浅谈土木工程智能化施工技术

时间：2024-05-17

王丽丽

（甘肃钢铁职业技术学院，甘肃嘉峪关 735100）

0 引言

近年来，土木工程施工技术已经有了较大的创新，并取得了重大进展。土木工程施工技术的创新，确保了土木工程行业的持续发展。技术创新可以减少人力成本，尽量避免出现安全隐患，并提高项目的施工效率。为了达到这一目的，我们需要在信息化时代的大背景下进行思考。显然，现阶段的智能化技术对于土木工程施工技术的创新是具有重要意义的。

1 如何在智能化背景下对土木工程施工技术进行创新

1.1 提高对相关领域的重视程度

要提高对相关领域的重视程度，可以具体采取以下2个策略。1）有关部门应当建立和完善土木工程施工技术智能化应用的相关奖励政策，激发研究人员的工作积极性，从而使相关技术攻关的进度加快，提高智能化水平。2）土木工程施工单位要加强各部门之间的沟通协调，根据自身情况，提高技术水平，使其满足企业和当地施工的实际需要[1]。

1.2 根据实际情况引进和完善技术

为了适应社会的实际需求，土木工程施工技术智能化方面需要做到实用和高效。对于智能化的应用，务必遵循科学性原则，要符合发展现状和行业的具体发展规律，并在实践过程中找出智能化现存的短板，从而针对性地补齐这些短板。对于国外的技术，在引进的同时也需要根据实际情况进行改动，切不可生搬硬套[2]。

1.3 加快相关软件的开发及应用

土木工程施工技术的智能化离不开相关计算机软件的推动作用，但是目前国内建筑行业在土木工程施工技术智能化软件的研发方面存在很大的不足，很多软件都是国外的厂商开发的，自主研发的实力不足将成为制约行业发展的重要因素。面对这种情况，有关部门必须予以重视，并鼓励相关研发人员加紧开发自主化的建筑智能软件，并提高软件的技术含量，力争打破国外企业在这方面给我国建筑业带来的限制。

1.4 注重环保和可持续发展

以往的土木工程施工过程中经常会出现环境污染现象，因此，在土木工程施工技术智能化的应用过程中，务必做好对环境和生态的保护。具体做法主要有以下2 点。1）由于不可再生资源已经较为紧张，因此必须注重资源的节能利用，要通过智能化技术的应用，来减少不可再生资源的用量。2）通过完善智能化技术，降低施工过程中的污染物排放，减少环境污染问题。

2 智能化背景下新技术的创新应用

2.1 BIM技术的应用

传统的土木工程施工主要是依靠二维的施工图纸来进行的，设计人员必须凭借自己的想象力来构思建筑物的三维结构。由于一些细节信息无法通过二维的施工图纸表现出来，所以在具体施工中往往出现实际效果和设计效果有偏差的现象。而BIM 技术的应用将有效解决这一问题，BIM技术可以用来构建三维立体设计模型，设计人员可以直观地发现模型当中的细节，并向施工人员提出更具体的要求。同时，BIM 技术还可以实现模拟建筑生命周期的功能，实现对建筑物的全方位维护。

大体来看，BIM 技术的具体应用主要体现在以下4 个方面。1）在图纸设计中的应用：借助BIM 技术，对设计图纸进行三维立体模式转换，标记图纸中的施工要点，再根据实际情况，对其进行调整。2）在组织施工方面的应用：在某些大型工程的施工过程中，工程节点较为复杂，可通过BIM 技术进行建模模拟的方法，在土木工程施工前就对这些节点进行拼装，从而加快项目施工进度。3）在成本控制中的应用：在以往的工程成本控制环节，都需要造价人员手动输入数据，再手动建模和计算，不仅工作强度大，计算还容易出现错误，而利用BIM 技术，可以自动进行建模和计算，节省了大量时间，大大提高了造价人员的工作效率。4）在施工管理中的应用：利用BIM 技术中的三维可视化技术和网络图技术等，可对具体施工过程实现更为有效的管理，施工人员可以及时发现施工中存在的问题，并第一时间解决，从而保证了土木工程施工过程的安全平稳进行；同时，管理人员也可以利用BIM 技术来对施工安全隐患进行排查，以做到防患于未然，将问题消灭在萌芽状态，并通过这项技术来关联相关的数据，做到安全管理的可追溯[3]。

在基于BIM 技术的智能化背景下土木工程施工实践中，其在后浇带施工中的应用具备较高借鉴价值，如基于BIM 技术建设施工项目场地模型，结合实际施工位置和施工环境，即可优化编制最佳后浇带施工方案，同时可依托BIM 技术完成后浇带施工需要的人力、物力、材料等资源需求，并能够直观反映后浇带施工的各个环节，施工工序的协调管理、直观性更强的技术交底、施工班组有序入场均可得到保障，BIM 技术在智能化背景下土木工程施工中的应用价值可见一斑。

2.2 智能结构控制体系的组成和应用

智能结构控制体系大多由讯号处理器、控制器和传导器3 个部分组成，其设计原理是，当讯号处理器接收到外部环境刺激时，通过控制器和传导器，来实现架构内部的相应作用机制。在智能结构控制体系的设计过程中，必须使用性能较好的器件，确保能够对信号进行集中化处理。以照明系统为例（如图1 所示），在实际应用过程中，一旦照明系统出现问题，传感器就会立刻开启外部网络传导体系，将信号传至控制器，再由控制器分析处置并发挥体系的作用，从而保障建筑架构的安全。

当前的智能结构控制体系仍有一定的改进空间，具体来看，能够改进的方向主要有以下4 个方向。1）对智能传感技术进行改进：对于传感元器件可采取进一步的研究，使这些元器件朝着“微型化、兼容性更好、信号覆盖效果更好”的方向来发展，从而使传感元器件优化和升级，满足改进智能传感技术的需要。2）加快信息处理与传输速度：这方面的研究应侧重于提高系统的运算处理能力和网络传输速度，因此，就可以更快地将建筑结构的异常信息传输到控制器，从而实现智能化修复。3）对智能驱动技术进行改进：这方面的研究将侧重于提升驱动材料的机械性能，以及驱动材料与建筑材料的兼容性，使其更好地适应于土木工程行业。4）强化智能集成控制技术：这方面的研究侧重于处理形变和扰动的控制，以最大限度地减小外界环境对智能化体系的冲击作用。

2.3 楼宇自控系统施工技术的应用

对于智能化背景下土木工程来说，其一般涉及物联网、通信、安放、楼宇自控，工程的科技性能可以在这类系统支持下提升，同时更好地为居住者提供便利，以楼宇自控系统为例，相关施工技术的应用需要关注3 个方面内容，包括线缆铺设、现场控制器安装、现场设备施工。线缆铺设需要做好准备工作，这是由于智能化背景下土木工程楼宇自控系统存在分布较为广泛的线路，因此必须关注线路材质的优选、线槽位置的科学定位、电源与弱电的分开施工，一般选择铜芯绝缘线（电源线）和光缆（网络通信线），并保证线路不暴露于外墙，可以在活动地板或设备的吊顶内埋设，同时独立设置弱电槽和电源槽，预埋管线接地也不容忽视。在安装管槽线的过程中，需要保证线槽干净且管线无接头，并严格遵循缆线分开原则，如分开安置不同作用的缆线，信号线路与电源线路必须隔开安放，施工后的编号和绝缘性检测也极为关键；现场控制器安装需保证控制器与控制柜所在位置合理性，并在安装设备的附近设置控制柜，控制器的安防位置需要在新风机控制箱内留出。安装后的检测也不容忽视，以此强化各环节检测，并重点关注属于一个整体的控制器、风机、照明系统、配电体系的各环节施工检测，以此更好实现整体功能。此外，配电中自动转换装置和手动转换装置的合理安装也不容忽视；现场设备施工需要重视液体流量、湿度、温度等传感器的正确安装，一般在房间墙壁内安装并采用屏蔽线屏蔽干扰型号，通过在平衡位置安装传感器，并在风道内上下排列安放湿度和温度传感器，在直立管道处设置流量传感器，在水流平缓位置设置浮球传感器。系统接地需要选择强电控制箱接地端子进行控制器及相应设备的接地，同时监测装置的电源一致需要得到保障，楼宇自控系统需要具备1 Ω 内的接地电阻。

图1 智能照明系统