高速公路機(jī)械化作業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

趙海山

（新疆交通建設(shè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830016）

長期以來道路工程在社會(huì)變革發(fā)展中發(fā)揮著積極作用，也是國家及地方政府投資基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的主要項(xiàng)目。伴隨日趨頻繁的交通運(yùn)輸活動(dòng)，全國各地的高速公路項(xiàng)目越來越多，且對于公路施工質(zhì)量的指標(biāo)要求也更高。為了改變傳統(tǒng)作業(yè)方案存在的不足，施工單位必須在原有作業(yè)方案基礎(chǔ)上，編制更加先進(jìn)的操作模式，以保證公路在后續(xù)使用期間發(fā)揮更大的作用。引入機(jī)械化作業(yè)系統(tǒng)是行業(yè)科技的創(chuàng)新，也是公路工程發(fā)展的必然趨勢。

1 工程概述

本案例為庫爾勒至庫車段高速公路工程A03合同段，起點(diǎn)位于庫爾楚（K518＋500），終點(diǎn)位于輪臺(tái)縣野云溝（K546＋517.14），全長28km。公路等級為高速公路，整體式路基寬度為28m，分離式路基寬度為13.75m，計(jì)劃工期為2008年8月～2011年8月。

2 機(jī)械化作業(yè)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展推動(dòng)作用下，我國道路工程建設(shè)有了足夠的物資保障，不僅體現(xiàn)于項(xiàng)目資金的充足性，也表現(xiàn)在了各種新型作業(yè)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。高速公路是現(xiàn)代化交通系統(tǒng)的重要組成部分，因其相連接的面域廣泛，逐漸成為大城市交通線路的主要設(shè)施構(gòu)成。考慮到高速公路施工內(nèi)容及流程的復(fù)雜性，若采用舊式施工方案則難以保證工程質(zhì)量，配備專用機(jī)械作業(yè)系統(tǒng)是行業(yè)科技的一大創(chuàng)新點(diǎn)。

2.1 效率高

新型的公路工程施工機(jī)械具有高效低耗、性能優(yōu)、穩(wěn)定、工作安全可靠、施工質(zhì)量優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)[1]。保持較高的作業(yè)效率是機(jī)械系統(tǒng)的一大特點(diǎn)，最終可取得較好的施工效率。如：庫爾勒至庫車段高速公路建設(shè)中，面對地質(zhì)狀況復(fù)雜的路段區(qū)域，安排機(jī)械設(shè)備完成路面的碾壓（見表1）。常用公路機(jī)械設(shè)備如：自卸汽車、鏟運(yùn)機(jī)、挖掘機(jī)、推土機(jī)、攤鋪機(jī)、拌合機(jī)等，用其取代人工操作降低了人工操作的難度。

表1 壓力機(jī)械的自動(dòng)化運(yùn)行

2.2 收益高

采用先進(jìn)的大型施工機(jī)械進(jìn)行公路工程施工，雖然一次性投資較大，但它可以分?jǐn)偟捷^大的工程量當(dāng)中，對公路建設(shè)項(xiàng)目的成本影響較小。設(shè)計(jì)機(jī)械化作業(yè)系統(tǒng)減少了施工單位在人力、物力、財(cái)力方面的投資，實(shí)現(xiàn)了高速公路機(jī)械化操作生產(chǎn)，維持了現(xiàn)場施工工序的高效利用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，機(jī)械作業(yè)模式可降低20%～30%的成本耗資，為改善公路建造收益創(chuàng)造了有利的條件。

3 機(jī)械化作業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

機(jī)械化作業(yè)系統(tǒng)屬于實(shí)用型的控制方案，根據(jù)公路工程建造要求設(shè)計(jì)了自動(dòng)化調(diào)控模塊，針對性地指導(dǎo)了公路現(xiàn)場作業(yè)的流程。隨著高速公路工程的廣泛實(shí)施，設(shè)計(jì)機(jī)械化作業(yè)系統(tǒng)有助于降低現(xiàn)場操作的難度，提高了公路施工的質(zhì)量水平，實(shí)現(xiàn)了工程效益的最大化。庫爾勒至庫車段高速公路工程建造前，施工單位初步擬定的機(jī)械系統(tǒng)如下。

3.1 調(diào)控系統(tǒng)

高速公路項(xiàng)目建設(shè)的內(nèi)容復(fù)雜多樣，不同地區(qū)、不同路段面對的作業(yè)內(nèi)容也各不相同，如何利用好現(xiàn)有的人力資源及設(shè)備資源是工程單位首要考慮的問題。本次庫爾楚至輪臺(tái)縣野云溝路段，現(xiàn)場配備了多臺(tái)自卸汽車、平地機(jī)、挖掘機(jī)等重型設(shè)備，正式動(dòng)工前期設(shè)計(jì)了人機(jī)調(diào)用系統(tǒng)，用以輔助項(xiàng)目內(nèi)容的機(jī)械化作業(yè)。所謂人機(jī)調(diào)用系統(tǒng)，就是根據(jù)公路工程現(xiàn)場的實(shí)際情況，提出切實(shí)科學(xué)的人員、設(shè)備調(diào)控方案。如：技術(shù)人員對公路路段實(shí)況進(jìn)行分析，為人員及設(shè)備數(shù)量的安排提供了參考[2]。

3.2 操作系統(tǒng)

公路機(jī)械設(shè)備功能發(fā)揮關(guān)鍵在于人的控制，機(jī)械化作業(yè)系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)計(jì)人與設(shè)備的操控模式，合理地安排好各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備完成相應(yīng)的工作。操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮：崗位人員專業(yè)技能是否合格，機(jī)械設(shè)備狀態(tài)有無故障，所選設(shè)備與公路施工要求是否一致，在此基礎(chǔ)上建立操作系統(tǒng)平臺(tái)。如：瀝青灑布車使用前，應(yīng)做好設(shè)備調(diào)控工作，選定后才能安排人員參與施工。設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)要注意功能的最優(yōu)性，一般由現(xiàn)場調(diào)度人員根據(jù)工程量大小以及設(shè)備作業(yè)時(shí)間，詳細(xì)地分配各項(xiàng)任務(wù)即可。

3.3 管理系統(tǒng)

高速公路關(guān)系著地區(qū)交通事業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)場施工期間必須注重作業(yè)質(zhì)量的管理，這也是機(jī)械作業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要考慮的問題。通常管理系統(tǒng)涉及到人機(jī)控制、工藝修改、執(zhí)行指令、設(shè)備監(jiān)測等多方面功能，使工程機(jī)械配合好作業(yè)人員完成各項(xiàng)任務(wù)[3]。施工單位在工程正式動(dòng)工之后，要建立現(xiàn)場施工指導(dǎo)小組，由總工程師、工程監(jiān)理師、技術(shù)指導(dǎo)員等共同參與到公路管理中，做好公路工程作業(yè)監(jiān)督工作。在為現(xiàn)場作業(yè)管理提供參考的同時(shí)，也保障了機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.4 培訓(xùn)系統(tǒng)

當(dāng)前，高速公路日常作業(yè)所用的機(jī)械設(shè)備包括：自卸汽車、鏟運(yùn)機(jī)、挖掘機(jī)、推土機(jī)、攤鋪機(jī)、拌合機(jī)等，這些設(shè)備在實(shí)際施工階段發(fā)揮了不同的筑造功能，幫助作業(yè)人員更好地完成各項(xiàng)操作任務(wù)。隨著大量富含“高、精、尖”技術(shù)的先進(jìn)設(shè)備不斷地通過各種融資渠道進(jìn)入公路施工養(yǎng)護(hù)市場，對使用、維修和管理的人員提出了更高的要求，機(jī)務(wù)培訓(xùn)工作顯得越來越重要。對操作、維修人員就提出了相當(dāng)高的要求，既要懂得機(jī)械運(yùn)行原理，又要對機(jī)、電、液、氣一體，都要有所了解。

4 機(jī)械化作業(yè)系統(tǒng)的注意事項(xiàng)

未來城市現(xiàn)代化改造進(jìn)程不斷加快，高速公路建設(shè)必將面臨先進(jìn)的流程改造，以此推動(dòng)項(xiàng)目施工質(zhì)量水平的提升。庫爾勒至庫車段高速公路工程建設(shè)中，施工單位按照合同內(nèi)規(guī)定的指標(biāo)要求，制定了切實(shí)可行的現(xiàn)場作業(yè)方案，并積極設(shè)計(jì)了以挖掘機(jī)、推土機(jī)、運(yùn)輸車等設(shè)備為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)，極大地改善了公路項(xiàng)目施工的效率，使高速公路在交通運(yùn)輸階段發(fā)揮更大的交通功能。根據(jù)公路建設(shè)項(xiàng)目的技術(shù)要求，選擇合適的施工機(jī)械是保證工程質(zhì)量和施工進(jìn)度的重要條件之一。在此過程中，應(yīng)充分考慮施工機(jī)械的通用性和專用性，執(zhí)行機(jī)械設(shè)備自動(dòng)選配方案[4]。如：路基挖掘需配備高性能挖掘機(jī)，要保證挖掘機(jī)型號、作業(yè)參數(shù)、機(jī)械性能等與路基處理流程相配套。每天完成施工任務(wù)之后，應(yīng)安排操作人員對機(jī)械設(shè)備適當(dāng)?shù)仞B(yǎng)護(hù)處理，做好設(shè)備的后期養(yǎng)護(hù)工作，如：添加潤滑油、外圍設(shè)備清理等。

5 結(jié)語

高速公路施工方式轉(zhuǎn)向機(jī)械化作業(yè)是必然的趨勢，施工單位應(yīng)注重人員與設(shè)備之間的協(xié)調(diào)控制。設(shè)計(jì)機(jī)械作業(yè)系統(tǒng)是道路工程行業(yè)的創(chuàng)新改革，既可以減小人工作業(yè)的難度，也快速地提升了公路結(jié)構(gòu)的建造水平。對于已經(jīng)設(shè)計(jì)好的自動(dòng)化機(jī)械系統(tǒng)，還應(yīng)對人員及設(shè)備編制針對性的維護(hù)與管理策略，使各種設(shè)備持久發(fā)揮應(yīng)有的利用價(jià)值。

[1]周進(jìn)，王新平.公路工程引進(jìn)高科技作業(yè)模式的優(yōu)勢[J].廣東交通建設(shè)，2008，15（2）：65-68.

[2]張孝龍.談各種機(jī)械設(shè)備在道路工程施工中的應(yīng)用[J].湖南公路運(yùn)輸，2010，27（10）：24-26.

[3]夏心妍.高速公路機(jī)械化作業(yè)系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].北京道路工程，2009，31（17）：73-76.

[4]劉金云.施工單位對公路機(jī)械需制定的綜合管理措施[J].公路設(shè)計(jì)技術(shù)，2009，40（20）：102-104.