數控機械技術在公路土建施工中的應用分析

婁雙

摘 要：在當代公路施工的過程中，隨著工程量的日益增加，尤其是在最近幾年里發展速度飛速的數控機械受到相關領域的認可。對此，本文主要從數控機械的概述、數控機械施工的實例和效果幾方面進行分析，提出合理化建議，旨在促進數控技術在我國公路土建施工中發揮出重要的作用，為我國的經濟建設做出貢獻。

關鍵詞：數控機械；技術；公路土建施工；應用

隨著我國經濟水平的飛速發展，我國公路建設得到了大幅度的提升，在工程數量不斷增加的今天，推動機械作業技術的不斷進步是保證施工質量的重要途徑。對此，本文主要從以下幾方面來詳細的分析數控機械技術在公路土建施工中的具體應用情況，并提出相關見解，提供給相關人士，供以借鑒。

1 數控機械的概述

隨著我國科學技術的日益完善，數字化控制技術在不同行業都得到了普遍的認可，其中使用范圍在某種程度上反映出了行業的現代化水平。傳統的土建標高“坡度”等有關參數，大多數都是采取機械操作的形式來對樁位進行檢測的，并且使用手工操作土方機械來加以控制，利用檢查的形式來進行多次的調整。因為土方機械功能不同，機械操作效率也存在不同，將隨機性增加，致使產品驗收概率不斷降低，為了確保質量能夠達到合格的標準，不僅增加了成本，而且還對施工進度以及企業形象產生不利影響。而將該施工手段運用其中，就可以較好的將此列問題加以處理。

1.1 數控機械化施工的概念

數控機械化施工，是指依托建立的三維設計圖數據模型、工地現場定位及數據采集系統、數控機械控制系統等基礎平臺，通過結合雙向通訊技術，整合工地信息資源，突破時間、空間的局限，對單臺、多臺甚至整個工地的施工機械，實現實時管理、精準控制的施工模式。在市政公用工程、道路工程、水利、礦山工程、機場、大型廣場和商業用地等土建基礎工程項目中，可以將數字智能控制系統安裝在平地機、推土機、挖掘機、壓路機和攤鋪機等施工機械上以組成數控智能設備，廣泛應用于斷面土石方開挖、邊坡修整、場地平整、水穩基層、油面的攤鋪，以及各階段的壓實和驗收。數控機械化施工，不但可以采用單機、多機組合，實行對某工序及分項工程的控制，也可以實現全線多標段、多機械的組合，這樣就能為業主實現管控一體化提供一個很好的管理平臺。

1.2 數控機械化施工原理

就數控機械化施工而言，采取智能機器人全站儀對存在的情況進行檢測，并在第一時間得到三維位置以及具體的情況；系統利用相應的定位系統以及不同種類的傳感設備所發出的信號，對傳感器所產生的數值做好記錄工作，并且對數字化三維設計基準模型和相應的位置信息有機的結合起來，通過圖形、聲音信號等諸多形式來對機械工程部件以及相應的工作面進行相對，從而指引操作人員能夠準確的開展施工。

1.3 數控機械施工的工藝流程

以路基填筑為例，施工流程是：把設計數據輸進系統中，架設好定位基站，使機械在一個定位基準上，用運料車進行裝。卸料，數控操作推土機把料堆散開，自動調節鏟斗粗平物料，數控操作平地機結合設計自動調節鏟刀精平，數控操作壓路機進行碾壓，實時顯示碾壓區域壓實度與壓實遍數，結束施工，然后及時給出動態數據。

1.4 數控機械施工特點

數控機械施工能夠為相關設計數據提供直接輸入的功能，并做好無樁施工，在某種程度上節約了人力以及物力，可以將設備在組合中的整體水平加以提升，從而使施工環節具有一定的安全性，將打樁作業環節去除，采取自動化控制以及收集相應的數據，從而減少機械的使用次數；相關單位對工程數量以及水平進行時刻的監控，為實現統一的管理帶來方便。在整個環節實現動態控制的效果，減少返工現象的出現。以往機械施工中，需要對放樁以及護樁進行檢測，而且需要適量的人來配合，這樣就大大降低了施工效率，并且對氣候以及光線等都有著較強的依賴性，沒有做到安全施工；依據樁位進行適當的調節，采取人工操作的方式做好相應的檢查，并收集相關的數據，機械應用較為復雜；所收集到的數據亦或是設計變更都不能在第一時間進行反饋；分成很多環節進行控制，往往會出現返工的情況。

2 數控機械施工的實例和效果

2.1 成型后的外觀數據

沒有對技術指標進行驗證，本文所采取以下兩種施工形式：一種是傳統機械施工；另一種是數控機械施工。并且在兩端200m范圍的路段進行對比，從所獲得的對比結果可以得知，以往機械以及數控機械在完成施工以后所產生的數據相差很大，后者所產生的方差比前者要小5倍左右。

2.2 兩種作業方法的成本比較和經濟效益

在某高速路段一標，選擇全幅400m路基工段，選擇兩種機械施工方式分別施工200m，數控機械方式，0.5d（施工完，一次驗收后達到合格，傳統機械方式，1天施工完，一次驗收后達到合格。對于設備、人員和施工時間，數控機械作業模式中測量人員1人，沒有輔助測量員和護樁員；數控平地機1臺，推土機和壓路機各1臺；時間是半個班臺4小時。傳統機械作業模式中測量人員1人，輔助測量員2人，護樁員5人；平地機、推土機和壓路機各1臺；時間是1個臺班8小時。人工費比較：選擇數控機械，完全達到無樁化施工，只要1個測量人員對路基的外形參數進行輸入與收集，沒有輔助測量員和護樁員，防治現場人員干擾到機械施工，消除由此造成的安全隱患，節省很多人工費。通過施工中有關數據的計算可知，對于人工費，數控機械方式是傳統機械的23.7%。燃油消耗，柴油價格按照7.16元/L：選擇數控機械后，燃油費節省1156元，對于該項費用，數控機械方式是傳統機械的74.2%。機械臺班費：選擇數控模式機械臺班費節省了500元，對于該項費用，數控機械方式是傳統機械的77.3%。根據上述三項費用有關數據的計算結果：傳統作業方式下，人工費、燃油消耗和機械臺班費共計7828元；數控作業方式下，人工費、燃油消耗和機械臺班費共計5302元。所以，以200m道路施工為例，兩種作業模式下直接成本，數控機械施工費是傳統機械模式下的67.7%，比較起來節省32.3%。

結束語

通過以上內容的論述，可以得知：我國公路以及工程在不斷發展的形勢下，對工期、成本等方面的控制要求愈來愈多，以往的機械施工已經不能符合當前發展的需要，而數控機械中所具有的多機以及多標段作業不但確保了施工可以達到安全、高效的效果，也對業主實現智能以及數字化管理等提供了重要的依據，為未來的發展建設施工中明確正確的方向。

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