BIM案例分析——数字化路基填筑施工（二）

一、数字化施工填筑几何控制

数字化施工中对路基填筑层的几何尺寸控制主要通过在推土机、平地机中加装坡度控制系统实现。坡度控制系统主要组成：

（1）2个GNSS流动站、无线电台、智能控制箱和液压控制器等设备。2个GNSS流动站与无线电台实现推土机、平地机的铲刀在三维空间中精确定位。

（2）智能控制箱通过收集、整理、分析施工中的BIM设计数据、铲刀实时工作状态与过程数据，以图形化、数字化方式展示机械设备施工状态，帮助机械操作员或施工机械快速、准确地完成坡度控制。

（3）液压控制器接收智能控制箱的指令数据，控制机械油压数据使铲刀自动进行工作。

通常，推土机安装引导型坡度控制系统（无液压控制器），用于填筑层铺设填料的粗平工作。机械操作员通过查看智能控制箱屏幕指示，驾驶推土机并手动控制铲刀完成坡度控制。平地机安装自动型坡度控制系统，用于填筑层铺设填料的精平工作。机械操作员设置智能控制箱自动状态并驾驶平地机前进，同时智能系统自动控制铲刀完成坡度控制。

二、坡度控制方式

通过丽香铁路数字化施工项目的应用，数字化施工坡度控制方式和步骤如下：

（1）确定粗平厚度差h 推、精平厚度差h 平、松铺系数、填筑厚度。填筑前先进行压实工艺性试验，确定推土机粗平过后填筑层表面与压路机压实后填筑层表面的厚度差作为粗平厚度差h 推；确定平地机精平过后填筑层表面与压路机压实后填筑层表面的厚度差作为精平厚度差h 平；确定松铺系数用于施工时准备填料；确定填筑厚度用于施工分层。

（2）设计BIM向施工BIM转换。通过填筑厚度将设计模型中按填料进行的分层细化到按施工进行的施工填筑层。

（3）坡度控制系统设置。在推土机的引导坡度控制系统中设置粗平厚度差h 推，用于计算推土机实际工作模型位置。在平地机的自动坡度控制系统中设置精平厚度差h平，用于计算平地机实际工作模型位置。

（4）导入施工BIM。将施工BIM 导入坡度控制系统中，机械操作员可根据施工层位置选择对应施工BIM进行施工。

（5）层施工前准备。采用松铺系数与对应层施工BIM体积（实方量）计算准备填料方量；机械操作员选择对应层的施工BIM。

（6）引导方式粗平。推土机操作员依据坡度控制系统提示信息，手动控制铲刀进行粗平。

（7）自动方式精平。平地机操作员驾驶平地机行驶，坡度控制系统自动控制铲刀进行精平。

（8）整理资料。收集整理粗平、精平施工数据与施工后的表面模型。施工过程和成果数据可放置于BIM中进行分析、展示、回溯施工，并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料。

三、数字化施工填筑碾压控制

数字化施工中对路基填筑层压实控制主要通过在压路机中加装连续压实系统实现。连续压实系统主要由GNSS流动站、无线电台、智能控制箱、压实传感器等设备组成。

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