數(shù)字化施工技術(shù)在昆明機場水穩(wěn)層施工中的應(yīng)用

摘要：本文分析了數(shù)字化施工技術(shù)的優(yōu)點，在此基礎(chǔ)上介紹了該技術(shù)在昆明機場水穩(wěn)層施工中的應(yīng)用，通過昆明新機場的應(yīng)用實例，旨在為攤鋪新技術(shù)在國內(nèi)的研究開發(fā)特別是機場數(shù)字化施工和質(zhì)量的實施控制提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：昆明新機場 數(shù)字化 質(zhì)量控制 數(shù)據(jù)分析

1、前言

昆明長水國際機場位于中國云南省昆明市官渡區(qū)小哨鄉(xiāng)渾水塘，在昆明主城區(qū)以東，距離昆明市中心約25公里，新機場定位大型樞紐機場，輻射東南亞、南亞地區(qū)的門戶機場，是實施中國面向東南亞、南亞國際大通道戰(zhàn)略的重要組成部分。昆明新機場航站樓按照滿足2020年旅客吞吐量3800萬人次的需求一次建成，中期2030年旅客、貨郵吞吐量將達(dá)到5800萬人次、170萬噸，遠(yuǎn)期2040年旅客、貨郵吞吐量將達(dá)6500萬人次、230萬噸。新機場建成之后，昆明將成為繼北京、廣州、上海之后全國第四個擁有國家大型門戶樞紐機場的城市。

機場地處巖溶地貌地區(qū)，工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件復(fù)雜，同時場地又具有高填方、超大土石方量、強地震、建設(shè)環(huán)境復(fù)雜、技術(shù)環(huán)保要求高，有效施工時間短、相互影響因素多等特點，這些因素都影響機場攤鋪的施工質(zhì)量和進(jìn)度。因此，昆明新機場對跑道、滑行道、聯(lián)絡(luò)道、停機坪的水穩(wěn)層攤鋪提出了更高、更嚴(yán)格的要求。從以往建成機場施工方式分析，水穩(wěn)層攤鋪質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響混凝土面層的質(zhì)量。基于此，利用Trimble公司研發(fā)的攤鋪自動控制系統(tǒng)，針對昆明長水國際機場提出了數(shù)字化的攤鋪方案。

2、數(shù)字化施工技術(shù)（攤鋪自動控制系統(tǒng)）介紹

2.1系統(tǒng)工作原理

PCS900攤鋪自動控制系統(tǒng)主要由SPS全站儀基準(zhǔn)站和攤鋪機自動控制系統(tǒng)組成。系統(tǒng)工作時，架設(shè)在控制點上的機械控制全站儀將捕獲安裝在攤鋪機上的MT900棱鏡的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，通過攤鋪機系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)傳輸電臺實時將棱鏡坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳送到攤鋪機自動控制系統(tǒng)的CB430控制箱中，CB430控制箱將獲得的當(dāng)前坐標(biāo)信息與設(shè)計卡中的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，生成相應(yīng)的高程修正信息并傳遞給CB440控制箱，這時再由CB440控制箱對應(yīng)生成相應(yīng)的比例驅(qū)動信號，通過液壓閥驅(qū)動攤鋪機牽引臂液壓油缸使熨平板進(jìn)行相應(yīng)方向的調(diào)整，從而使攤鋪道面產(chǎn)生坡度和高程變化，彌補路面波動，實現(xiàn)所要求的路面平整度，在具體施工過程中為實現(xiàn)道面攤鋪的精確控制要求，另一臺測量全站儀一直處于監(jiān)測道面攤鋪狀況，真正實現(xiàn)過程監(jiān)控施工，滿足攤鋪設(shè)計要求。

2.2Trimble攤鋪自動控制系統(tǒng)特點及創(chuàng)新性

2.2.1傳統(tǒng)攤鋪方法介紹

傳統(tǒng)的機場水穩(wěn)層攤鋪采用瀝青混凝土攤鋪機進(jìn)行施工，由測量人員提前架設(shè)好參考基準(zhǔn)（基準(zhǔn)線、鋁梁）后，采用接觸式或者非接觸式傳感器引導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行攤鋪施工。施工過程中參考基準(zhǔn)易受人為或自然環(huán)境的影響而出現(xiàn)嚴(yán)重誤差，且實時過程施工檢查嚴(yán)重滯后，導(dǎo)致攤鋪精度較低，不僅費時費力進(jìn)行大量返工，而且由于攤鋪誤差較大導(dǎo)致后續(xù)水泥板鋪設(shè)時用量過多，嚴(yán)重耗費項目資金。

2.2.2系統(tǒng)特點及創(chuàng)新性

Trimble攤鋪機自動控制系統(tǒng)能夠在復(fù)雜項目中完成精確的攤鋪工作。系統(tǒng)消除了由于打樁或拉線誤差引起的坡度和高程錯誤。Trimble自動全站儀以每秒鐘10次的頻率跟蹤測量安裝在攤鋪機上棱鏡的三維位置，并通過無線電把數(shù)據(jù)傳輸?shù)綑C載控制箱中，再結(jié)合橫坡傳感器的數(shù)據(jù)，計算出攤鋪機的實時位置并和三位設(shè)計坐標(biāo)進(jìn)行比較，把修正命令通過控制器傳給機械液壓系統(tǒng)。

1）無需打樁拉線，采用全站儀引導(dǎo)系統(tǒng)精準(zhǔn)施工，便于現(xiàn)場施工管理；

2）過程控制—攤鋪道面實時三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)監(jiān)測，精準(zhǔn)控制施工過程；

3）智能化操作—系統(tǒng)應(yīng)用時無需過多人員，大大降低人員使用；

4）全天化作業(yè)—系統(tǒng)施工不受光線影響，24小時施工；

5）智能化顯示—系統(tǒng)采用控制箱屏幕顯示當(dāng)前施工狀態(tài)，便于操作者查看；

6）自動控制高度和坡度，系統(tǒng)針對攤鋪狀況進(jìn)行數(shù)字化把控，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量；

7）自動控制高度和坡度，適應(yīng)變坡路段；

8）通過2臺全站儀實現(xiàn)連續(xù)攤鋪；

9）實時檢測攤鋪效果；

10）效益化施工—通過對于攤鋪精度的把控，降低施工費用。

3、結(jié)論與討論

通過Trimble攤鋪自動控制系統(tǒng)在昆明長水國際機場攤鋪施工中的應(yīng)用，為機場數(shù)字化施工提供了獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的有效手段，提高了水穩(wěn)層攤鋪的精度和工作效率，保證攤鋪質(zhì)量的一致性、均勻性，為攤鋪瀝青或混凝土路面的攤鋪質(zhì)量提供重要的保障，充分的展現(xiàn)了攤鋪自動控制系統(tǒng)的實用性和對機場攤鋪的重要貢獻(xiàn)：

1）系統(tǒng)以數(shù)據(jù)的形式有效的控制全線水穩(wěn)層的攤鋪過程，提高了工作效率和生產(chǎn)力——通過一兩個用戶界面使用戶輕松監(jiān)測和控制路面的攤鋪；

2）通過天寶高精度傳感器可將施工物料的損耗降至最低，滿足高精度施工道面要求的同時能為施工單位節(jié)省大量資金；

3）先進(jìn)的控制器和簡單的操作界面便于操作手的學(xué)習(xí)與應(yīng)用；

4）攤鋪路面具有高精確性和良好的表面一致性。