數控機械技術在非礦山土建施工中的應用

摘要：在非煤礦山土建施工中，數控機械化得到了不斷的發展，受到了越來越多施工企業的青睞。在非礦山類型的土建工程中，通過應用先進的數控機械技術，可以大幅度提升土建施工的效率，進而加快施工進度，保證施工質量。同時，通過數控機械技術的應用，可以減輕工作人員的工作量，提升管理水平，有利于提升工程的整體效益。本文在此背景下對數控機械化的涵義進行簡單介紹，對一些關鍵技術進行進一步的探討與分析，供大家參考。

關鍵詞：數控機械技術；非礦山；土建施

近年來隨著科學技術的不斷發展，各行業中都可以看到數字化控制技術的應用，可以說數字化應用程度可以將一個行業的現代化水平間接地展示出來。以前土建工程中關于坡度、標高等參數都是機械操作人員通過目測，操作機械對樁位進行控制與調整的。因為土方機械存在不同的性能，加上機械操作人員的水平高低不等，機械在操作過程中便增加了隨機性，這些因素的存在必然導致產品一次驗收合格率的降低。為了使其質量得到保證，操作中難免會出現返工現象，這樣不僅成本提高了，更嚴重的是企業的形象受到了損害，施工進度也受到了影響。而數控機械化施工技術的引入可以將這一系列的問題很好的解決。

一、數控機械化施工的概述

（一）數控機械化施工的含義

1、數控機械化施工實際上就是在已經建立起的三維設計圖數據模型等基礎上，通過利用雙向通訊技術，將土地信息資源等因素整合起來，突破時間與空間的局限，對工地中的施工機械進行精確控制、實時管理的一種施工模式。在公路工程等土建基礎工程中，可以將數字化的智能控制系統安裝在挖掘機等施工機械上，以組成數控智能設備，這一設備組成以后可以廣泛應用于場地整理、油面攤鋪等施工中。數控機械化施工可以采用單機，也可以采用多機實行對各施工環節的控制，同時也可以實現多機械之間的組合，從而建立起更加高效的管理平臺。

2、數控機械化施工的原理

數控機械化施工的實現需要通過對智能機器人全站儀全站使用，實現實時的、動態的定位控制，其中還會用到GPS、RTK等技術，從而得到工程機械的準確狀態以及三維位置。系統會接受傳感器發送的信號，并對傳感器的數值進行準確的記錄，將與基準模型、極其三維位置相關的信息通過聲音信號、圖形等方式對機械工作部件的相對位置實施指示，引導機械操作員對鏟刀進行自動控制，保證做到精確施工。

二、數控機械化施工的特點與工藝流程

（一）數控機械化施工的工藝流程

將路基填筑作為實例，具體的施工流程為：首先，在系統中導入設計數據，對定位基站進行架設，使機械處于同一定位基準上；然后，運料和卸料；對數控推土機加以利用，將料堆散開，對鏟斗自動調整，將物料粗平；對數控平地機加以利用，以設計為根據，通過自動調整鏟刀進行精平；對數控壓路機加以利用，進行路面碾壓，將所壓區域的壓實遍數和壓實度實時顯示出來；將動態數據提供出來。

（二）數控機械化施工的特點

傳統施工中需要對放樁進行測量，同時還要護樁，多人同時配合，對其進行反復復核，施工效率不高。此外，對光線等外部條件存在很嚴重的依賴性，施工人員的安全性比較差；復核調整的過程需要憑借樁位檢測，由施工人員指導將作業做到位，由人工對數據收集和整理，施工中機械使用的非常頻繁；不能將設計變更數據和工程數據集市反饋出來；分步驟的靜態控制，很容易會出現返工現象。

數控機械化施工直接將設計數據輸入到計算機中，進行無樁化施工，人力、物力得到了很大的節約，同時也節省了時間和燃油，工地中設備的整體組合效率也大大提升，最重要的是施工安全性得到了相應的保證；施工中免除了打樁參照，對數據自動采集，機械使用頻率因此得到減少；對工程量和工程質量實時監控，這樣可以方便管控一體化的實現；全過程動態控制實現，使返工現象的發生得到了避免。

三、數控機械技術在非礦山途徑施工中應用的關鍵技術

土建機械在施工過程中大多在環境比較惡劣、地形相對復雜的環境中作業，想要真正實現土建機械的自動化，應該從下面這些關鍵技術上進行研究和分析。

（一）機身位置識別技術

這種技術主要是指機械設備具備移動的辨識能力，對自身所處的位置進行自動辨識，現階段這種技術在實際使用過程中主要使用的方式有兩種，即外部位置識別方式與內部位置識別方式，其中內部位置識別方式主要對速度傳感器和回轉式角傳感器進行運用，通過二者之間的相互配合，對機械形式的路徑數據進行檢測，在將得到的數據和資料反饋給計算機中心，并與機械運動方位的變化情況相結合得到設備的位置數據。

（二）位置誘導機能

位置誘導機能主要是指設備在施工過程中應嚴格按照原來設定好的路徑進行作業，將機身為止識別系統得到額定數據作為依托，對預先設定路徑中存在的誤差進行適時的消除或者校準。在施工過程中，如果土建機械偏離了預先既定的路徑，自動復位功能就會發揮作用，啟動這一功能可以在最大程度上恢復到既定路徑中，由此可見，該系統對于機械設備位置、速度等方面的矯正和恢復形成相應的保證。

（三）作業對象識別與評價技術

這里所說的識別、評價的作業對象主要是指土建機械本身存在的一個重要功能，如果土建系統沒有了這個系統的支持，就不會對作業方式進行準確的決策或者判斷。這項技術在實際應用中將平面超聲波信號感知器作為其核心器件，可以保證機械設備及時獲得作業對象的形狀和位置，這就是機械認識與評價作業對象的能力。通過這種技術的應用，可以為施工決策提供真實可靠的數據信息作為參考，這樣能夠保證工程的順利完成，避免出現停工或者返工的情況。這樣就能對不同的施工環節，以及一些重要的施工部位和隱蔽工程做出準確的分析評價。對于作業對象能夠進行詳實可靠的分析，為施工方案的設計和施工方法選擇提供更加可靠地參考資料。

四、結語

綜上所述，隨著我國交通建設的飛速發展，對施工質量、工期等提出了越來越高的要求，現階段傳統機械模式已經不能滿足其要求，數控機械施工模式的出現，不僅可以保證安全、高效的施工，同時還可以對施工進展進行及時的掌控，在施工中充分發揮數控機械化施工安全、高效以及對施工情況及時掌握的特點，相信會在以后的土建施工中得到更好的發展。隨著科學技術的發展，數控機械技術也在不斷地發展完善著，在非礦山的土建施工中，引進和應用先進的數控機械技術，對于建設企業來說，有著重要的作用和積極的意義。因此，在土建施工中，施工單位應該加大重視力度，不斷應用先進的數控機械技術，這樣不僅可以有效地提升施工效率，還可以提高施工的質量。從而提升建筑單位的經濟效益和社會效益。因此，本文就此進行了簡要分析。

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