瀝青混合料拌和智能監(jiān)控施工工藝探析

毛紅文 （安徽建工和順地產(chǎn)集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230001）

1 工程基本概況

合寧高速改擴(kuò)建路基路面01 標(biāo)，原雙向四車道高速公路改擴(kuò)建為雙向八車道高速公路，設(shè)計(jì)速度120km/h，路基寬度 42.0m，起訖樁號(hào)為：K505+209～K510+835、 K513+575～K520+000，路線全長12.051km，開工日期2017 年3 月6 日，合同工期30 個(gè)月，合同造價(jià)4.64 億。瀝青路面施工從2017年10月～2019年9月，共計(jì)24個(gè)月。

合寧01 標(biāo)路面共需各類瀝青混合料27 萬t，瀝青混合料需求量大，為了避免瀝青混合料生產(chǎn)過程中的管理盲區(qū)，被動(dòng)的事后控制，項(xiàng)目部在瀝青拌和站安裝了瀝青混合料智能監(jiān)控系統(tǒng)，確保瀝青混合料生產(chǎn)過程中的跟蹤觀測，并將觀測結(jié)果與計(jì)劃值進(jìn)行比較，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)偏差，及時(shí)糾偏，做到防患于未然，真正達(dá)到全面質(zhì)量管理的要求，有效杜絕偷工減料，確保工程質(zhì)量，有效地避免了因“廢料”造成的經(jīng)濟(jì)損失，直接節(jié)約工程成本近100萬元。

2 工藝特點(diǎn)

2.1 自動(dòng)監(jiān)控,及時(shí)預(yù)警

數(shù)據(jù)采集軟件自動(dòng)運(yùn)行，可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，超出設(shè)定范圍系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，便于及時(shí)處理。

2.2 拌和成品質(zhì)量穩(wěn)定可靠

通過過程實(shí)時(shí)監(jiān)控，利用智能化的信息數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)施工過程數(shù)據(jù)的即時(shí)統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程主動(dòng)控制，提高瀝青路面施工質(zhì)量。

2.3 監(jiān)控設(shè)備安裝便捷

軟件應(yīng)用技術(shù)已成熟，管控平臺(tái)界面簡明清晰。用戶可通過Web 和手機(jī)APP 方式快速登錄、查詢、使用，操作方便。

3 工藝原理

通過終端對(duì)拌和站生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳至系統(tǒng)服務(wù)器，服務(wù)端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收整理后，通過拌和電腦端進(jìn)行系統(tǒng)平臺(tái)訪問，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場計(jì)量數(shù)據(jù)、級(jí)配數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、時(shí)間數(shù)據(jù)的監(jiān)控。同時(shí)，該系統(tǒng)支持安卓和蘋果系統(tǒng)的手機(jī)，快速便捷地對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。

圖1 工藝原理圖

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

見圖2。

圖2 工藝流程圖

4.2 操作要點(diǎn)

在瀝青混合料生產(chǎn)過程中，在拌和站控制電腦上安裝數(shù)據(jù)采集終端和數(shù)據(jù)發(fā)送端，并安裝DTU 設(shè)備，實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)過程的每一盤瀝青混合料的油石比、材料用量和溫度，并通過GPRS 網(wǎng)絡(luò)上傳至服務(wù)器。實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)的每一盤瀝青混合料的詳細(xì)數(shù)據(jù)。

圖3 拌和站工控圖

4.2.1施工準(zhǔn)備

瀝青混凝土拌和站集合了機(jī)械、電氣及自動(dòng)化等多方面的技術(shù)。主要包括基礎(chǔ)澆筑、金屬結(jié)構(gòu)及機(jī)械安裝、電氣系統(tǒng)安裝與調(diào)試、瀝青加熱管道部分安裝等。待拌和樓安裝完成后，由項(xiàng)目組織相關(guān)人員進(jìn)行檢查驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后，填寫施工機(jī)械設(shè)備驗(yàn)收?qǐng)?bào)審表，并提供產(chǎn)品生產(chǎn)許可證、出廠合格證、產(chǎn)品使用說明書、有關(guān)圖紙及技術(shù)資料、產(chǎn)品的有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、企業(yè)自檢驗(yàn)收表。報(bào)當(dāng)?shù)厥┕ぐ踩O(jiān)督站，待安全監(jiān)督站檢查、驗(yàn)收合格簽發(fā)驗(yàn)收合格準(zhǔn)用證后，方可進(jìn)行使用。

4.2.2監(jiān)控設(shè)備安裝

拌和站安裝、驗(yàn)收合格后，進(jìn)行監(jiān)控設(shè)備安裝。在拌和設(shè)備控制器電腦中裝入監(jiān)控軟件，通過電腦USB 接口連接信息傳輸模塊，將監(jiān)控得到的數(shù)據(jù)及時(shí)上報(bào)到服務(wù)器，動(dòng)態(tài)、真實(shí)地反映拌和混合料的質(zhì)量狀況。

4.2.3參數(shù)錄入打開瀝青拌和機(jī)電腦，進(jìn)入計(jì)算機(jī)操作界面，點(diǎn)擊拌和機(jī)圖標(biāo)進(jìn)入系統(tǒng)配料操作界面，找到系統(tǒng)菜單圖標(biāo)，點(diǎn)擊圖標(biāo)選中下拉菜單，分別對(duì)應(yīng)進(jìn)行參數(shù)錄入設(shè)置。如：配合比、拌和溫度、攪拌時(shí)間等基本數(shù)據(jù)設(shè)置。具體如圖4。

圖4 生產(chǎn)配方輸入圖

4.2.4 設(shè)備調(diào)試

①首先按照拌和設(shè)備使用手冊(cè)對(duì)整套拌和設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真調(diào)試，并及時(shí)處理調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題。如在確保電源正常情況下，開啟設(shè)備。查看各種儀表指示，檢查所有指示信號(hào)和回饋信號(hào)，以此來判斷線路和電氣原件是否正常。對(duì)各單個(gè)電氣原件進(jìn)行調(diào)試，查看電氣原件動(dòng)作行程是否到位，再對(duì)其進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，查看轉(zhuǎn)動(dòng)方向，轉(zhuǎn)速是否正常。

②開啟監(jiān)控設(shè)備及軟件，對(duì)拌和設(shè)備全部單元進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)調(diào)試，調(diào)試工作中監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和拌和設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行人工比對(duì)，找出問題所在并及時(shí)解決。

③啟動(dòng)監(jiān)控設(shè)備和軟件，再進(jìn)行整臺(tái)拌和樓空載調(diào)試，比對(duì)各類監(jiān)控反饋數(shù)據(jù)和拌和樓設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)，直至數(shù)據(jù)符合誤差要求。

圖5 生產(chǎn)監(jiān)控圖

圖6 手機(jī)短信報(bào)警圖

④最后整機(jī)帶負(fù)荷正常工作試運(yùn)行，人工測量與監(jiān)控設(shè)備采集數(shù)據(jù)及拌和機(jī)監(jiān)測數(shù)據(jù)比對(duì)，滿足計(jì)量規(guī)定要求后，則視調(diào)試合格，可以投入正常生產(chǎn)。

4.2.5 生產(chǎn)監(jiān)控

在生產(chǎn)過程中進(jìn)行生產(chǎn)配合比、溫度、拌和時(shí)間等監(jiān)控，實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)并通過GPRS 無線上傳各類數(shù)據(jù)，將實(shí)際每盤的數(shù)據(jù)與提供的控制標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果與設(shè)定的允許范圍相差過大，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，并通過系統(tǒng)短信平臺(tái)發(fā)送手機(jī)短信，通知相應(yīng)生產(chǎn)人員。

4.2.6 統(tǒng)計(jì)分析

可根據(jù)標(biāo)段名稱、拌和機(jī)名稱、起止時(shí)間等為查詢條件，進(jìn)行總產(chǎn)量查詢，日產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)、材料用量核算分析。

圖7 總產(chǎn)量查詢圖

圖8 日產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)圖

圖9 材料用量核算圖

5 質(zhì)量控制注意事項(xiàng)

①智能監(jiān)控的硬件設(shè)備安裝前需檢驗(yàn)合格證和隨帶的技術(shù)文件。

②硬件安裝，既要滿足監(jiān)控要求，同時(shí)也要平穩(wěn)牢固，便于操作和維護(hù)。

③安裝完成后，要以系統(tǒng)功能和性能檢測為主，同時(shí)對(duì)現(xiàn)場安裝質(zhì)量，設(shè)備性能實(shí)施過程中的性能記錄進(jìn)行抽查或復(fù)核。

④監(jiān)控誤差精度，根據(jù)誤差的范圍不同，將系統(tǒng)報(bào)警分為初、中、高三個(gè)層級(jí)，每個(gè)層級(jí)的報(bào)警對(duì)象也不同，做到不同管理人員具有不同的級(jí)別，具體設(shè)置如表1所示。

誤差報(bào)警層級(jí)表 表1

⑤智能監(jiān)控的硬件設(shè)備每兩個(gè)月進(jìn)行一次除塵、清理工作；對(duì)容易老化的監(jiān)控設(shè)備部件每月一次進(jìn)行全面檢查，一旦發(fā)現(xiàn)老化現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)更換、維修。

⑥智能監(jiān)控的軟件應(yīng)每季度進(jìn)行一次全面系統(tǒng)升級(jí)和優(yōu)化工作，包括系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的性能檢測和病毒防御功能的檢查，確保監(jiān)控軟件系統(tǒng)的安全。

6 安全控制措施

對(duì)進(jìn)場的各類機(jī)械設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收，并向操作者進(jìn)行詳細(xì)的安全教育、技術(shù)培訓(xùn)，使其熟練掌握各種機(jī)械性能、技術(shù)操作及操作規(guī)程；建立健全安全組織保障體系，制定和完善安全生產(chǎn)管理制度，人員到位責(zé)任到人。所有人員遵守紀(jì)律，服從指揮，上崗前必須安全教育培訓(xùn)，特種工種人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，持證上崗；施工現(xiàn)場入口及危險(xiǎn)作業(yè)部位應(yīng)設(shè)置必要的提示、警示等各種安全防范標(biāo)志，避免可能發(fā)生的意外傷害；施工現(xiàn)場必須做好防火、防電、防爆和防墜等防護(hù)工作。必須遵守國家有關(guān)消防規(guī)定，各種消防設(shè)施配置齊全，并由專人負(fù)責(zé)，經(jīng)常檢查和定期更換。油庫易燃品存儲(chǔ)等重點(diǎn)防火區(qū)域必須禁止火源進(jìn)入；供電路布設(shè)及施工用電必須遵守有關(guān)安全用電的規(guī)程和規(guī)定，并應(yīng)避免妨礙正常作業(yè)和交通；高空作業(yè)必須遵守有關(guān)作業(yè)規(guī)程，設(shè)置必要的安全防護(hù)網(wǎng)或防護(hù)欄桿，視具體情況使用安全帶等防護(hù)設(shè)備；施工現(xiàn)場必須杜絕違章指揮、違章作業(yè)、違反勞動(dòng)紀(jì)律的“三違”行為；施工現(xiàn)場應(yīng)建立完善的機(jī)具設(shè)備保、檢修制度，保證機(jī)械設(shè)備安全正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

7 環(huán)?？刂拼胧?/h2>

設(shè)備選型采用符合國家強(qiáng)制性環(huán)保要求的環(huán)保型瀝青拌和站。燃燒系統(tǒng)采用重油代替煤對(duì)石料、瀝青等進(jìn)行加熱；建立健全環(huán)境保護(hù)體系、做到有目標(biāo)、有標(biāo)準(zhǔn)、責(zé)任到人；加強(qiáng)拌和站原材料管理，從源頭控制粉塵含量，生產(chǎn)廠區(qū)要定期灑水降塵。加強(qiáng)除塵器的檢查、清洗及粉塵排放系統(tǒng)的管理，嚴(yán)禁粉塵直接排放，配備濕灰機(jī)，并保障正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

瀝青采用封閉式灌裝車運(yùn)到現(xiàn)場，并通過密閉式管道輸送至瀝青加熱系統(tǒng)，淘汰能耗大、技術(shù)狀況差的老舊設(shè)備。優(yōu)先考慮添置使用清潔能源的設(shè)備，滿足工作的前提下，降低設(shè)備功率。地面水污染治理措施：站內(nèi)地面全部采用20cm 厚、C20 混凝土進(jìn)行硬化，硬化橫坡不低于2%，使雨水或積水能流向指定排水邊溝，同時(shí)避免地表水往下滲透；對(duì)地面水、生活用水采用集中排放的原則，在污水排放終端設(shè)置三級(jí)沉淀池，通過多級(jí)過濾形成清水后再集中排向市政污水管道；對(duì)拌和樓卸料閥門處進(jìn)行局部密封，將瀝青煙吸收進(jìn)入苯并芘冷凝回收器中，并通過活性吸附處理，達(dá)標(biāo)后經(jīng)15m 排氣筒排出。固體排放：對(duì)成品倉足部掉落的瀝青混凝土采用兩班制定期清掃，并定點(diǎn)堆放處理。對(duì)生活垃圾、混凝土顆粒物采取修建3m×3m×1.5m的收集池集中收集，并通過垃圾車定期清理。

8 結(jié)語

在合寧高速改擴(kuò)建瀝青路面施工過程中，通過對(duì)瀝青混合料生產(chǎn)過程中的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)事中主動(dòng)控制。一方面保障瀝青路面施工質(zhì)量，極大地避免了廢料的產(chǎn)生，節(jié)約了成本；另一方面利用智能化的信息數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)即時(shí)統(tǒng)計(jì)分析，便于成本核算、生產(chǎn)成本控制。

另外，通過瀝青混合料拌和智能監(jiān)控技術(shù)，創(chuàng)新了管理手段，提高了管理效率，降低了管理成本，保障了工程質(zhì)量，有力地推動(dòng)了現(xiàn)代信息技術(shù)和工程技術(shù)的有機(jī)統(tǒng)一。