信息技術任龍開口水電站碾壓混凝土施工中應用

韓可林　王曉偉

（中國水利水電第八工程局有限公司　　長沙市　410004）

信息技術任龍開口水電站碾壓混凝土施工中應用

韓可林王曉偉

（中國水利水電第八工程局有限公司長沙市410004）

龍開口水電站建設規模大、工期緊、施工條件復雜（氣候干熱），給工程建設管理、施工質量和進度控制帶來相當大的難度，采用常規質量控制方法具有很大的局限性。因此，具有實時性、連續性、自動化、高精度等特點的大壩施工質量自動監控系統，對碾壓混凝土倉面碾壓等環節進行有效監控，建立碾壓施工質量動態實時控制及預警機制及施工過程實時反饋與主動控制機制，大大提高了混凝土的施工質量，可為類似工程提供參考依據。

信息技術龍開口水電站碾壓混凝土

1 概　述

龍開口水電站位于金沙江中游、云南省大理州與麗江市交界的鶴慶縣朵美鄉龍開口村河段上，電站裝機規模為1800MW。樞紐工程主要由擋水建筑物、泄洪沖沙建筑物、右岸壩后式引水發電系統及左右岸灌溉取水口等建筑物組成。攔河大壩為碾壓混凝土重力壩，壩頂高程1303.00m，最大壩高119.00m。

信息技術在龍開口水電站碾壓混凝土施工中應用主要分以下幾個方面：

（1）采用GPS技術、GPRS技術、計算機圖形技術等，運用碾壓混凝土壩澆筑碾壓質量實時監控技術及相應的軟硬件系統和集成技術，為碾壓遍數、碾壓軌跡、行車速度、激振力和碾壓層厚度等碾壓參數進行全過程、精細化在線控制。

（2）采用大壩施工信息PDA實時采集技術，動態采集大壩施工信息和工程管理信息，輔助管理人員及時了解現場的工程建設情況。

（3）采用網絡環境下動態工程綜合信息的數字化集成技術，解決具有數據類型復雜、實時性高、數據量大等特點的碾壓混凝土壩工程海量信息的網絡數字化表達與管理問題。

（4）針對龍開口水電工程實際情況，運用大壩碾壓混凝土施工質量實時監控系統（數字大壩系統）開展工程應用，并進一步分析龍開口水電工程數字大壩系統實施的效果。

2 系統組成

運用信息技術對龍開口碾壓混凝土壩建設質量控制提供了強有力的技術支持，主要有以下三套系統：

（1）碾壓混凝土壩澆筑碾壓質量實時監控系統。考慮高碾壓混凝土壩施工質量控制的要求與特點，建立了澆筑碾壓實時監控數學模型，提出了高碾壓混凝土壩澆筑碾壓質量實時監控技術，研制開發了碾壓混凝土壩澆筑碾壓質量實時監控系統，實現了碾壓遍數、碾壓軌跡、行車速度、激振力、碾壓層厚度等碾壓參數的全過程、精細化、在線實時監控，克服了常規質量控制手段受人為因素干擾大、管理粗放等弊端，有效地保證和提高了施工質量。

（2）大壩施工信息PDA實時采集系統。提出了碾壓混凝土壩施工信息PDA實時采集技術，在分析大壩施工質量控制中數據應用流程的基礎上，研制開發了大壩施工信息PDA實時采集系統，實現了大壩施工現場信息（包括VC值、混凝土溫度、壓實度等）及工程管理信息的PDA實時采集，為管理人員及時了解現場的施工情況提供了一條有效的解決途徑。

（3）網絡環境下“數字大壩”綜合信息集成系統。提出了網絡環境下工程綜合信息數字化集成技術，解決了基于Internet的海量數據數字化集成的難題，為具有數據類型復雜、實時性高、數據量大等特點的工程信息集成管理提供了有效手段，同時為網絡環境下“數字大壩”綜合集成系統的開發提供了理論基礎。結合金沙江龍開口水電工程碾壓混凝土壩建設實踐，研制開發了網絡環境下“數字大壩”綜合信息集成系統，構建了龍開口水電工程大壩綜合數字信息平臺，實現了對碾壓混凝土壩建設過程中涉及壩面碾壓參數信息、溫控信息、質量檢測信息、監理日志等的數字化集成和高效管理，可為大壩樞紐的竣工驗收、安全鑒定及今后的運行管理提供信息應用和支撐平臺。

上述系統各項功能指標均達到預期目標，在實際應用中發揮了重要作用。該技術實現了對碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工過程主要環節的全天候、實時、自動、在線監測和反饋控制（包括碾壓遍數、鋪層厚度、碾壓機械行車速度、激振力等監控）、重要施工數據的現場采集（包括VC值、混凝土溫度、壓實度等采集），以及工程綜合信息的集成化管理，使大壩施工質量始終處于受控狀態，提高了施工過程的質量監控水平和效率，尤其是可為我國大型碾壓混凝土壩建設質量的高要求控制提供有力的技術保障。同時，作為現有常規碾壓混凝土壩施工質量控制手段的有益補充，本項目研究建立了以施工質量實時監控技術為核心的“監測-分析-反饋-處理”的施工質量監控體系，并將監控成果報告納入單元驗收環節，為碾壓混凝土壩施工質量的高要求控制提供了新的途徑，實現了工程建設的創新化、精細化管理，為打造優質精品工程提供了強有力的技術支持。

3 碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工質量實時監控技術

通過安裝在碾壓機械上的監測終端，實時采集碾壓機械的動態坐標、激振力輸出狀態，經GPRS網絡實時發送至遠程數據庫服務器中；然后，根據預先設定的控制標準，服務器端的應用程序實時分析判斷碾壓機械的行駛速度是否超標、激振力輸出狀態是否與設定的狀態相符合，如出現超速行駛以及激振力輸出狀態不達標的現象則通過駕駛室報警器和相關人員的PDA發出相應的報警；現場分控站和總控中心的監控終端計算機通過有線網絡或無線WiFi網絡，讀取上述數據，進行進一步的實時計算和分析，包括碾壓質量參數（含碾壓機械的行駛軌跡、碾壓遍數、壓實高程和壓實厚度）的實時計算和分析，再將這些實時計算和分析的結果與預先設定的標準作比較，指導相關人員做出現場反饋與控制措施。碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工質量實時監控基本方法具體包括如下階段（如附圖所示）。

附圖　碾壓施工質量實時監控基本方法

4 碾壓混凝土壩施工信息PDA采集技術

大壩施工質量控制過程中需要通過監理或施工單位手持的PDA進行現場數據的實時采集，包括出機口檢測信息、大壩倉面檢測信息（核子密度計檢測信息）及施工現場照片等。

5 “數字大壩”綜合信息集成技術

將龍開口水電站大壩建設過程中涉及的各種工程信息進行動態采集，構建龍開口水電站大壩綜合數字信息平臺，在虛擬的“數字大壩”環境下，實現各種工程信息的集成化管理，并在工程整個生命周期里，實現綜合信息的動態更新與維護，為工程決策與管理、大壩安全運行與健康診斷等提供全方位的信息支撐和分析平臺。

龍開口數字大壩系統基于B/S體系結構和中間件技術構架，實現業務和數據的集中管理，降低系統維護和升級成本。利用EJB封裝業務邏輯，實現了內容展現（圖形界面）和業務邏輯（業務流程）、以及業務邏輯和數據存儲之間的分離。這樣可以根據系統的需求以及業務規模，方便快捷地搭建商務系統，實現具體業務，且系統在安全性、可重用性等都有較好的表現。

6 結　語

自信息技術在龍開口水電站碾壓混凝土施工運行以來，實現了對碾壓混凝土壩澆筑碾壓施工過程主要環節的全天候、實時、自動、在線監測和反饋控制（包括碾壓遍數、鋪層厚度、碾壓機械行車速度、激振力等監控）、重要施工數據的現場采集（包括VC值、混凝土溫度、壓實度等采集），以及工程綜合信息的集成化管理，使大壩施工質量始終處于受控狀態，提高了施工過程的質量監控水平和效率，尤其是可為我國大型碾壓混凝土壩建設質量的高要求控制提供有力的技術保障。

韓可林（1971-），男，高級工程師，主要從事水利水電及鐵路工程施工技術，手機：13755111480。

（2016-06-11）