路基土方填筑精準(zhǔn)施工中GNSS技術(shù)的應(yīng)用分析

高 素 國

(山西省公路工程監(jiān)理技術(shù)咨詢公司，山西 太原 030006)

0 引言

近幾年以來，我國的科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，在建筑工程測量中逐漸應(yīng)用GNSS全球定位技術(shù)，這種GNSS技術(shù)在工程施工和工程機械中得到了廣泛應(yīng)用。目前，在路基土方填筑精準(zhǔn)施工中，逐漸開始在挖掘機、推土機、平地機、攤鋪機以及銑刨機中使用3D控制技術(shù)，其能夠全面改進傳統(tǒng)施工工藝，加快施工效率，提高施工質(zhì)量。為了使路基土方填筑工程進行精準(zhǔn)施工，可以在土方路基施工的卸土工序中應(yīng)用控制系統(tǒng)，直接把工程設(shè)計數(shù)據(jù)輸入到主控計算機系統(tǒng)中，這樣能夠快速制作生成三維數(shù)字模型，然后把相應(yīng)的計算數(shù)據(jù)發(fā)送給各個運輸車輛，不同的運輸車輛分別配置不同的卸土點位置，確保施工機械能夠快速、準(zhǔn)確進場并進行操作，改變了傳統(tǒng)的測量、打樁、畫方格以及撒石灰的傳統(tǒng)方式，能夠快速解決自卸車卸土問題，使現(xiàn)場施工測量更加準(zhǔn)確，節(jié)約人力、物力。

1 傳統(tǒng)路基施工填筑方式

在公路工程施工中，采用的傳統(tǒng)路基施工填筑主要在路基填土施工之前，需要采用打卸土方格網(wǎng)的方式，也就是合理應(yīng)用方格網(wǎng)，使卸土位置得到有效控制，運輸車輛能夠及時卸土運輸?shù)街付ㄎ恢茫剐锻粮訙?zhǔn)確。同時，只需要現(xiàn)場技術(shù)員及時收集試驗段的壓實度以及松鋪系數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)，然后結(jié)合各個車輛的載料量，把各輛車需要攤鋪的面積合理計算出來，并通過填筑寬度把方格網(wǎng)的尺寸計算出來，但是在計算尺寸的過程中，可能會受到每層填筑寬度的影響，必須進行反復(fù)計算，才能得出準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。技術(shù)人員還需要結(jié)合計算尺寸，在路基土方填筑施工現(xiàn)場利用鋼尺放樣，計算得出具體的尺寸，并且確定標(biāo)志，安排工作人員把方格網(wǎng)線拉出，運用白石灰進行標(biāo)記。

作為施工技術(shù)人員，在完成方格網(wǎng)標(biāo)記之后，必須安排監(jiān)理工程師及時驗收檢查，只有確保方格網(wǎng)驗收合格之后，才能開始下一道路基工程施工。一般在運輸車運輸卸土過程中，必須安排特定的工作人員進行現(xiàn)場指揮，把每個車輛的工作量準(zhǔn)確記錄。作為現(xiàn)場施工的監(jiān)理工程師，必須加強施工現(xiàn)場監(jiān)督，在特定方格位置來卸載土料。

2 路基土方填筑精準(zhǔn)施工中設(shè)計GNSS控制系統(tǒng)

2.1 設(shè)計總控系統(tǒng)

在路基土方填筑精準(zhǔn)施工中應(yīng)用GNSS技術(shù)，首先需要設(shè)計總控系統(tǒng)，利用總控系統(tǒng)來控制GNSS技術(shù)正常應(yīng)用，其主要包含主控系統(tǒng)以及移動終端等兩大部分，在連接主控系統(tǒng)和移動終端時，主要利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

2.2 設(shè)計主控系統(tǒng)

在路基土方填筑工程GNSS控制系統(tǒng)中，主控系統(tǒng)起到重要的控制作用，主要包括了數(shù)據(jù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)發(fā)布子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)以及實時數(shù)據(jù)展示子系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)，然后利用數(shù)據(jù)服務(wù)器能夠隨時把信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)浆F(xiàn)場施工控制系統(tǒng)中，控制現(xiàn)場施工系統(tǒng)正常運行(具體如圖1所示)。

同時，在路基土方填筑精準(zhǔn)施工過程中，還需要注意以下幾點：第一，在施工之前，必須在上層填土完成之后，對路基填土的工序展開嚴(yán)格檢查和驗收，在檢查上層填土工序時，必須合理應(yīng)用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來采集路基土方施工的現(xiàn)場資料，把資料信息傳輸?shù)胶笈_管理系統(tǒng)中，其中的數(shù)據(jù)信息需要利用數(shù)字的形式來構(gòu)建完整的數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中儲存數(shù)字資料。對于設(shè)計數(shù)據(jù)也要及時輸入，使設(shè)計數(shù)據(jù)和現(xiàn)場收集的數(shù)據(jù)資料充分結(jié)合起來，從而獲得DEM模型。

在路基土方填筑精準(zhǔn)施工之前，必須提前在試驗段進行施工操作，其主要為了驗證各項施工機械能否進行正常運用，如何配合運用才能達到良好的經(jīng)濟性，加快施工效率，節(jié)約施工成本，提高施工質(zhì)量。通過把路基工程的松鋪厚度與壓實厚度計算出來之后，才能選擇應(yīng)用合適的壓實工藝，并且對施工組織管理以及配合機構(gòu)效能進行有效檢驗，在施工管理系統(tǒng)中還需要準(zhǔn)確輸入和記錄運輸車輛信息以及松鋪厚度參數(shù)。針對路基土方填筑精準(zhǔn)施工方案中的設(shè)計厚度、松鋪厚度、設(shè)計高度以及原地面高度，需要在每層構(gòu)建完整的施工進度圖，并結(jié)合路基地面的起伏情況，科學(xué)、合理地設(shè)計出各個層面的填筑面積，采用DLG圖形形式來把數(shù)據(jù)資料顯示出來。利用平面圖能夠把各個攤鋪位置確定下來，在DEM模型中把攤鋪的面積清晰地畫出來，然后結(jié)合試驗段結(jié)果把各輛車的車料卸載下來。后臺管理系統(tǒng)必須把各項數(shù)據(jù)計算完成之后，及時傳輸給相應(yīng)的子系統(tǒng)，才能發(fā)布給移動終端。

2.3 設(shè)計移動終端

在路基土方填筑GNSS系統(tǒng)中，移動終端主要包括GNSS接收系統(tǒng)以及智能控制顯示系統(tǒng)兩大部分，通過運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠使移動終端和后臺管理系統(tǒng)進行有效連接。在路基土方填筑施工現(xiàn)場，各個施工運輸車輛都配置有相應(yīng)的標(biāo)識碼，而且在運輸車輛中安裝了GNSS天線以及GNSS接收機，在GNSS控制系統(tǒng)中設(shè)置相對獨立的網(wǎng)絡(luò)模塊，能夠隨時和衛(wèi)星進行連接、定位，全面接收衛(wèi)星定位信息，然后利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使移動終端與后臺控制系統(tǒng)展開交互式連接。通過利用GNSS服務(wù)器，能夠準(zhǔn)確識別過往

行駛的各個不同車輛，把車輛的位置反饋出來。而且利用服務(wù)器，能夠準(zhǔn)確識別卸土點位置，把卸土點位置準(zhǔn)確排序，分別給各個運輸車輛來分配卸土點位置，其中的橫向卸土點能夠進行同時分配，而縱向卸土點無法進行同時分配。

在卸土點的指令及時發(fā)送給運輸車輛之后，能夠使智能控制顯示屏自動進行導(dǎo)航，在導(dǎo)航模式的引導(dǎo)下，能夠讓車輛更加準(zhǔn)確地進入卸土的位置，這種定位方式非常精準(zhǔn)，把誤差控制在分米之內(nèi)，在路基土方填筑精準(zhǔn)施工中，需要把卸土精度控制在1 m以內(nèi)，在路基土方施工中，卸土完成之后，需要及時整平和碾壓。

3 路基土方填筑精準(zhǔn)施工中的注意事項

3.1 加強現(xiàn)場勘察和清理

在路基土方填筑精準(zhǔn)施工中應(yīng)用GNSS技術(shù)，必須做好現(xiàn)場勘察工作，仔細勘察施工現(xiàn)場的自然環(huán)境、氣候條件以及工程地質(zhì)條件，在特殊的地基位置需要準(zhǔn)確標(biāo)注出來，并且仔細測量勘察地下水位和路基地質(zhì)，才能制定科學(xué)、合理的GNSS技術(shù)應(yīng)用方案。同時，還需要嚴(yán)格控制施工現(xiàn)場的廢料放置，防治廢料隨意放置對環(huán)境造成污染，及時清理施工現(xiàn)場的垃圾和障礙物，使路基土方填筑施工現(xiàn)場保持干凈平整，才能更好地進行后續(xù)施工。

3.2 加強測量放樣和土樣檢測

在路基土方填筑精準(zhǔn)施工路段，必須準(zhǔn)確測量施工路段，結(jié)合施工路段的實際情況進行整體規(guī)劃，合理設(shè)置施工樁，只有使施工樁滿足施工定位需求，才能有效控制施工質(zhì)量。同時，對于路基土方填筑施工中的土樣需要進行嚴(yán)格檢查，重點檢查土樣的密度、粒徑大小以及含水量，才能為路基土方填筑施工選擇合適的填筑土料。可以利用GNSS技術(shù)來進行測量放樣與土樣檢測控制，嚴(yán)格控制測量放樣和檢測質(zhì)量。

4 結(jié)語

在路基土方填筑施工中應(yīng)用GNSS技術(shù)，能夠加快數(shù)字化施工的步伐，使路基土方填筑施工得到精準(zhǔn)控制，其不僅能夠運用在運輸土料以及攤鋪土料加工中，而且可以運用在路基土方放樣、檢測和壓實等施工操作中，利用GNSS技術(shù)控制填筑施工過程，能夠節(jié)約施工成本，加快施工效率，提高施工質(zhì)量。

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