数控机械技术在公路土建施工中的应用分析

娄双

摘 要：在当代公路施工的过程中，随着工程量的日益增加，尤其是在最近几年里发展速度飞速的数控机械受到相关领域的认可。对此，本文主要从数控机械的概述、数控机械施工的实例和效果几方面进行分析，提出合理化建议，旨在促进数控技术在我国公路土建施工中发挥出重要的作用，为我国的经济建设做出贡献。

关键词：数控机械；技术；公路土建施工；应用

随着我国经济水平的飞速发展，我国公路建设得到了大幅度的提升，在工程数量不断增加的今天，推动机械作业技术的不断进步是保证施工质量的重要途径。对此，本文主要从以下几方面来详细的分析数控机械技术在公路土建施工中的具体应用情况，并提出相关见解，提供给相关人士，供以借鉴。

1 数控机械的概述

随着我国科学技术的日益完善，数字化控制技术在不同行业都得到了普遍的认可，其中使用范围在某种程度上反映出了行业的现代化水平。传统的土建标高“坡度”等有关参数，大多数都是采取机械操作的形式来对桩位进行检测的，并且使用手工操作土方机械来加以控制，利用检查的形式来进行多次的调整。因为土方机械功能不同，机械操作效率也存在不同，将随机性增加，致使产品验收概率不断降低，为了确保质量能够达到合格的标准，不仅增加了成本，而且还对施工进度以及企业形象产生不利影响。而将该施工手段运用其中，就可以较好的将此列问题加以处理。

1.1 数控机械化施工的概念

数控机械化施工，是指依托建立的三维设计图数据模型、工地现场定位及数据采集系统、数控机械控制系统等基础平台，通过结合双向通讯技术，整合工地信息资源，突破时间、空间的局限，对单台、多台甚至整个工地的施工机械，实现实时管理、精准控制的施工模式。在市政公用工程、道路工程、水利、矿山工程、机场、大型广场和商业用地等土建基础工程项目中，可以将数字智能控制系统安装在平地机、推土机、挖掘机、压路机和摊铺机等施工机械上以组成数控智能设备，广泛应用于断面土石方开挖、边坡修整、场地平整、水稳基层、油面的摊铺，以及各阶段的压实和验收。数控机械化施工，不但可以采用单机、多机组合，实行对某工序及分项工程的控制，也可以实现全线多标段、多机械的组合，这样就能为业主实现管控一体化提供一个很好的管理平台。

1.2 数控机械化施工原理

就数控机械化施工而言，采取智能机器人全站仪对存在的情况进行检测，并在第一时间得到三维位置以及具体的情况；系统利用相应的定位系统以及不同种类的传感设备所发出的信号，对传感器所产生的数值做好记录工作，并且对数字化三维设计基准模型和相应的位置信息有机的结合起来，通过图形、声音信号等诸多形式来对机械工程部件以及相应的工作面进行相对，从而指引操作人员能够准确的开展施工。

1.3 数控机械施工的工艺流程

以路基填筑为例，施工流程是：把设计数据输进系统中，架设好定位基站，使机械在一个定位基准上，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。

1.4 数控机械施工特点

数控机械施工能够为相关设计数据提供直接输入的功能，并做好无桩施工，在某种程度上节约了人力以及物力，可以将设备在组合中的整体水平加以提升，从而使施工环节具有一定的安全性，将打桩作业环节去除，采取自动化控制以及收集相应的数据，从而减少机械的使用次数；相关单位对工程数量以及水平进行时刻的监控，为实现统一的管理带来方便。在整个环节实现动态控制的效果，减少返工现象的出现。以往机械施工中，需要对放桩以及护桩进行检测，而且需要适量的人来配合，这样就大大降低了施工效率，并且对气候以及光线等都有着较强的依赖性，没有做到安全施工；依据桩位进行适当的调节，采取人工操作的方式做好相应的检查，并收集相关的数据，机械应用较为复杂；所收集到的数据亦或是设计变更都不能在第一时间进行反馈；分成很多环节进行控制，往往会出现返工的情况。

2 数控机械施工的实例和效果

2.1 成型后的外观数据

没有对技术指标进行验证，本文所采取以下两种施工形式：一种是传统机械施工；另一种是数控机械施工。并且在两端200m范围的路段进行对比，从所获得的对比结果可以得知，以往机械以及数控机械在完成施工以后所产生的数据相差很大，后者所产生的方差比前者要小5倍左右。

2.2 两种作业方法的成本比较和经济效益

在某高速路段一标，选择全幅400m路基工段，选择两种机械施工方式分别施工200m，数控机械方式，0.5d（施工完，一次验收后达到合格，传统机械方式，1天施工完，一次验收后达到合格。对于设备、人员和施工时间，数控机械作业模式中测量人员1人，没有輔助测量员和护桩员；数控平地机1台，推土机和压路机各1台；时间是半个班台4小时。传统机械作业模式中测量人员1人，辅助测量员2人，护桩员5人；平地机、推土机和压路机各1台；时间是1个台班8小时。人工费比较：选择数控机械，完全达到无桩化施工，只要1个测量人员对路基的外形参数进行输入与收集，没有辅助测量员和护桩员，防治现场人员干扰到机械施工，消除由此造成的安全隐患，节省很多人工费。通过施工中有关数据的计算可知，对于人工费，数控机械方式是传统机械的23.7%。燃油消耗，柴油价格按照7.16元/L：选择数控机械后，燃油费节省1156元，对于该项费用，数控机械方式是传统机械的74.2%。机械台班费：选择数控模式机械台班费节省了500元，对于该项费用，数控机械方式是传统机械的77.3%。根据上述三项费用有关数据的计算结果：传统作业方式下，人工费、燃油消耗和机械台班费共计7828元；数控作业方式下，人工费、燃油消耗和机械台班费共计5302元。所以，以200m道路施工为例，两种作业模式下直接成本，数控机械施工费是传统机械模式下的67.7%，比较起来节省32.3%。

结束语

通过以上内容的论述，可以得知：我国公路以及工程在不断发展的形势下，对工期、成本等方面的控制要求愈来愈多，以往的机械施工已经不能符合当前发展的需要，而数控机械中所具有的多机以及多标段作业不但确保了施工可以达到安全、高效的效果，也对业主实现智能以及数字化管理等提供了重要的依据，为未来的发展建设施工中明确正确的方向。

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