Hiện nay, ngành công nghiệp cơ sở hạ tầng của Trung Quốc đang đẩy nhanh quá trình chuyển đổi hướng tới sự tinh gọn, hiệu quả và tính xanh. Thi công móng cọc, là khâu cốt lõi trong xây dựng cơ sở hạ tầng sâu, quyết định trực tiếp đến sự an toàn của các công trình và tiến độ thi công. Việc vận hành máy khoan xoay truyền thống phụ thuộc rất nhiều vào thao tác thủ công và kinh nghiệm, dẫn đến nhiều nhược điểm như sai lệch định vị lớn, chất lượng khoan không ổn định, hiệu quả vận hành và bảo trì thấp, và tiềm ẩn nhiều nguy cơ an toàn trong các dự án quy mô lớn và điều kiện làm việc phức tạp. Điều này gây khó khăn trong việc đáp ứng nhu cầu phát triển chất lượng cao của cơ sở hạ tầng trong thời đại mới. Việc tích hợp và ứng dụng sâu rộng ba công nghệ thông minh, bao gồm định vị tự động, khoan một chạm và giám sát từ xa, đã thúc đẩy sự nâng cấp vượt bậc của máy khoan xoay từ “vận hành thủ công” lên “điều khiển thông minh”. Điều này không chỉ giải quyết hiệu quả những hạn chế của phương pháp xây dựng truyền thống mà còn thúc đẩy sự cải thiện toàn diện về chất lượng, hiệu quả và an toàn trong ngành thi công móng cọc, trở thành một chuẩn mực quan trọng cho sự chuyển đổi thông minh của máy móc kỹ thuật và tạo động lực mạnh mẽ cho việc nâng cao chất lượng các dự án cơ sở hạ tầng.
Công nghệ định vị tự động: tăng cường độ chính xác, tạo nền tảng vững chắc cho chất lượng thi công móng cọc.
Công nghệ định vị tự động là nền tảng cơ bản cho việc nâng cấp thông minh các giàn khoan xoay, giải quyết những vấn đề nan giải trong ngành như độ chính xác thấp, hiệu quả thấp và sai số lớn trong định vị thủ công truyền thống, đồng thời xây dựng tuyến phòng thủ chất lượng vững chắc cho việc thi công móng cọc. Công nghệ này lấy công nghệ định vị độ chính xác cao của Beidou làm cốt lõi, tích hợp sâu sắc... nguồn đa dạng Hệ thống này tích hợp các cảm biến và công nghệ truyền thông IoT, xây dựng một hệ thống điều khiển vòng kín hoàn chỉnh theo mô hình “phân tích nhận thức, quyết định, thực thi”. Thông qua việc tích hợp các thành phần cốt lõi như thiết bị đầu cuối định vị và định hướng độ chính xác cao Beidou, anten GNSS và cảm biến độ nghiêng hai trục trong một hộp bảo vệ cường độ cao, hệ thống cho phép giám sát thời gian thực và chính xác, cùng với việc tự động điều chỉnh vị trí và độ thẳng đứng của ống khoan. Trước khi bắt đầu công việc, người vận hành có thể nhập các thông số cốt lõi như tọa độ vị trí cọc và độ sâu thông qua thiết bị đầu cuối, và hệ thống sẽ tự động lập kế hoạch đường khoan tối ưu, khóa chính xác vị trí cọc mà không cần hiệu chỉnh thủ công nhiều lần; Trong quá trình khoan, cảm biến độ nghiêng hai trục có thể thu nhận góc nghiêng của cần khoan theo hướng trục X/Y trong thời gian thực, tự động tính toán độ lệch thẳng đứng của thân cọc, và khi độ lệch vượt quá giá trị cảnh báo được thiết lập trước, hệ thống sẽ ngay lập tức kích hoạt cảnh báo bằng âm thanh và hình ảnh, đồng thời tự động điều chỉnh tư thế của giàn khoan để đảm bảo độ thẳng đứng của lỗ khoan đáp ứng các tiêu chuẩn ngành. Nhờ công nghệ này, độ chính xác định vị mặt phẳng của giàn khoan xoay có thể đạt ± 2cm, và độ chính xác độ cao có thể đạt ± 3cm. Ngay cả ở những vùng núi có địa hình phức tạp và bị cản trở tín hiệu, cũng như các khu vực đô thị đông dân cư, việc định vị liên tục vẫn có thể được thực hiện thông qua hệ thống dẫn đường quán tính, giảm tỷ lệ sai lệch khi khoan từ mức trung bình ngành là 8% xuống còn 1,2%, giảm đáng kể tỷ lệ làm lại. Công nghệ này đặc biệt phù hợp với các kịch bản kỹ thuật như đường sắt cao tốc, cầu và các tòa nhà cao tầng đòi hỏi độ chính xác vị trí cọc cực cao, tạo nền tảng vững chắc cho chất lượng công trình.
Công nghệ khoan một chạm: hiệu quả và tiện lợi, phá vỡ rào cản về hiệu quả xây dựng.
Công nghệ khoan một chạm là bước đột phá cốt lõi trong việc nâng cấp thông minh giàn khoan xoay, tạo nên bước nhảy vọt mang tính cách mạng từ “thao tác từng bước” sang “hoàn thành một chạm” trong thi công móng cọc, đơn giản hóa đáng kể quy trình vận hành, giảm sự phụ thuộc vào thao tác thủ công, đồng thời cân bằng hiệu quả thi công và chất lượng ổn định. Công nghệ này tích hợp các mô-đun vận hành toàn diện như định vị tự động, khoan thông minh, nâng hạ mũi khoan tự động và xả xỉ. Kết hợp với các thuật toán máy học, nó xác định chính xác đặc tính kháng lực của các tầng địa chất khác nhau như cát, đất sét và đá cứng, tự động xác định độ sâu khoan. khoan Máy khoan xoay tự động điều chỉnh các thông số cốt lõi như tốc độ khoan, mô-men xoắn và áp suất, và có thể hoàn thành toàn bộ quy trình từ định vị cọc đến tạo lỗ mà không cần sự can thiệp thủ công của người vận hành. Đối với các điều kiện địa chất khác nhau, hệ thống có thể tự động chuyển đổi chế độ khoan: trong các tầng đá cứng, nó tự động tăng mô-men xoắn và giảm tốc độ để nâng cao hiệu quả phá đá; tối ưu hóa tốc độ khoan trong các tầng cát, tăng cường bảo vệ thành bùn và tránh hiệu quả các tai nạn thi công như kẹt khoan, khoan vùi và sập lỗ. Theo dữ liệu ứng dụng thực tế, giàn khoan xoay được trang bị công nghệ khoan một chạm đã rút ngắn thời gian thi công cọc đơn hơn 30% so với thiết bị truyền thống, đồng thời giảm lỗi thao tác thủ công và tăng tỷ lệ khoan đạt tiêu chuẩn lên hơn 99%. Trong các dự án trọng điểm như hệ thống đường hầm ống phức hợp tại Khu vực mới Xiong'an và Cầu Hồng Kông - Chu Hải - Ma Cao, nó đã đóng vai trò quan trọng với hiệu suất ổn định và hiệu quả, tiết kiệm đáng kể thời gian thi công và chi phí nhân công, đồng thời giải quyết được vấn đề hiệu quả thấp trong thi công móng cọc truyền thống.
Công nghệ giám sát từ xa: điều khiển thông minh, bảo vệ nền tảng an toàn xây dựng.
Là một phần mở rộng quan trọng của việc ứng dụng thông minh giàn khoan quayCông nghệ giám sát từ xa đã cho phép điều khiển từ xa toàn bộ quá trình vận hành và bảo trì thiết bị, giải quyết hiệu quả các vấn đề về quản lý phân tán, khó nhận diện nguy cơ an toàn và hiệu quả vận hành, bảo trì thấp trong xây dựng truyền thống, đồng thời bảo vệ mức an toàn tối thiểu và nâng cao hiệu quả quản lý cho việc xây dựng móng cọc. Công nghệ này dựa trên Internet vạn vật (IoT), truyền thông 4G/5G và thuật toán thông minh AI. Bằng cách lắp đặt hệ thống giám sát video, cảm biến trạng thái và các thiết bị khác trên giàn khoan xoay, nó cho phép giám sát liên tục 24/7 tình trạng hoạt động của thiết bị, quy trình làm việc và môi trường tại công trường. Dữ liệu được truyền theo thời gian thực đến nền tảng quản lý đám mây và thiết bị di động của người quản lý. Người quản lý có thể xem từ xa tiến độ vận hành thiết bị, thông số vận hành ống khoan và tiêu chuẩn vận hành của người vận hành, nắm bắt động thái công trường theo thời gian thực và lập kế hoạch, quản lý hiệu quả mà không cần đến tận nơi. Điều này đặc biệt phù hợp với các trường hợp nhiều thiết bị và nhiều công trường được đồng bộ hóa, giúp nâng cao đáng kể hiệu quả quản lý. Để ứng phó với các sự cố bất thường của thiết bị, hệ thống có thể thu thập các thông số bất thường theo thời gian thực như nhiệt độ dầu thủy lực cao và hiện tượng giảm tải của ống khoan, tự động kích hoạt cảnh báo và gửi chúng đến người chịu trách nhiệm, đồng thời hỗ trợ chẩn đoán từ xa. Các kỹ sư có thể xác định trước các lỗi tiềm ẩn, giảm thời gian ngừng hoạt động của thiết bị và giảm chi phí bảo trì. Ngoài ra, hệ thống còn có các chức năng cảnh báo người đi bộ xâm nhập khu vực khuất tầm nhìn, nhắc nhở lái xe mệt mỏi, phát lại video trong quá trình vận hành, v.v., không chỉ giúp ngăn ngừa tai nạn an toàn tại công trường mà còn có thể thu thập video để truy tìm nguyên nhân sau tai nạn, làm rõ việc phân chia trách nhiệm, tăng cường hơn nữa tuyến phòng thủ an toàn xây dựng và giảm chi phí vận hành từ 15% - 25% thông qua quản lý dữ liệu.
Ba công nghệ chủ chốt cùng hợp tác để thúc đẩy sự chuyển đổi thông minh trong xây dựng móng cọc.
Ba công nghệ thông minh gồm định vị tự động, khoan một chạm và giám sát từ xa không được áp dụng độc lập mà được phối hợp và tích hợp sâu sắc để xây dựng một hệ thống vận hành thông minh cho toàn bộ quy trình của giàn khoan xoay, thúc đẩy nâng cấp toàn diện ngành xây dựng móng cọc. Công nghệ định vị tự động cung cấp nền tảng chính xác cho việc tạo lỗ một chạm, đảm bảo vị trí và độ thẳng đứng của lỗ đạt tiêu chuẩn; công nghệ khoan một chạm dựa trên định vị tự động để đạt hiệu quả vận hành cao và giảm thiểu sự can thiệp thủ công; công nghệ giám sát từ xa cung cấp khả năng kiểm soát thời gian thực quá trình ứng dụng của hai công nghệ đầu tiên, đảm bảo an toàn lao động và vận hành ổn định thiết bị, tạo thành một vòng khép kín hoàn chỉnh gồm “định vị chính xác, khoan hiệu quả và điều khiển thông minh”. Trong bối cảnh phát triển chất lượng cao của ngành công nghiệp cơ sở hạ tầng, việc ứng dụng ba công nghệ thông minh chính này không chỉ thúc đẩy việc nâng cấp và cải tiến thiết bị khoan xoay mà còn thúc đẩy sự chuyển đổi mô hình quản lý xây dựng móng cọc từ “quản lý thủ công” sang “quản lý số”, hiện thực hóa số hóa, tính minh bạch và sự thông minh của quy trình xây dựng, giúp doanh nghiệp giảm chi phí xây dựng, nâng cao chất lượng công trình và đảm bảo an toàn xây dựng. Trong tương lai, với sự tích hợp liên tục các công nghệ như trí tuệ nhân tạo và dữ liệu lớn, công nghệ thông minh của giàn khoan xoay sẽ được nâng cấp hơn nữa, hướng tới thi công không người lái và bảo trì dự đoán, tạo thêm động lực thông minh cho sự phát triển xanh và hiệu quả của ngành công nghiệp cơ sở hạ tầng.
