数字化施工技术在机场水稳层施工中的应用

曹张帆

摘要：随着我国经济与科技水平的高速发展，数字化施工技术已被广泛应用于机场施工中。而机场水稳层是一项具有复杂且系统的工程项目。基于此本文主要对机场水稳层施工中的数字化施工技术的优点进行阐述，并以某机场为实例分析数字化施工技术在机场水稳层施工中的应用，

关键词：数字化;机场水稳;施工应用

数字化施工是基于物联网、BIM、GIS等先进技术，将传统的施工管理过渡到以“智慧化、精益化”管理为核心的基础平台，并提供多种现场的应用场景。机场场道建设是智慧机场建设中的核心工程，在场道施工中，由于地质复杂、含水量不稳定、作业规范难统一、专业人员少、监管难度大等等问题，经常造成返工导致工期延长或者质量等问题。而利用物联网技术，采用数字化施工系统可以做到强夯、碾压、振捣等现场实时监控，从而控制机场的施工质量。

1 某机场工程简介

某地区机场项目占地面积约26km2，投资额799.8亿元，飞行区等级指标4C，主要建设1条长2600m，宽46m的跑道，主、次降方向均设置I类精密进近系统，1条长1520m的局部平行滑行道和2条垂直联络道，某新机场建设指挥部引入飞行区数字化施工管理信息系统辅助项目管理。

2 数字化施工概述

数字化施工是利用定位技术、传感器技术等手段对工程机械的施工指标进行记录，用数字化的手段对工程质量进行判断，辅助人工进行决策。数字化施工就是将施工管理过程中的信息进行数字化、网络化、可视化及智能化，充分运用物联网、大数据等技术手段，解决施工过程中产生的问题，最大程度提升施工过程信息的利用价值和使效率最大化。传统工程施工技术较为单一化，主要是靠人工操作，不仅降低工作质量与工作的高效性，还可能会引起操作误差，从而为工程施工带来安全隐患。

3 数字化施工技术在机场水稳层施工中的应用

3.1 振动压实施工

该地区新机场飞行区场道地基处理施工中采用了数字化控制技术，通过压实施工实施监控模块实现了智能管理，有效提升了工作效率，节约了施工成本。该智能压实管理系统相对传统压实施工具有以下优势：①实时监控压实过程和压实质量;②监测压实遍数，避免欠压、过压;③实时显示路面 CMV 密实度，且能够更快、更准确地实时显示压实密度，减少返工次数;④有针对性地检测薄弱点，可及时发现问题，杜绝质量隐患。该系统可显示作业区域位置、轨迹、碾压遍数、层厚、高程、CMV 等压实监控信息，对压实施工作业流程实现了精细化管控，不仅效率高，而且支持数据历史回放，能针对问题进行原因分析。该系统图形的细腻程度可通过地图比例尺变化调整，在保证图形清晰度的同时也不损失运行速度。该系统还可针对机械工作状态进行独立统计分析，方便了工程量的计算。

3.2 强夯施工

该工程的强夯施工依托数字化控制技术，构建了主要由GNSS系统、滚动传感器、操作室内显示屏以及管理平台组成的强夯机数字化施工系统。在不妨碍机械设备正常工作、不影响车辆本身外观的情况下，通过在车身设置定位天线、高精度模块、传感器、平板监控等设施，该系统实现了卫星定位接受信号、产生数据并上传等功能。作业之前，需把各项施工数据（例如地形数据、参数要求等）输入到系统里，待发出指令后，机械设备便可按照要求自动作业。与此同时，各工区质检人员可通过电脑登录监控平台，第一时间掌握强夯施工的夯锤高度、夯击次数、锤重等信息，并可通过监控平台分析各项数据，及时、准确地掌握施工现场的质量情况，发现问题也可实时解决，同时还为业主、监理及施工等部门进行重点检查提供了依据。

实践证明，强夯机数字化施工系统相比传统强夯施工具有以下优势：①利用 GNSS 系统可免去传统人工布点的施工步骤，且GPS定点要比人工布点更加精确、方便，保证了后期工程计量的准确性，也有效解决了传统测量不方便、不准确、劳动强度大等问题，杜绝了工程项目移位、工程项目“变胖”及“变瘦”等现象的发生;②传统施工交验时常出现人为主观意愿导致的“偷锤漏打”等违规现象，而该系统通过应用数字化监控平台，能够有效避免此类不良现象，确保施工质量;③数字化管理使夯机到达现场即能直接开始施工，机械使用效率高，且其滚动传感器可以详实地记录强夯次数和夯沉量，减少了测量人员的工作量，也节约了建设成本;④数字化设备的应用能够保证施工过程中的实时监控和完整的信息追溯，施工过程透明，业主、监理单位、施工单位等工程参与各方不仅可通过登录监控平台进行实时交流，及时掌握施工质量、工程计量、施工进度等信息，而且也可避免施工过程中出现作弊行为;⑤进一步规范了现场施工，提升了综合施工管理水平。

3.3 摊铺自动控制系统的应用与特征

大部分摊铺机自动控制系统主要是采用传统PID控制法进行计算，通过对PID控制器进行合理调整，使其3个参数能够实现预期目标，这就增加了机场操作难度。同时，由于对象参数容易到工作环境以及外界因素的影响从而产生变化，因此不得不对已经调整好的参数进行重新调整，这样一来难以确保摊铺施工的整体高效性。在摊铺自动控制系统中应充分考虑到摊铺机的滞后性、非线性以及时变性等特点，可在最大程度上降低参数调整难度。在面对复杂项目时，摊铺机自动控制系统可精确地完成摊铺工作。系统本身能够避免因拉线误差或者是打桩误差而导致的高程错误与坡度错误。自动全站仪能够以10次/s频率对三维动向进行跟踪测量，并经无线电将数据信息传输至机载控制箱内，随即与横坡传感器数据信息进行结合，对比分析三维实际坐标与摊铺机具体位置，经控制器将修正命令传输到机械液压系统。摊铺自动控制系统具有的特点：①无需拉线打桩;②实时监测三维坐标数据;③减少施工人员输出;④不会受到外界因素（光线）的干扰;⑤智能化显示;⑥自动化控制;⑦实时监测。第一，在全站仪的引导下，有助于对现场施工状况进行管理，从而实现精准化;第二，在摊铺施工过程中，实时监测三维坐标数据，可能更好对施工现场进行有效控制;第三，在应用摊铺自动控制系统的过程中不需要过多的施工人员，因此减少施工人员的输出;第四，由于不会受到外界因素（光线）的干扰，因此可以全天化作业;第五，可在控制箱中的屏幕上实时观察到现场施工情况，有助于人员进行操作;第六，对路面坡度与高度进行自动化控制、数字化监控，对施工质量进行严格控制。第七，精度把控摊铺施工状态，在一定程度上能够控制施工成本。

4 结语

数字化施工贯穿于整个场道施工过程，它能够解决施工管理过程中的各种难题，但要结合项目的施工規模、地质复杂程度以及施工时间来确定是否可应用数字化施工技术。盲目的使用反而会增加施工管理难度，造成施工成本增加，只有合理科学的应用，才能够发挥数字化施工的最大优势。

参考文献：

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