近年来,随着“新基建”发展战略的深入实施和数字经济的快速发展,北斗高精度定位技术与互联网、大数据、人工智能等技术加速融合创新,日益融入经济社会发展各领域,推动着各行各业数字化转型升级。其中,对应工程建设领域的数字施工便是较为典型的一项应用。

数字化施工,是指依托地理信息系统、工地现场数据采集系统、工地现场机械控制系统等基础平台,通过结合双向通讯技术,整合工地信息资源,对单台、多台甚至整个工地的施工机械实现实时管理、精准控制,进而实现降低成本、减少人力、提高效率、保证质量、优化管理等目标的施工模式。

深耕行业多年,北京合众思壮科技股份有限公司(简称“合众思壮”)及旗下北京合众鼎新信息技术有限公司(简称“合众鼎新”)基于北斗高精度定位技术和产业优势,通过与人工智能、大数据、云计算、5G通信等新技术的不断融合,研发出可用于桩机、挖掘机、推土机、平地机、摊铺机等多个类型工程机械的北斗高精度智能控制系统及施工信息化管理服务平台,形成了完整的数字施工管理标准体系,打造了面向铁路工程、公路建设、机场建设、水利工程等多个领域的解决方案,并取得了成功应用。本文将重点介绍合众思壮数字施工产品及解决方案在铁路工程中的应用。

数字施工技术助力铁路智慧建设

铁路是我国基础设施建设的重点之一,也是国家经济发展的大动脉,提高铁路建设的精细化和现代化水平,对于促进经济和社会发展有着重要的意义。作为整个铁路工程的核心基础环节,路基的施工质量决定着铁路工程的整体质量及后期的运行安全,因此,路基工程的建设一直是整个工程的重中之重。

结合路基结构的特点和施工过程中面临的挑战,合众鼎新积极探索数字化管理新模式,融合北斗/GNSS高精度定位、BIM、物联网、云计算、大数据等新技术,创新性提出了针对路基工程的信息化施工方案,将路基施工中的每一个工序过程都进行信息化管理,实现了施工过程的精细化、透明化和可控化。

桩基智能施工系统:解决软土路基加固难题

在铁路的施工过程中,容易引发沉降变形问题的软土路基普遍存在。软土路基的加固,直接影响施工过程及铁路后期运行的安全及舒适性。作为铁路软土路基加固的重要措施,CFG桩近些年来在铁路工程中的应用越来越广泛。然而,按照传统施工方式,在成桩施工过程中,由于受到人员、机械、材料、工艺选择等因素的影响,成桩后容易产生桩体强度达不到设计要求、桩身位置偏差、缩颈、短桩和断桩等质量问题。

桩基智能施工系统

针对这一难题,UPS300CFG桩基智能施工系统通过安装于施工机械上的高精度北斗接收机,实时获取桩头三维坐标信息,结合安装于机身上的倾斜传感器,电流传感器,灌浆量传感器等的实时数据,以图像的方式记录桩头坐标、倾斜角度、钻进和提钻速度、桩深、持力层电流等关键施工参数信息,引导机手精准施工,提升打桩的精度与效率。同时可以对桩体的灌浆量进行有效监控,实现桩基施工的全过程质控,有效解决软土路基加固问题。

系统优势:

1、施工管理信息化;

2、实现无桩化施工,减少人力成本;

3、智能引导,精准对桩;

4、过程控制,提高成桩率;

5、精准计量,便于成本管控。

连续压实系统:提高路基稳定性和坚固性

在路基分层填筑过程中,压实设备主要为压路机,按照传统施工方式,施工质量主要依赖监理和施工人员的经验水平,容易出现压实遍数不足、碾压不均匀、边缘漏压等问题,碾压质量很难满足铁路施工规范要求,同时碾压完成后,随机选取的检测点数量较少,不太具备典型性和代表性。

针对传统施工方式中存在的典型问题,合众鼎新研发了UCS900铁路连续压实系统。系统采用北斗高精度实时定位技术和压实传感器监测技术,通过软件的实时处理获知压路机钢轮准确的三维位置及钢轮的震动量,以数字化、图像化的方式实时记录显示压路机行进方向、行进速度、VCV(压实度值)值、 碾压遍数等信息,实现远程监控、机群协同,从而引导精准施工,有效防止过压、欠压等情况发生,有效提高路基的稳定性和坚固性。

连续压实系统

系统优势:

1、数字化、图形化实时显示压实遍数、压实值、行驶轨迹等重要参数;

2、实现过程质量控制;

3、显示薄弱区域,提高一次报检合格率;

4、面状控制替代抽样质量控制;

5、降低对机手要求,减少人力成本;

6、提供远程监测功能,为管理者远程管理途径。

2023年2月,国家铁路局发布了《铁路工程地基处理技术规程》(TB 10106-2023)。作为铁路工程建设标准体系的重要组成部分,本标准对铁路工程地基处理技术提出了更严格的要求。通过这些系统在路基工程的应用,施工管理人员能更加准确地掌握施工过程信息,实现对施工质量的全面信息化管控。同时,通过对路基施工全过程的精细化管理,最终达到提高施工效率、减少施工成本、保障施工安全的目的,不仅更好满足了国家铁路局《铁路工程地基处理技术规程》的标准要求,也为铁路部门信息化系统建设提供了安全可靠的基础空间数据的支撑。目前,这些系统已在郑济高铁(河南段)、黄黄高铁、池黄高铁、弥蒙铁路等铁路项目中得到成功应用,并取得了良好的应用效果。

近年来,国务院、交通运输部等多部门也相继发布多个政策,支持加快推进北斗、5G新一代信息技术与铁路路基工程的融合,促进铁路建设的数字化、信息化、智能化发展。作为数字施工领域的重要力量,合众鼎新也将紧跟时代发展浪潮,依托母公司合众思壮的技术优势,不断推进北斗高精度技术在数字施工管理中的规模化应用,将“中国北斗”和“中国高铁”两张国家名片深度融合,赋能中国铁路的智能化与现代化发展。

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