公路施工智能化管理应用探讨

周建长

（莆田市交通投资集团有限公司， 莆田 351100）

0 引言

随着交通基础设施建设的不断发展，公路施工标准化水平不断提升，对现场质量管理的要求不断提高，但是在施工过程中存在的现场信息收集滞后、管理手段过于陈旧、管理效率过于低下的问题依旧存在，旧有的管理模式已经越来越不能适应现阶段管理的要求。如何从施工现场管理的角度出发，利用社会上不断涌现的智能化的新技术，应用于施工现场管理，提高现场施工管理水平，提升管理效率，是现阶段施工企业迫切需要解决的问题。

1 智能化施工管理的内容

构建智能化施工管理平台，可以及时掌握准确质量信息，使公路建设的实施过程更加透明和公正，保证了整个监督管理过程的规范化和程序化，也有助于管理目标的评估工作、预测工作以及控制工作，以下围绕七个方面对其进行叙述：

1.1 混凝土质量集中管控

福建省普通国省干线公路联十一线（莆田境）涵江江口至仙游枫亭段工程(以下简称“联十一线项目”)管理过程中为了对混凝土质量进行智能管控，编写了混凝土拌合站数据管理系统方案书，并且设计了将整个施工过程的关键数据和重要工点都包括在内的监控系统，混凝土质量监管系统，它具有对混凝土的整个生产过程的监管功能，并且平台还能对监管系统的数据进行汇总、整理，以便技术人员进行管理调整。混凝土的质量动态信息主要有原材料检测、生产过程管理和混凝土试块检测三部分组成。每日的任务单记录都必须录入系统内，并且对生产材料、配合比信息等进行分类登记，最后进行排序汇总管理以便查询。关于生产报警的数据也会进行整理，并且录入详细的报警情况，以便查询，还会对各类报警类型进行统计，以便追溯源头，解决问题。混凝土土质量信息也会录入手机APP客户端中，并且对报警信息及时推送，方便管理人员迅速掌握质量信息。

1.2 试验室的数据集中管控

1.2.1 材料试验机改造

为了提高材料试验数据的准确性和可靠性，试验室针对市面上的手动加压及泄压试验存在的不足之处（主要以人工因素干扰为主）进行了改进，通过添加恒加载自动控制装置，达到试验在满足规范要求的情况下自动控制，提高了试验的客观性，利于试验的准确性。

1.2.2 压力机系统改造

通过利用高精度伺服阀，压力机系统的改造使其具有力闭环管控功能，同时可以满足等载荷速率加载或等应力速度加载，提高了控制精度，符合GB、TSO、ASTM 等标准。改造后的压力机系统如下图所示：

压力机系统性能特点如下；

（一）精度放大器及A/D 转换器，有效内码±60000，全过程不分档，一级精度，测量范围4%-100%FS，数字实时显示载荷、载荷峰值、加载速度及抗压强度；

（二）采用PID 闭环控制策略实现恒速加载；

（三）实时显示加载曲线；

（四）自动间隔计时和连续试验；

（五）适合Windows72000XP 操作系统；

（六）采用标准数据库管理试验数据；

（七）试验力过载保护；

（八）抗压试验程序符合相关国家标准。

1.2.3 万能机系统改造

万能机系统能对整个试验过程进行全自动控制，并且能对多种试验结果进行自动计算，测量与计算同步进行，并对试验数据进行处理和保存。

万能机系统以多通道的自适应PID 闭环控制算法为基准，通过对整个过程的全自动把控，自动计算和保存了测量过程数据及试验结果。测量主要包含力、位移及变形，试验参数主要以最大力、抗拉强度、屈服强度、非比例延伸强度、弹性模量、断后延伸率等。主要性能特点如下：

（1）增配电液伺服测控系统，主要包括伺服控制器、高精度控制阀、引伸计、压力传感器、位移传感器；

（2）全自动控制整个过程，并自动计算与保存试验测量过程数据及试验结果。

（3）设备能按照国家标准对试验自动选择规范的试验方法，包括试验过程、试验速度，且软件自带的数据处理功能能按规范要求对试验结果进行有针对性的处理。

经过改造后的材料试验机，需要重新计量检定，合格后方能投入使用。以下是试验室联网改造网络图：

试验室联网改造图1

试验室联网改造图2

经过改造后的试验室，它能将所有的试验结果都实时上传给试验工作人员，做到及时分析，同时它也能够将试验结果传送给多方工作人员，以便多方进行管理协调，大大提升了管理的工作效率。

1.3 智能张拉压浆工艺

为确保工程质量，联十一线项目建设过程中采用了智能张拉系统，智能张拉系统由数控液压主泵、数控液压副泵、智能千斤顶以及监管系统组成，以下是智能张拉系统构成示意图：

智能张拉系统构成示意图

与传统张拉相比，智能张拉在过程中的精度控制、校核、数据监测、记录等方面具有显著优势，同时安全保障与经济效益也有所提高，具体优点如下：

①控制预应力智能张拉精度在±1%。

②自动测量，同步控制，数据准确，及时校核，实现张拉力与伸长量同步控制，多顶同步张拉。

③可根据实际情况自动补张到规定值。

④按规范要求设置持荷时间，排除人为干扰。

⑤可反复倒顶，自动找回张拉力和伸长量。

⑥自动精确测量回缩量，准确判断夹片滑丝情况。

⑦张拉过程自动化，只需2 人同时作业，电脑自动检测记录所有数据，效率高，读数准。

⑧张拉过程数据实现信息化，自动采集所有数据并传送到计算机，并智能分析处理数据，异常时自动停机并报警。

⑨操作人员远离张拉区域，人身安全有保障。

⑩张拉报表自动生成，数据真实、准确，并能进行质量追溯。

智能张拉的工艺流程如下：在检查梁体构件以及进行足够养护之后，穿束钢绞线线，安装锚具与设备，按设计顺序进行张拉后持荷、回油，最后退出千斤顶。在进行张拉作业时，现场设立了安全挡牌，杜绝安全事故的发生。同时张拉的数据也及时的推送至手机APP 客户端，既保证了数据的真实、准确，也便于工作人员及时查看，张拉后所有的张拉数据都会进行汇总，形成张拉历史记录进行保存。

压浆工艺也采用智能压浆技术，使用了能精度控制与调节的压浆机，保证了压浆的饱满、密实。智能压浆机通过采集进浆、返浆测控的数据来对压浆进度进行调节，并同步检测水胶比，将其与数据系统相结构，压浆的数据记录也会保存在手机当中进行推送。

1.4 云建造系统

联十一线项目应用“云建造”监管系统，对项目施工现场进行高效管理。云建造app 是一款项目管理软件，属于集成类平台产品，其中集成了“施工质量管理系统”、“施工安全管理系统”、“现场劳务管理系统”、“现场物资管理系统”等多个业务系统，方便快速操作、离线亦可使用、自动传输数据、自动提醒工作、可与其他产品组合使用等特点。让管理人员在手机端处理各自岗位的工作。通过云建造管理系统，它能简洁有效的传递施工信息，便于工作人员第一时间了解工程管理概况。

1.5 无人机的应用

为了加强对项目施工全过程的控制把关，联十一线项目使用了无人机航拍这一新技术。项目部充分应用“无人机航拍”这一信息技术，多功能管控施工现场，避免了工程点多面广给各个工序的施工进度、质量、安全管控带来的诸多不便。首先，在项目初期，无人机就成了征迁工作的一大助手。莆田联十一线项目位于莆田兴化湾海域滩涂地带，如果直接进入现场进行征迁工作，存在极大的安全隐患。为了减少人员的安全风险，项目部首先启用无人机航拍。利用无人机能快速提供真彩色、大比例尺、高分辩率基础数据影像的功能，对现场养殖鱼塘、坟墓数量采集统计，大大提升了征地拆迁的工作效率，成为提升征迁工作效能的“好帮手”。其次，通过无人机的应用，提升项目安全管理及现场安全文明施工。在施工现场，采用无人机对深基坑开挖、高空作业、鳌山互通主线桥和后敦高架桥的T梁架设以及A4 合同段的现浇箱梁高模板、支架安装质量及浇筑质量进行拍摄检查，有效识别评估其稳定性，及时发现现场存在的安全隐患，并第一时间消除。通过无人机的应用，省去了大量的人力物力财力，达到了降本增效的目的。另外，通过无人机的应用，也可以助力项目施工过程管控。由于施工工作面交替需施工便道布置灵活，施工便道的改变是经常的事，使用无人机航拍对现场施工便道的选择及布置起到了非常关键的作用，很大程度解决了以前由人工现场勘察视野不足的局限性。通过无人机航拍，也可以及时了解现场实际资源布置情况和现场施工人员、机械进行合理调配，最大程度地缓解窝工、工作面交叉等影响，可以直观地了解现场施工机具的工作效率，如运渣车的装载和运输情况等，避免半车运输情况的出现。通过无人机航拍影像资料的演示，在每周的生产例会上，对各部位的施工进展、施工进度进行对照，直观地反映出项目施工当前面临的各类问题、难点及亮点，制定出的管控措施也更加有针对性。最后，通过无人机影像基本信息的采集和保存，也可以为联十一线项目各个时期的形象保存珍贵的影像纪录，而且对工程的技术成果总结也将提供有力的支撑。

1.6 二维码技术的应用

针对公路工程路线长、无法封闭进行传统门禁管理的特点，联十一线项目通过利用二维码进行信息管理，设立工人二维码信息身份牌，通过扫描工人身上的身份牌二维码能准确地对工作信息进行检查，并通过后台进行实时更新与管理，能确认工人的持证、安全教育以及施工交底情况。在机械设备张贴的二维码能介绍设备概况，并能实时输入巡检、保养记录，还可添加机械安全操作使用指导书等。在结构物上使用的二维码名片包含了结构物的施工日期、砼标号以及强度等检测记录，能快速掌握结构物信息。

1.7 视频监控管理

对于长期施工现场，设置视频监控系统，监控施工现场重点环节及关键部位，对项目施工现场质量、安全与文明施工和环境卫生进行管理，特别是对施工现场操作状况与施工操作过程中的施工质量、安全与现场文明施工和环境卫生等方面的不规范行为起到了应有的督促及整顿作用。提高了公司相关领导和各有关部门对施工现场工程质量、安全方面的监管力度，减少、防止和杜绝质量、安全事故的发生。

2 结语

在信息化社会不断发展的社会背景下，管理的信息化要求也在不断提升，在公路工程项目管理中，要积极引进社会上先进的信息化管理方法和手段，将信息管理技术与工程项目管理技术进行深度融合，促进项目管理水平的提升，以此来提高项目管理的及时性和有效性。对于项目信息化管理，我们还要进行深入研究，丰富项目信息化管理的内容，改进信息化管理过程中遇到的问题，从而使其更好的发挥作用，为公路工程项目建设起到更大的促进作用。