中海达北斗桩机智能施工管理系统应用案例-沪渝蓉高铁智能建设项目

项目背景

沪渝蓉高铁是长江流域综合立体交通系统的主要骨干，全长313.9公里，经武汉市、孝感市、天门市、荆门市、宜昌市。其桥隧比例占84.8%，是中长期铁路网规划“八纵八横”高速铁路主通道沿江通道的重要组成部分。本项目计划为所有投入施工现场的机械安装和施工管理系统，并对所有标段桩基进行施工（CFG）信息控制和辅助施工，以专业的技术指导和培训服务，实现业主、监理、标段、团队协作高效运行，确保智能施工状态的施工质量，进一步方便人民出行，加快沿江绿色综合交通体系建设，对支持长江经济带优质发展具有重要意义。

▲沪渝高铁全线示意图

痛点分析

传统的打桩机施工过程依靠机器本身的简单标识和施工人员的个人经验来判断。武汉至宜昌段的许多桥梁跨越铁路营业线进行施工，桥梁和隧道占很大比例。个人经验的质量会给施工带来不确定性，导致施工过程不顺利，工期延长。

桩机到位后，由于现场原因，桩机对位不仔细，容易出现桩平移偏差和垂直度超标等偏差；

在桩机施工过程中，需要随时观察和审查桩机上垂球导向架的垂直度，以保证桩体的垂直度不超过1%，保证桩体的正常施工，避免偏桩的发生；

需要严格控制拔管速度。如果拔管速度过快，可能会导致桩径过小或缩颈断桩。如果拔管速度过慢，水泥浆分布不均匀，桩顶浮浆过多，混合物离析，桩体强度不足。

实施方案

中海达北斗桩机智能施工管理系统，基于载波相位观测实时动态差分定位技术，采用双天线高精度北斗定位技术方案，选定的桩点通过北斗卫星信号指导操作，直观平面图显示，实时显示桩头与桩点的偏差，即使是初学者也能准确校准桩位和打桩施工。同时，系统支持云平台和移动应用，方便业主、施工方和监理随时随地检查打桩进度和完成情况，全面高效地管理施工项目。

▲中海达北斗桩机智能施工管理系统

作业流程

▲作业流程图

整个操作主要分为五个步骤。第一步是在早期阶段统计和输入数据，统计和输入施工段、桩号、坐标、桩长、桩径等设计数据。

第二步是系统安装调试，将基站安装到操作点，为系统提供差异化服务，实现厘米级定位；终端安装，包括倾斜传感器、电流传感器、GNSS天线、车载终端平板电脑等。；通过管理人员的手机或计算机客户端软件，实现远程施工管理。

▲安装车载终端平板▲高精度GNSS天线安装▲安装机身传感器

第三步是使用桩机进行钻孔。桩机根据提前输入的项目信息，通过北斗定位数据引导定位，通过传感器数据调整控制垂直度，开始钻孔作业；在操作过程中，实时观察终端平板电脑的“高精度桩信息”、“垂直偏差值”、“钻进深度值”、“提钻速率”、辅助机手精准准工“钻入电流值”等，确保桩点各项指标符合设计要求。

▲实时桩位数据监测

第四步是拔管浇筑混凝土，浇筑混凝土，用采集器计算控制混凝土方量，从而控制拔管速度。

最后，形成后台数据，实时将施工数据传输到系统后台，业主、监理、施工单位通过软件进入后台系统，及时跟踪施工过程和完成情况。

▲施工进度总体图▲已打入桩点显示▲桩点施工数据图▲桩过程数据

成果展示

在中海达北斗桩机智能施工管理系统的帮助下，沪渝蓉高铁建设实现了高精度作业。通过3厘米的精准放样，工程质量提高了90%以上。同时，沪渝蓉高铁建设提高了作业效率。通过减少人工放样和引导，项目工作效率提高了35%。此外，沪渝蓉高铁建设节约了成本投入。据统计，机械、人工、材料投入减少35%。

项目总结

中海达北斗桩机智能施工管理系统采用高精度GNSS双天线定位技术，整合物联网、云计算技术，基于载波相位观测实时动态差分定位技术，智能引导快速施工人员准确定位桩点位置，无需提前放样和标记，实现厘米级打桩定位。

同时，系统的引入实现了24小时全天候、全过程实时监控、施工数据实时传输到系统背景，提高了桩过程的透明度，使每个桩状态都可追溯，人工控制经验进入准确的数字过程，使依赖人体经验的过程进入准确的机械操作，使整个桩施工过程更加标准透明，桩质量更容易控制，大大降低了人为因素的影响。

此外，实时打桩参数的监控和记录可以使施工人员实时了解打桩状态，有效避免过去由于桩长不足和持力层电流不足造成的返工，大大降低了断桩和偏桩的概率，提高了打桩机的施工效率；导入系统后，无需测量人员提前放样或旁站守桩人员，降低了人工成本和事故风险，降低了施工压力；与传统打桩机相比，还可以自动统计工程施工信息，自动生成施工记录表、竣工图等图表信息，为铁路部门信息系统建设提供安全可靠的基础空间数据支撑。

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