数控机械技术在公路土建施工中的应用研究

黎乃庆

（中国能源建设集团广西水电工程局有限公司　广西　南宁　530000）

数控机械技术在公路土建施工中的应用研究

黎乃庆

（中国能源建设集团广西水电工程局有限公司广西南宁530000）

随着改革开放带来的经济发展，城市公路建设工程数量也在与日俱增，相应地对机械作业的要求也愈加严格起来。而最受人们关注的就是数控机械技术在公路施工建设中的应用。本文通过对数控技术的工作原理和工艺进行分析探讨总结出数控技术相比较传统机械技术的优势所在，希望对发展公路建设有一定的帮助和指导。

公路土建；数控机械技术；数据；效率

1　引言

科技的快速发展带动了数控技术的应用与研究，在国内，很多工程工作中都引进数控技术来解决一些特殊问题。在公路土建工程中，数控技术能够有效的解决因技术人员的技术水平不一样、技术失误或者建筑环境差别大带来的问题。既提高了产品验收合格率，又能降低成本，减少资源损耗。因此，数控技术水平的高低已经成为行业判断一个企业施工水平高低的标准，国内对发展数控技术也投入很大的精力。本文就仔细分析一下数控技术给公路土建施工带来了那些作用和影响。

2　数控技术施工的简单概述

2.1数控技术施工的概念

所谓数控机械施工，是指在不同的技术平台上进行模型设计、数据收集、环境定位以及控制等，结合双向通讯技术整合信息资源，最大限度的摆脱空间和时间的限制，对整个功底的施工机械进行实时监控，实施精准管理，实时追踪工程进度。在我们很多地方工作中，比如道路修理工程、水利工程、大型商场的修建以及矿山等土建基础工程中都会将数控技术应用，加强挖掘机、推土机等道路修建基础设备的工作效能。数控技术在土建工程中的应用还包括整理路面、监测滑坡、断层修复，开挖土石等土建各阶段，可见数控技术在土建实施过程中的应用之广。数控机械化施工可以实现多阶段、多机械、分环节、分工花的精确控制组合。在节约时间精力资源的基础上为工程人员提供一个安全可靠的管理方式。比如上海浦东国际机场跑道的水稳施工使用数控平地机即可不用挂线就能完成。而一般的公路修建也可以不用挂样就可以完后对加工层的测量。

2.2数控技术的原理

全天实时精准控制是数控机械施工的一个特点，采用GSP中的PTK技术可以准确的获知工程施工机械的具体位置和工作状态。数控系统接收传感器传来的信号以及分析定位系统的数据对传感器进行实时记录，然后再议图片、声音、数据或频率等方式报告机械工作部位与工作人员或者目标地点的距离，指导施工人员进行自动调节铲刀铲平，数控同时操作压路机进行路面的碾压，实时显示碾压区域压实度与压实遍数，结束施工，然后及时给出动态数据。

2.3数控技术施工特点

数控机械施工能够节省人力，时间这点毋庸置疑，直接输入设计数据便可实现无桩施工；同时可以降低燃料，资源的浪费，更加合理有效的提高施工设备的整体效率。同时，数控技术由于全程使用电子设备整理数据，可靠性增强；利用数控指挥机械施工，安全性增大。没有了以往的数据采集和打桩参照，合理的降低了机械的使用次数，增加了机械的使用寿命；数控技术最重要的就是可以利用三维测控实时监测工程，保证了工程质量，消除返工问题，实现了管控一体。传统机械施工安全性不高，主要是因为放桩、护桩的过程中需要很多人同时作业并且需要多次配合，这样的重复工作效率很低并且对于天气和光线等条件有很高的要求。传统施工过程中根据桩位检测进行复核调整，人工操作设备需要进行多次作业不断收集和整理数据，机械使用频率很高；现场有关数据或者设计变更数据不能及时反馈；分成若干步骤进行动态控制，经常发生返工现象。

2.4数控技术施工流程

数控机械施工的工艺流程、以路基填筑为例，施工流程是：第一步需要把设计数据输进系统中，然后架设好定位基站，使机械处在一个定位基准上，用运料车进行装、卸料，数控操作推土机把料堆散开，自动调节铲斗粗平物料，数控操作平地机结合设计自动调节铲刀精平，数控操作压路机进行碾压，实时显示碾压区域压实度与压实遍数，结束施工，然后及时给出动态数据。

3　数控技术在公路土建中的应用分析

3.1施工成本分析

在传统机械施工中，需要数名建筑施工人员同时进行测量放桩、护桩，需要消耗很多人力物力，并且需要重复检查核对其完整性。天气如果不是很好，施工人员的安全状况也是很大的问题，同时还会影响工程进度。传统施工工作任务量大，后期工作还需要人工引导机械完成工作，若是工程中出现工程数据的变更或者修改都无法及时进行更改，并且不能合理系统的修改，施工人员的检测也无法及时的反馈给其他人进行调整，这就造成返工的可能性大大增加。数控技术可以通过三维模型和多技术平台对数据及时进行整改，不仅提高了工作效率，节省人力物力，更能实时收集数据实时调整全面控制。保证了工作人员的安全和工行工作的质量。为进行直观有效对比，我们以高速公路某路段为例进行施工试验，对比施工成本和施工效益，在长为600m的精加工路段分别应用传统施工方法和数控机械施工技术各施工600m，对比施工效率、施工误差、施工成本。两种施工模式施工效率、施工成本对比见表1。结果显示，数控机械施工可显著提升施工效率，降低人力物力等成本投入，施工效益好。人力投入的减少并未影响施工数据收集，既避免了施工人员对机械施工的干扰，降低安全隐患，同时节约人力和成本投入，二者成本上的显著差异证实了数控机械施工的优越性。由此可见，广泛使用并推广数控机械施工能够加快施工进度，提升施工效率缩短工期，降低成本投入，带来可观的经济效益。

表1　两种施工模式施工效率、施工成本对比表

3.2数控技术施工效果分析

施工标高数据是检测技术优越性的一个重要指标，数控技术比传统技术更能够减少误差。某高速公路标段内不同方法施工后标高检测结果对比见表2。从实际数据对比情况来看，应用数控机械技术辅助施工在标高控制方面显著缩小了误差，提升了精度与精确性，可见数控机械技术在公路土建施工中具有优越的控制性能，有助于加强施工管控。

在公路工程施工运用中，数控机械化能够节约时间，人力和资源的不合理使用。同时能够保证施工质量，施工过程相对传统技术更加低碳环保。数据也能够系统的保存下来做研究，为以后的道路维修养护保留下数据。数控技术的引用，为公路基建提供有利的保障，为企业带来了更多的社会和经济效益。

4　结语

我国经济的发展带动了国内交通和基建工程建设的快速发展，传统机械施工不仅耗费成本，工期长，对于工程质量也无法与数控机械技术相比较，要想取得长足发展，满足快速增长的施工要求，就必须引进数控技术。用多技术，多平台为施工提供技术保障，同时高效优质的施工也可以实施全面数字化管理，让业主掌控工程进度和质量。推动中国公路基建发展，就必须不断引进数控技术到施工领域，让其发挥更大的作用。

表2　某高速公路标段内不同方法施工后标高检测结果对比表

[1]杨舒雅，赵昕.公路土建施工中数控机械技术的应用[J].技术与市场，2014（8）.

[2]刘娟.“7”时代下中国挖掘机械市场格局前[J].建筑机械（上半月），2013（12）.

[3]李涛，周斯格，黄爱翔，等.数控机械技术在公路土建施工中的应用[J].湖南交通科，2013（2）.

U415.6

A

1673-0038（2015）04-0074-02

2015-1-5

黎乃庆（1970-），男，助理工程师，大专，主要从事设备管理工作。