的應用：借助BIM 技術(shù)，對設計圖紙進行三維立體模式轉(zhuǎn)換，標記圖紙中的施工要點，再根據(jù)實際情況，對其進行調(diào)整。2）在組織施工方面的應用：在某些大型工程的施工過程中，工程節(jié)點較為復雜，可通過BIM 技術(shù)進行建模模擬的方法，在土木工程施工前就對這些節(jié)點進行拼裝，從而加快項目施工進度。3）在成本控制中的應用：在以往的工程成本控制環(huán)節(jié)，都需要造價人員手動輸入數(shù)據(jù)，再手動建模和計算，不僅工作強度大，計算還容易出現(xiàn)錯誤，而利用BIM 技術(shù)，可以自動進行建模和計算，節(jié)省了大量時間，大大提高了造價人員的工作效率。4）在施工管理中的應用：利用BIM 技術(shù)中的三維可視化技術(shù)和網(wǎng)絡圖技術(shù)等，可對具體施工過程實現(xiàn)更為有效的管理，施工人員可以及時發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題，并第一時間解決，從而保證了土木工程施工過程的安全平穩(wěn)進行；同時，管理人員也可以利用BIM 技術(shù)來對施工安全隱患進行排查，以做到防患于未然，將問題消滅在萌芽狀態(tài)，并通過這項技術(shù)來關聯(lián)相關的數(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踐中，其在后澆帶施工中的應用具備較高借鑒價值，如基于BIM 技術(shù)建設施工項目場地模型，結(jié)合實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環(huán)節(jié)，施工工序的協(xié)調(diào)管理、直觀性更強的技術(shù)交底、施工班組有序入場均可得到保障，BIM 技術(shù)在智能化背景下土木工程施工中的應用價值可見一斑。

2.2 智能結(jié)構(gòu)控制體系的組成和應用

智能結(jié)構(gòu)控制體系大多由訊號處理器、控制器和傳導器3 個部分組成，其設計原理是，當訊號處理器接收到外部環(huán)境刺激時，通過控制器和傳導器，來實現(xiàn)架構(gòu)內(nèi)部的相應作用機制。在智能結(jié)構(gòu)控制體系的設計過程中，必須使用性能較好的器件，確保能夠?qū)π盘栠M行集中化處理。以照明系統(tǒng)為例（如圖1 所示），在實際應用過程中，一旦照明系統(tǒng)出現(xiàn)問題，傳感器就會立刻開啟外部網(wǎng)絡傳導體系，將信號傳至控制器，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。

當前的智能結(jié)構(gòu)控制體系仍有一定的改進空間，具體來看，能夠改進的方向主要有以下4 個方向。1）對智能傳感技術(shù)進行改進：對于傳感元器件可采取進一步的研究，使這些元器件朝著“微型化、兼容性更好、信號覆蓋效果更好”的方向來發(fā)展，從而使傳感元器件優(yōu)化和升級，滿足改進智能傳感技術(shù)的需要。2）加快信息處理與傳輸速度：這方面的研究應側(cè)重于提高系統(tǒng)的運算處理能力和網(wǎng)絡傳輸速度，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?，從而實現(xiàn)智能化修復。3）對智能驅(qū)動技術(shù)進行改進：這方面的研究將側(cè)重于提升驅(qū)動材料的機械性能，以及驅(qū)動材料與建筑材料的兼容性，使其更好地適應于土木工程行業(yè)。4）強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的控制，以最大限度地減小外界環(huán)境對智能化體系的沖擊作用。

2.3 樓宇自控系統(tǒng)施工技術(shù)的應用

對于智能化背景下土木工程來說，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系統(tǒng)支持下提升，同時更好地為居住者提供便利，以樓宇自控系統(tǒng)為例，相關施工技術(shù)的應用需要關注3 個方面內(nèi)容，包括線纜鋪設、現(xiàn)場控制器安裝、現(xiàn)場設備施工。線纜鋪設需要做好準備工作，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路，因此必須關注線路材質(zhì)的優(yōu)選、線槽位置的科學定位、電源與弱電的分開施工，一般選擇銅芯絕緣線（電源線）和光纜（網(wǎng)絡通信線），并保證線路不暴露于外墻，可以在活動地板或設備的吊頂內(nèi)埋設，同時獨立設置弱電槽和電源槽，預埋管線接地也不容忽視。在安裝管槽線的過程中，需要保證線槽干凈且管線無接頭，并嚴格遵循纜線分開原則，如分開安置不同作用的纜線，信號線路與電源線路必須隔開安放，施工后的編號和絕緣性檢測也極為關鍵；現(xiàn)場控制器安裝需保證控制器與控制柜所在位置合理性，并在安裝設備的附近設置控制柜，控制器的安防位置需要在新風機控制箱內(nèi)留出。安裝后的檢測也不容忽視，以此強化各環(huán)節(jié)檢測，并重點關注屬于一個整體的控制器、風機、照明系統(tǒng)、配電體系的各環(huán)節(jié)施工檢測，以此更好實現(xiàn)整體功能。此外，配電中自動轉(zhuǎn)換裝置和手動轉(zhuǎn)換裝置的合理安裝也不容忽視；現(xiàn)場設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)安裝并采用屏蔽線屏蔽干擾型號，通過在平衡位置安裝傳感器，并在風道內(nèi)上下排列安放濕度和溫度傳感器，在直立管道處設置流量傳感器，在水流平緩位置設置浮球傳感器。系統(tǒng)接地需要選擇強電控制箱接地端子進行控制器及相應設備的接地，同時監(jiān)測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

綜上所述，土木工程施工技術(shù)的智能化是當前土木工程領域的一項新的內(nèi)容，具有很大的潛力和巨大的應用空間。隨著經(jīng)濟發(fā)展和人們對于建筑的期望，智能化的應用勢在必行。為此，必須加大對土木工程施工技術(shù)的智能化研究，并對技術(shù)的應用進行改進和創(chuàng)新，推動土木工程領域的長期發(fā)展。