曹張帆

摘要：隨著我國經(jīng)濟與科技水平的高速發(fā)展，數(shù)字化施工技術(shù)已被廣泛應用于機場施工中。而機場水穩(wěn)層是一項具有復雜且系統(tǒng)的工程項目。基于此本文主要對機場水穩(wěn)層施工中的數(shù)字化施工技術(shù)的優(yōu)點進行闡述，并以某機場為實例分析數(shù)字化施工技術(shù)在機場水穩(wěn)層施工中的應用，

關(guān)鍵詞：數(shù)字化;機場水穩(wěn);施工應用

數(shù)字化施工是基于物聯(lián)網(wǎng)、BIM、GIS等先進技術(shù)，將傳統(tǒng)的施工管理過渡到以“智慧化、精益化”管理為核心的基礎平臺，并提供多種現(xiàn)場的應用場景。機場場道建設是智慧機場建設中的核心工程，在場道施工中，由于地質(zhì)復雜、含水量不穩(wěn)定、作業(yè)規(guī)范難統(tǒng)一、專業(yè)人員少、監(jiān)管難度大等等問題，經(jīng)常造成返工導致工期延長或者質(zhì)量等問題。而利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用數(shù)字化施工系統(tǒng)可以做到強夯、碾壓、振搗等現(xiàn)場實時監(jiān)控，從而控制機場的施工質(zhì)量。

1 某機場工程簡介

某地區(qū)機場項目占地面積約26km2，投資額799.8億元，飛行區(qū)等級指標4C，主要建設1條長2600m，寬46m的跑道，主、次降方向均設置I類精密進近系統(tǒng)，1條長1520m的局部平行滑行道和2條垂直聯(lián)絡道，某新機場建設指揮部引入飛行區(qū)數(shù)字化施工管理信息系統(tǒng)輔助項目管理。

2 數(shù)字化施工概述

數(shù)字化施工是利用定位技術(shù)、傳感器技術(shù)等手段對工程機械的施工指標進行記錄，用數(shù)字化的手段對工程質(zhì)量進行判斷，輔助人工進行決策。數(shù)字化施工就是將施工管理過程中的信息進行數(shù)字化、網(wǎng)絡化、可視化及智能化，充分運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段，解決施工過程中產(chǎn)生的問題，最大程度提升施工過程信息的利用價值和使效率最大化。傳統(tǒng)工程施工技術(shù)較為單一化，主要是靠人工操作，不僅降低工作質(zhì)量與工作的高效性，還可能會引起操作誤差，從而為工程施工帶來安全隱患。

3 數(shù)字化施工技術(shù)在機場水穩(wěn)層施工中的應用

3.1 振動壓實施工

該地區(qū)新機場飛行區(qū)場道地基處理施工中采用了數(shù)字化控制技術(shù)，通過壓實施工實施監(jiān)控模塊實現(xiàn)了智能管理，有效提升了工作效率，節(jié)約了施工成本。該智能壓實管理系統(tǒng)相對傳統(tǒng)壓實施工具有以下優(yōu)勢：①實時監(jiān)控壓實過程和壓實質(zhì)量;②監(jiān)測壓實遍數(shù)，避免欠壓、過壓;③實時顯示路面 CMV 密實度，且能夠更快、更準確地實時顯示壓實密度，減少返工次數(shù);④有針對性地檢測薄弱點，可及時發(fā)現(xiàn)問題，杜絕質(zhì)量隱患。該系統(tǒng)可顯示作業(yè)區(qū)域位置、軌跡、碾壓遍數(shù)、層厚、高程、CMV 等壓實監(jiān)控信息，對壓實施工作業(yè)流程實現(xiàn)了精細化管控，不僅效率高，而且支持數(shù)據(jù)歷史回放，能針對問題進行原因分析。該系統(tǒng)圖形的細膩程度可通過地圖比例尺變化調(diào)整，在保證圖形清晰度的同時也不損失運行速度。該系統(tǒng)還可針對機械工作狀態(tài)進行獨立統(tǒng)計分析，方便了工程量的計算。

3.2 強夯施工

該工程的強夯施工依托數(shù)字化控制技術(shù)，構(gòu)建了主要由GNSS系統(tǒng)、滾動傳感器、操作室內(nèi)顯示屏以及管理平臺組成的強夯機數(shù)字化施工系統(tǒng)。在不妨礙機械設備正常工作、不影響車輛本身外觀的情況下，通過在車身設置定位天線、高精度模塊、傳感器、平板監(jiān)控等設施，該系統(tǒng)實現(xiàn)了衛(wèi)星定位接受信號、產(chǎn)生數(shù)據(jù)并上傳等功能。作業(yè)之前，需把各項施工數(shù)據(jù)（例如地形數(shù)據(jù)、參數(shù)要求等）輸入到系統(tǒng)里，待發(fā)出指令后，機械設備便可按照要求自動作業(yè)。與此同時，各工區(qū)質(zhì)檢人員可通過電腦登錄監(jiān)控平臺，第一時間掌握強夯施工的夯錘高度、夯擊次數(shù)、錘重等信息，并可通過監(jiān)控平臺分析各項數(shù)據(jù)，及時、準確地掌握施工現(xiàn)場的質(zhì)量情況，發(fā)現(xiàn)問題也可實時解決，同時還為業(yè)主、監(jiān)理及施工等部門進行重點檢查提供了依據(jù)。

實踐證明，強夯機數(shù)字化施工系統(tǒng)相比傳統(tǒng)強夯施工具有以下優(yōu)勢：①利用 GNSS 系統(tǒng)可免去傳統(tǒng)人工布點的施工步驟，且GPS定點要比人工布點更加精確、方便，保證了后期工程計量的準確性，也有效解決了傳統(tǒng)測量不方便、不準確、勞動強度大等問題，杜絕了工程項目移位、工程項目“變胖”及“變瘦”等現(xiàn)象的發(fā)生;②傳統(tǒng)施工交驗時常出現(xiàn)人為主觀意愿導致的“偷錘漏打”等違規(guī)現(xiàn)象，而該系統(tǒng)通過應用數(shù)字化監(jiān)控平臺，能夠有效避免此類不良現(xiàn)象，確保施工質(zhì)量;③數(shù)字化管理使夯機到達現(xiàn)場即能直接開始施工，機械使用效率高，且其滾動傳感器可以詳實地記錄強夯次數(shù)和夯沉量，減少了測量人員的工作量，也節(jié)約了建設成本;④數(shù)字化設備的應用能夠保證施工過程中的實時監(jiān)控和完整的信息追溯，施工過程透明，業(yè)主、監(jiān)理單位、施工單位等工程參與各方不僅可通過登錄監(jiān)控平臺進行實時交流，及時掌握施工質(zhì)量、工程計量、施工進度等信息，而且也可避免施工過程中出現(xiàn)作弊行為;⑤進一步規(guī)范了現(xiàn)場施工，提升了綜合施工管理水平。

3.3 攤鋪自動控制系統(tǒng)的應用與特征

大部分攤鋪機自動控制系統(tǒng)主要是采用傳統(tǒng)PID控制法進行計算，通過對PID控制器進行合理調(diào)整，使其3個參數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)預期目標，這就增加了機場操作難度。同時，由于對象參數(shù)容易到工作環(huán)境以及外界因素的影響從而產(chǎn)生變化，因此不得不對已經(jīng)調(diào)整好的參數(shù)進行重新調(diào)整，這樣一來難以確保攤鋪施工的整體高效性。在攤鋪自動控制系統(tǒng)中應充分考慮到攤鋪機的滯后性、非線性以及時變性等特點，可在最大程度上降低參數(shù)調(diào)整難度。在面對復雜項目時，攤鋪機自動控制系統(tǒng)可精確地完成攤鋪工作。系統(tǒng)本身能夠避免因拉線誤差或者是打樁誤差而導致的高程錯誤與坡度錯誤。自動全站儀能夠以10次/s頻率對三維動向進行跟蹤測量，并經(jīng)無線電將數(shù)據(jù)信息傳輸至機載控制箱內(nèi)，隨即與橫坡傳感器數(shù)據(jù)信息進行結(jié)合，對比分析三維實際坐標與攤鋪機具體位置，經(jīng)控制器將修正命令傳輸?shù)綑C械液壓系統(tǒng)。攤鋪自動控制系統(tǒng)具有的特點：①無需拉線打樁;②實時監(jiān)測三維坐標數(shù)據(jù);③減少施工人員輸出;④不會受到外界因素（光線）的干擾;⑤智能化顯示;⑥自動化控制;⑦實時監(jiān)測。第一，在全站儀的引導下，有助于對現(xiàn)場施工狀況進行管理，從而實現(xiàn)精準化;第二，在攤鋪施工過程中，實時監(jiān)測三維坐標數(shù)據(jù)，可能更好對施工現(xiàn)場進行有效控制;第三，在應用攤鋪自動控制系統(tǒng)的過程中不需要過多的施工人員，因此減少施工人員的輸出;第四，由于不會受到外界因素（光線）的干擾，因此可以全天化作業(yè);第五，可在控制箱中的屏幕上實時觀察到現(xiàn)場施工情況，有助于人員進行操作;第六，對路面坡度與高度進行自動化控制、數(shù)字化監(jiān)控，對施工質(zhì)量進行嚴格控制。第七，精度把控攤鋪施工狀態(tài)，在一定程度上能夠控制施工成本。

4 結(jié)語

數(shù)字化施工貫穿于整個場道施工過程，它能夠解決施工管理過程中的各種難題，但要結(jié)合項目的施工規(guī)模、地質(zhì)復雜程度以及施工時間來確定是否可應用數(shù)字化施工技術(shù)。盲目的使用反而會增加施工管理難度，造成施工成本增加，只有合理科學的應用，才能夠發(fā)揮數(shù)字化施工的最大優(yōu)勢。

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