運(yùn)用Trimble機(jī)械控制系統(tǒng)優(yōu)化土方施工

張慧萍

（山西省機(jī)械施工公司，山西 太原 030009）

隨著國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入的加大，公路、機(jī)場(chǎng)等工程項(xiàng)目中涉及的大型土方施工任務(wù)日益增多，但同時(shí)各家施工單位的競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈，投標(biāo)報(bào)價(jià)一降再降，利潤(rùn)微薄。對(duì)于每一個(gè)施工單位最大的期望就是實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化。科技是第一生產(chǎn)力，新型的Trimble機(jī)械控制系統(tǒng)能夠杜絕返工現(xiàn)象，顯著提高生產(chǎn)效率，從而實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化。

在當(dāng)今競(jìng)爭(zhēng)激烈的建筑行業(yè)，對(duì)于從事大型土方工程的施工單位，要有更好的發(fā)展，就需要從根本上改變傳統(tǒng)的作業(yè)模式，引進(jìn)智能化程度高、速度快的先進(jìn)儀器，進(jìn)而以前所未有的速度、精度和更有利可圖的方式完成作業(yè)的各個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)土方工程施工機(jī)械的科學(xué)管理，整個(gè)項(xiàng)目取得實(shí)質(zhì)性的成功。

1 傳統(tǒng)的土方施工現(xiàn)場(chǎng)控制

通過(guò)表1進(jìn)行說(shuō)明。

表1 傳統(tǒng)的土方施工現(xiàn)場(chǎng)控制方法

從表1看出，土方現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)控制時(shí)時(shí)刻刻都需要有測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)指導(dǎo)，作為一個(gè)項(xiàng)目所配測(cè)量人員是有限的，無(wú)論哪一個(gè)環(huán)節(jié)測(cè)量不及時(shí)，將導(dǎo)致該作業(yè)面的窩工或返工，隨著近年來(lái)機(jī)械租賃臺(tái)班費(fèi)和油料價(jià)格的上漲，傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制極易造成成本的加大。

2 Trimble機(jī)械控制系統(tǒng)對(duì)土方施工的控制

Trimble機(jī)械控制技術(shù)是利用激光、聲納、GPS接收機(jī)、角度傳感器、CAN總線等高科技產(chǎn)物與工程機(jī)械結(jié)合，使工程施工達(dá)到高精度、高效率、高收益。可用于的機(jī)械有挖掘機(jī)、推土機(jī)、平地機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、壓路機(jī)等。

2.1 Trimble機(jī)械控制系統(tǒng)的類型

2.1.1 挖掘機(jī)使用的Trimble機(jī)械控制系統(tǒng)

主要是深度和坡度控制系統(tǒng)，可控制挖溝、挖掘、平地和成型作業(yè)。系統(tǒng)用一個(gè)角度傳感器、一個(gè)雙軸傳感器和一個(gè)激光捕捉器測(cè)量機(jī)身、懸臂、操縱桿和鏟斗之間的關(guān)系，確定鏟斗斗齒在哪里，告訴駕駛員希望的深度和坡度，從而一次成型。由于在駕駛室里顯示設(shè)計(jì)信息和實(shí)時(shí)挖掘數(shù)據(jù)，可以在不放樣的情況下安全完成挖掘工作，甚至夜晚也能工作，從而提高挖掘生產(chǎn)效率和盈利能力。

2.1.2 推土機(jī)使用的Trimble機(jī)械控制系統(tǒng)

主要是高程控制，由兩個(gè)激光接收機(jī)或一個(gè)激光接收機(jī)和一個(gè)坡度傳感器來(lái)控制刮板升降和傾斜。由于控制兩個(gè)功能，駕駛員可以利用系統(tǒng)更精確地控制材料，不會(huì)出現(xiàn)材料的浪費(fèi)。同時(shí)可以以更快的速度實(shí)現(xiàn)所需的坡度，即使設(shè)計(jì)很復(fù)雜也沒問(wèn)題。

2.1.3 平地機(jī)使用的Trimble機(jī)械控制系統(tǒng)

主要是高度靈活的橫坡和高程控制系統(tǒng)，由兩個(gè)角度傳感器和一個(gè)旋轉(zhuǎn)傳感器計(jì)算刮板每邊的橫坡，還用一個(gè)激光接收機(jī)和一個(gè)聲波跟蹤器提供高程控制。該系統(tǒng)使駕駛員能實(shí)現(xiàn)毫米精度的修整坡度，每次都能保持嚴(yán)格的限差，可以更快、更準(zhǔn)確地平整最終材料，平整所需的往返次數(shù)較少，使材料成本保持在最低水平，以實(shí)現(xiàn)更高的利潤(rùn)。

2.1.4 壓路機(jī)使用的Trimble機(jī)械控制系統(tǒng)

TrimbleCCS900壓實(shí)控制系統(tǒng)可以精確控制壓實(shí)過(guò)程，同時(shí)減少不必要的壓實(shí)次數(shù)，防止過(guò)度壓實(shí)。該系統(tǒng)可以提早檢測(cè)面層以下材料異常，可以在鋪路面等造價(jià)高昂的施工階段開始之前重新平整或提早挖掘出軟弱點(diǎn)和看不見的障礙物。該系統(tǒng)可同時(shí)記錄和存儲(chǔ)壓實(shí)結(jié)果，以便在工程結(jié)束后分析和生成要提交的文檔。

2.2 Trimble機(jī)械控制系統(tǒng)工作分析

見圖1。

2.3 Trimble機(jī)械控制系統(tǒng)的優(yōu)越性

2.3.1 靈活、方便

Trimble機(jī)械控制系統(tǒng)適用多種機(jī)械和大小規(guī)模作業(yè)工地條件。如一個(gè)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)有數(shù)量較多的各種機(jī)械作業(yè)時(shí)，用Trimble機(jī)械控制系統(tǒng)管理起來(lái)比較方便，對(duì)于挖掘至精平的作業(yè)最適合。

2.3.2 縮短作業(yè)周期

在駕駛室內(nèi)可以顯示工地平面圖和坡度信息，駕駛員可以獨(dú)立地完成作業(yè)，從而縮短因等待測(cè)量和坡度檢查所需的時(shí)間，特別在塵土飛揚(yáng)、風(fēng)大或天色暗的條件下也能保證工作的精度，并連續(xù)作業(yè)。

2.3.3 降低施工成本

隨時(shí)可以看到設(shè)計(jì)信息，不需要頻繁放樣測(cè)量，作業(yè)任務(wù)一次成型，無(wú)需返工。精確平地可以準(zhǔn)確控制材料用量，不僅提高了生產(chǎn)效率，也降低了人工成本和機(jī)械成本。主要體現(xiàn)在提高施工質(zhì)量、縮短工期、減少成本等方面。以推土機(jī)為例進(jìn)行分析：

（1）提高施工質(zhì)量：精確控制，一次成型；精度達(dá)到2 cm～3cm；實(shí)時(shí)的過(guò)程質(zhì)量控制。

（2）縮短工期：減少推平次數(shù)40%；24 h不間斷施工，可夜間施工；無(wú)需等待測(cè)量人員放樣，可以在最短的時(shí)間內(nèi)以最好的質(zhì)量完成項(xiàng)目。

（3）減少成本：無(wú)需打樁、放樣，無(wú)需人工進(jìn)行過(guò)程檢查，降低測(cè)量成本80%；提高機(jī)械使用效率，減少租機(jī)臺(tái)數(shù)；減少重復(fù)推平，降低油料消耗12%，降低材料消耗25%。

2.3.4 投資回報(bào)

投資回報(bào)快，對(duì)于一個(gè)大型土方工程項(xiàng)目，如標(biāo)價(jià)在2億元左右，一般來(lái)說(shuō)在該項(xiàng)目完工后即可回收投資的80%。快速完成作業(yè)任務(wù)，減少返工、放樣和檢查次數(shù)，節(jié)約了材料、提高了機(jī)械效率、降低了成本，這些都是提高效益、加快投資回報(bào)的途徑。

3 總結(jié)

選擇Trimble機(jī)械控制系統(tǒng)就是擁有了先進(jìn)的土方施工管理。Trimble機(jī)械控制系統(tǒng)用在挖掘機(jī)、推土機(jī)、平地機(jī)、壓路機(jī)等機(jī)械上能夠最大限度地降低運(yùn)行成本。一方面保證項(xiàng)目成本的最大節(jié)約，實(shí)現(xiàn)最大化利潤(rùn)；另一方面也可在投標(biāo)競(jìng)價(jià)時(shí)適當(dāng)降低投標(biāo)價(jià)格，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，從而有機(jī)會(huì)贏得更多的施工任務(wù)。