丁正林

摘 要：在公路土建施工中，新技術(shù)、新設(shè)備的投入應(yīng)用，不僅可以顯著的加快施工速度，而且對(duì)于提升公路工程的整體質(zhì)量也有一定幫助。數(shù)控機(jī)械技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)作為控制單元，通過(guò)編程指令控制機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化和智能化的施工，在現(xiàn)階段公路、橋梁、建筑等工程施工中均有廣泛的應(yīng)用。文章首先對(duì)數(shù)控機(jī)械技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和操作流程進(jìn)行了概述，隨后結(jié)合公路土建實(shí)例，就該技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用效果展開了分析。

關(guān)鍵詞：公路工程；土建施工；數(shù)控機(jī)械；實(shí)踐應(yīng)用

引言：公路作為重要的公共基礎(chǔ)設(shè)施，近年來(lái)建設(shè)規(guī)模不斷增加。對(duì)于工程承建單位來(lái)說(shuō)，采用一種兼顧施工效率和施工質(zhì)量的技術(shù)，無(wú)疑能夠創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，進(jìn)而提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。數(shù)控機(jī)械技術(shù)具有智能化、低能耗、可編程的特點(diǎn)，能夠根據(jù)公路土建施工的需要完成現(xiàn)場(chǎng)施工任務(wù)，切實(shí)為公路土建施工帶來(lái)了便利。

一、數(shù)控機(jī)械技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

公路土建施工中使用到的機(jī)械設(shè)備數(shù)量和種類較多，常見(jiàn)的有壓路機(jī)、自卸車、攤鋪機(jī)等。這些機(jī)械設(shè)備主要以人工操作為主，而數(shù)控機(jī)械施工技術(shù)與之相比，在以下幾方面具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：第一，提高了各類機(jī)械設(shè)備的配套使用效果。利用控制系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，可以對(duì)配套使用的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行高度協(xié)調(diào)的組合使用，從而極大的提高了公路土建施工效率，對(duì)于縮短工程的工期、節(jié)省成本也有一定幫助；第二，精簡(jiǎn)施工流程，在施工階段可以自動(dòng)收集和保存相關(guān)信息，現(xiàn)場(chǎng)管理人員不需要重復(fù)進(jìn)行公路施工質(zhì)量檢查，只需要對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，即可掌握公路施工情況；第三，真正實(shí)現(xiàn)了管控一體化施工，方便管理人員動(dòng)態(tài)的跟蹤現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)展，為進(jìn)度調(diào)整、物料配備等工作的開展提供了指導(dǎo)，避免了后期因?yàn)橘|(zhì)量不達(dá)標(biāo)而出現(xiàn)返修的問(wèn)題。正是基于上述應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，使得數(shù)控機(jī)械技術(shù)在現(xiàn)階段的公路土建施工中得到了廣泛應(yīng)用。

二、數(shù)控機(jī)械技術(shù)的應(yīng)用原理和操作流程

1、基本原理

數(shù)控機(jī)械施工中，核心的控制元件是微型計(jì)算機(jī)（單片機(jī)），同時(shí)配套的設(shè)備還包括全站儀、傳感器、GPS設(shè)備以及RTK技術(shù)等。在施工應(yīng)用時(shí)，根據(jù)微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的控制信息，以及技術(shù)人員根據(jù)公路施工方案編制的程序指令，依次完成各項(xiàng)施工任務(wù)。為了保證數(shù)控機(jī)械能夠高質(zhì)量的完成施工任務(wù)，還設(shè)置了雙重信息反饋機(jī)制。其一是利用GPS定位設(shè)備，對(duì)數(shù)控機(jī)械的運(yùn)行軌跡進(jìn)行實(shí)施跟蹤，將運(yùn)行軌跡信號(hào)發(fā)送給控制中心，進(jìn)而依次為依據(jù)不斷調(diào)整設(shè)備運(yùn)行方向；其二是利用前端的傳感器，獲取施工現(xiàn)場(chǎng)的一些參數(shù)，包括設(shè)備的離地高度等，也可以起到參數(shù)調(diào)整和運(yùn)行控制的作用。近年來(lái)，部分比較先進(jìn)的數(shù)控機(jī)械技術(shù)還能夠構(gòu)建三維立體模型，為現(xiàn)場(chǎng)管理人員進(jìn)行更加全面的指導(dǎo)提供了參考。

2、利用數(shù)控機(jī)械技術(shù)進(jìn)行路基填筑的流程

路基填筑是公路土建施工的重要環(huán)節(jié)，并且路基施工質(zhì)量，將會(huì)直接影響到公路的行車荷載和穩(wěn)定性，利用數(shù)控機(jī)械技術(shù)可以切實(shí)提高路基施工質(zhì)量。其操作流程包括：（1）將路基施工的相關(guān)信息（如路基寬度、填料厚度等）提前輸入到控制系統(tǒng)中，進(jìn)行一次系統(tǒng)仿真，通過(guò)調(diào)試保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。架設(shè)定位基站，輔助進(jìn)行數(shù)控機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行定位；（2）使用自卸汽車沿公路進(jìn)行卸料，同時(shí)配套使用的數(shù)控推土機(jī)將卸料進(jìn)行均勻攤鋪。攤鋪過(guò)程中根據(jù)前端傳感器收集填料厚度，保證了路基上填料的厚度一致，使路面保持平整。（3）數(shù)控平地機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)路面進(jìn)行“粗平”和“精平”。（4）數(shù)控壓路機(jī)完成填料的壓實(shí)工作，對(duì)壓實(shí)后的路基強(qiáng)度進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，并與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比對(duì)，如果實(shí)際測(cè)量值低于標(biāo)準(zhǔn)值，則完成第一次碾壓后重復(fù)一次，直到壓實(shí)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。（5）完成路基填筑施工，將所有施工數(shù)據(jù)保存后，數(shù)控系統(tǒng)復(fù)位。

三、數(shù)控機(jī)械技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

1、數(shù)控施工標(biāo)高誤差

施工人員應(yīng)找出數(shù)控施工中的標(biāo)高誤差，從而更好的進(jìn)行數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，針對(duì)這種情況，在施工中要分析施工的優(yōu)勢(shì)和精準(zhǔn)度，并將其當(dāng)作一種重要的指標(biāo)。相關(guān)人員要是采用傳統(tǒng)的施工技術(shù)，對(duì)該工程進(jìn)行處理，那么就要找出標(biāo)高數(shù)據(jù)和數(shù)控機(jī)械技術(shù)之間的誤差，從而說(shuō)明數(shù)控技術(shù)在其精準(zhǔn)度方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)。從該標(biāo)段的實(shí)際數(shù)據(jù)比較情況來(lái)看，應(yīng)用數(shù)控機(jī)械技術(shù)輔助施工，在標(biāo)高控制方面能夠有效減小誤差，并有效提升了精度和準(zhǔn)確性，從而可知得知數(shù)控機(jī)械技術(shù)在公路土建施工中優(yōu)越的性能，這種做法能夠增強(qiáng)施工的管控力度。

在公路工程施工運(yùn)用中，應(yīng)用數(shù)控機(jī)械技術(shù)，能夠有效節(jié)省時(shí)間和成本，通過(guò)這種方式，增加公路施工的在施工過(guò)程中，施工人員應(yīng)合理控制施工的質(zhì)量和精確度，盡量降低作業(yè)行程，通過(guò)這種運(yùn)營(yíng)成本的安排，做好低碳環(huán)保工作。這些數(shù)據(jù)能夠當(dāng)作歷史數(shù)據(jù)保存，并方便后期管理，在道路維修和養(yǎng)護(hù)中，要了解施工情況，應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，提供了有利的技術(shù)保證，提高了工作效率，值得在公路建設(shè)中推廣應(yīng)用。

2、施工成本與效益

在一些高等級(jí)的公路工程中，對(duì)于路面平整度有較為嚴(yán)格的要求，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)需要進(jìn)行測(cè)量放樁，為機(jī)械施工提供參考。由于公路工程的跨度大，加上不同地區(qū)的地質(zhì)條件、地形地貌有很大差別，因此測(cè)量放樁施工會(huì)占用較多的成本和時(shí)間。利用數(shù)控機(jī)械設(shè)備進(jìn)行公路土建施工，則在很大程度上避免的此類問(wèn)題。首先，利用數(shù)控機(jī)械的傳感器技術(shù)，RTK技術(shù)等，可以根據(jù)施工環(huán)境的變化，自動(dòng)的調(diào)整參數(shù)，不需要通過(guò)測(cè)量放樁為機(jī)械施工提供參考，間接的節(jié)省了人工成本，也有利于加快工程進(jìn)度。其次，從實(shí)際的施工效果上看，采用數(shù)控機(jī)械技術(shù)完成的公路工程質(zhì)量也明顯優(yōu)于普通機(jī)械施工。尤其是在一些復(fù)雜地質(zhì)（如軟土地質(zhì)、凍土地質(zhì)等）條件下，采用測(cè)量放樁施工沒(méi)有考慮到路基沉陷的問(wèn)題，后期公路投入使用后很可能會(huì)因?yàn)槌休d力不足而出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。而采用數(shù)控機(jī)械施工，則可以將這種考慮在內(nèi)，從而提高了公路的整體質(zhì)量。綜合來(lái)看，數(shù)控機(jī)械技術(shù)無(wú)論是在優(yōu)化公路整體質(zhì)量，還是幫助施工單位節(jié)省成本支出方面，都具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

四、應(yīng)用數(shù)控機(jī)械技術(shù)的注意事項(xiàng)

目前數(shù)控機(jī)械技術(shù)已經(jīng)在工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，但是也發(fā)現(xiàn)部分情況下存在施工效率不高等問(wèn)題，究其原因，很大程度上與現(xiàn)場(chǎng)施工人員的操作和管理技術(shù)不熟練有關(guān)。因此，在實(shí)際應(yīng)用數(shù)控機(jī)械技術(shù)時(shí)，也要注意做好以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)，以便于最大化的發(fā)揮其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：第一是要做好設(shè)備的配套使用。數(shù)控機(jī)械技術(shù)優(yōu)勢(shì)的體現(xiàn)，在于利用信息化控制實(shí)現(xiàn)了多種數(shù)控設(shè)備的聯(lián)動(dòng)，從而極大的提高了工作效率。因此，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)當(dāng)做好系統(tǒng)配套調(diào)試工作；第二，要根據(jù)反饋信息不斷的進(jìn)行參數(shù)或指令的調(diào)控，以確?，F(xiàn)場(chǎng)施工能夠高精度的進(jìn)行；第三，要注意做好數(shù)控機(jī)械設(shè)備的維護(hù)工作，由于數(shù)控機(jī)械的精密度較高，加上現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境復(fù)雜，需要通過(guò)定期養(yǎng)護(hù)與檢修，確保數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

結(jié)語(yǔ)：公路土建施工中使用數(shù)控機(jī)械設(shè)備，可以有效的提高施工效率，同時(shí)也有利于保證工程質(zhì)量。但是在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行故障，需要技術(shù)人員能夠做到具體問(wèn)題具體分析，保障數(shù)控機(jī)械設(shè)備正常使用，切實(shí)維護(hù)施工單位的經(jīng)濟(jì)效益。

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