近年來，隨著“新基建”發(fā)展戰(zhàn)略的深入實施和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，北斗高精度定位技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)加速融合創(chuàng)新，日益融入經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展各領(lǐng)域，推動著各行各業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。其中，對應(yīng)工程建設(shè)領(lǐng)域的數(shù)字施工便是較為典型的一項應(yīng)用。
數(shù)字化施工，是指依托地理信息系統(tǒng)、工地現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、工地現(xiàn)場機(jī)械控制系統(tǒng)等基礎(chǔ)平臺，通過結(jié)合雙向通訊技術(shù)，整合工地信息資源，對單臺、多臺甚至整個工地的施工機(jī)械實現(xiàn)實時管理、精準(zhǔn)控制，進(jìn)而實現(xiàn)降低成本、減少人力、提高效率、保證質(zhì)量、優(yōu)化管理等目標(biāo)的施工模式。
深耕行業(yè)多年，北京合眾思壯科技股份有限公司(簡稱“合眾思壯”)及旗下北京合眾鼎新信息技術(shù)有限公司(簡稱“合眾鼎新”)基于北斗高精度定位技術(shù)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，通過與人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、5G通信等新技術(shù)的不斷融合，研發(fā)出可用于樁機(jī)、挖掘機(jī)、推土機(jī)、平地機(jī)、攤鋪機(jī)等多個類型工程機(jī)械的北斗高精度智能控制系統(tǒng)及施工信息化管理服務(wù)平臺，形成了完整的數(shù)字施工管理標(biāo)準(zhǔn)體系，打造了面向鐵路工程、公路建設(shè)、機(jī)場建設(shè)、水利工程等多個領(lǐng)域的解決方案，并取得了成功應(yīng)用。本文將重點介紹合眾思壯數(shù)字施工產(chǎn)品及解決方案在鐵路工程中的應(yīng)用。
數(shù)字施工技術(shù)助力鐵路智慧建設(shè)
鐵路是我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點之一，也是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大動脈，提高鐵路建設(shè)的精細(xì)化和現(xiàn)代化水平，對于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展有著重要的意義。作為整個鐵路工程的核心基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，路基的施工質(zhì)量決定著鐵路工程的整體質(zhì)量及后期的運行安全，因此，路基工程的建設(shè)一直是整個工程的重中之重。
結(jié)合路基結(jié)構(gòu)的特點和施工過程中面臨的挑戰(zhàn)，合眾鼎新積極探索數(shù)字化管理新模式，融合北斗/GNSS高精度定位、BIM、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)，創(chuàng)新性提出了針對路基工程的信息化施工方案，將路基施工中的每一個工序過程都進(jìn)行信息化管理，實現(xiàn)了施工過程的精細(xì)化、透明化和可控化。
樁基智能施工系統(tǒng)：解決軟土路基加固難題
在鐵路的施工過程中，容易引發(fā)沉降變形問題的軟土路基普遍存在。軟土路基的加固，直接影響施工過程及鐵路后期運行的安全及舒適性。作為鐵路軟土路基加固的重要措施，CFG樁近些年來在鐵路工程中的應(yīng)用越來越廣泛。然而，按照傳統(tǒng)施工方式，在成樁施工過程中，由于受到人員、機(jī)械、材料、工藝選擇等因素的影響，成樁后容易產(chǎn)生樁體強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計要求、樁身位置偏差、縮頸、短樁和斷樁等質(zhì)量問題。
樁基智能施工系統(tǒng)
針對這一難題，UPS300CFG樁基智能施工系統(tǒng)通過安裝于施工機(jī)械上的高精度北斗接收機(jī)，實時獲取樁頭三維坐標(biāo)信息，結(jié)合安裝于機(jī)身上的傾斜傳感器，電流傳感器，灌漿量傳感器等的實時數(shù)據(jù)，以圖像的方式記錄樁頭坐標(biāo)、傾斜角度、鉆進(jìn)和提鉆速度、樁深、持力層電流等關(guān)鍵施工參數(shù)信息，引導(dǎo)機(jī)手精準(zhǔn)施工，提升打樁的精度與效率。同時可以對樁體的灌漿量進(jìn)行有效監(jiān)控，實現(xiàn)樁基施工的全過程質(zhì)控，有效解決軟土路基加固問題。
系統(tǒng)優(yōu)勢：
1、施工管理信息化；
2、實現(xiàn)無樁化施工，減少人力成本；
3、智能引導(dǎo)，精準(zhǔn)對樁；
4、過程控制，提高成樁率；
5、精準(zhǔn)計量，便于成本管控。
連續(xù)壓實系統(tǒng)：提高路基穩(wěn)定性和堅固性
在路基分層填筑過程中，壓實設(shè)備主要為壓路機(jī)，按照傳統(tǒng)施工方式，施工質(zhì)量主要依賴監(jiān)理和施工人員的經(jīng)驗水平，容易出現(xiàn)壓實遍數(shù)不足、碾壓不均勻、邊緣漏壓等問題，碾壓質(zhì)量很難滿足鐵路施工規(guī)范要求，同時碾壓完成后，隨機(jī)選取的檢測點數(shù)量較少，不太具備典型性和代表性。
針對傳統(tǒng)施工方式中存在的典型問題，合眾鼎新研發(fā)了UCS900鐵路連續(xù)壓實系統(tǒng)。系統(tǒng)采用北斗高精度實時定位技術(shù)和壓實傳感器監(jiān)測技術(shù)，通過軟件的實時處理獲知壓路機(jī)鋼輪準(zhǔn)確的三維位置及鋼輪的震動量，以數(shù)字化、圖像化的方式實時記錄顯示壓路機(jī)行進(jìn)方向、行進(jìn)速度、VCV(壓實度值)值、 碾壓遍數(shù)等信息，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、機(jī)群協(xié)同，從而引導(dǎo)精準(zhǔn)施工，有效防止過壓、欠壓等情況發(fā)生，有效提高路基的穩(wěn)定性和堅固性。
連續(xù)壓實系統(tǒng)
系統(tǒng)優(yōu)勢：
1、數(shù)字化、圖形化實時顯示壓實遍數(shù)、壓實值、行駛軌跡等重要參數(shù);
2、實現(xiàn)過程質(zhì)量控制;
3、顯示薄弱區(qū)域，提高一次報檢合格率;
4、面狀控制替代抽樣質(zhì)量控制;
5、降低對機(jī)手要求，減少人力成本;
6、提供遠(yuǎn)程監(jiān)測功能，為管理者遠(yuǎn)程管理途徑。
2023年2月，國家鐵路局發(fā)布了《鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程》(TB 10106-2023)。作為鐵路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系的重要組成部分，本標(biāo)準(zhǔn)對鐵路工程地基處理技術(shù)提出了更嚴(yán)格的要求。通過這些系統(tǒng)在路基工程的應(yīng)用，施工管理人員能更加準(zhǔn)確地掌握施工過程信息，實現(xiàn)對施工質(zhì)量的全面信息化管控。同時，通過對路基施工全過程的精細(xì)化管理，最終達(dá)到提高施工效率、減少施工成本、保障施工安全的目的，不僅更好滿足了國家鐵路局《鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程》的標(biāo)準(zhǔn)要求，也為鐵路部門信息化系統(tǒng)建設(shè)提供了安全可靠的基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的支撐。目前，這些系統(tǒng)已在鄭濟(jì)高鐵(河南段)、黃黃高鐵、池黃高鐵、彌蒙鐵路等鐵路項目中得到成功應(yīng)用，并取得了良好的應(yīng)用效果。
近年來，國務(wù)院、交通運輸部等多部門也相繼發(fā)布多個政策，支持加快推進(jìn)北斗、5G新一代信息技術(shù)與鐵路路基工程的融合，促進(jìn)鐵路建設(shè)的數(shù)字化、信息化、智能化發(fā)展。作為數(shù)字施工領(lǐng)域的重要力量，合眾鼎新也將緊跟時代發(fā)展浪潮，依托母公司合眾思壯的技術(shù)優(yōu)勢，不斷推進(jìn)北斗高精度技術(shù)在數(shù)字施工管理中的規(guī)模化應(yīng)用，將“中國北斗”和“中國高鐵”兩張國家名片深度融合，賦能中國鐵路的智能化與現(xiàn)代化發(fā)展。
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