混凝土施工質量評定系統軟件設計及應用

陳 濤 李禛陽

（廣西大藤峽水利樞紐開發有限責任公司，廣西 桂平 537226）

大藤峽工程具有地質條件復雜、施工周期長、建設環境惡劣、施工難度大等特點，確保水利樞紐工程又好又快完工、建設國家優質工程是業主及所有參建方的重大使命和共同目標。工程施工質量直接決定了工程的壽命，因此如何對工程施工全過程的施工質量進行精細化的實時管控，實現遠程、移動、實時、便捷管理與控制，是大藤峽工程建設實現高質量、高強度、安全施工的關鍵技術問題，也是參建各方關注的重要課題。

1 工程概述

大藤峽水利樞紐工程壩址位于珠江流域西江水系中游廣西桂平市大藤峽峽谷出口處，壩址以上控制流域面積19.86萬km2，約占西江流域面積的56.4%，水資源量占西江總量的56%。工程樞紐建筑物主要包括泄水、發電、通航、擋水、灌溉取水、過魚建筑物等。水庫正常蓄水位61.0m，汛限水位47.6m，水庫總庫容34.3億m3，其中防洪庫容15億m3；電站裝機160萬kW，多年平均發電量61.3億kW·h；船閘規模為二級航道標準通航3000t級船舶。

隨著信息技術、互聯網技術、物聯網技術等高新技術的快速發展，使得大藤峽工程全過程施工質量的實時管控成為可能。本項目運用前沿尖端信息技術手段，通過自動采集、無線傳輸、自動評價、終端推送、數據挖掘等方法，構建大壩工程全過程的施工質量管理平臺，實現大壩工程建設的全生命周期“數字化、信息化”的質量管理目標。

水利樞紐工程建設周期長、工程建設環節多、施工區域遼闊分散、參與單位及人員眾多、施工環境復雜、通信基礎設施落后，當前施工質量管理過程中存在的問題包括:數據不能實現有效及時的采集；對于在工程施工中的紙質文檔、文件的保存和查詢管理不方便，質量信息不能實現及時共享，各參建單位協調和溝通周期長、難度大；輔助工程項目的質量管理支撐信息不充分，業主及政府監管部門很難對質量評定工作的及時性、真實性和完整性進行評價，也很難從分散的質量評定成果中對工程整體質量進行定量的分析預測，更無法在出現質量事故時快速對當時的現場情況、參與人員進行信息回溯，及時形成處理措施與追責等。

面對當前質量和安全管理形勢，必須從技術手段上研究解決工程的質量安全問題，建立科學有效的管控機制，運用信息技術，統一管理工程的設計與技術規范要求；運用計算機技術，讓質量管理人員在施工現場直接在計算機設備上完成質量評定表的填寫與審核；運用互聯網技術，快速實現工程質量數據的自動歸集與提交。用數字化、信息化的管理方式，破解工程質量安全管控的難題，進行系統性的工程建設過程質量監控信息化管理。

2 混凝土施工質量評定系統的開發設計

2.1 系統架構

2.1.1 系統硬件部署架構

混凝土施工質量評定系統硬件主要包括服務器和計算機終端等，各硬件通過互聯網連接通信，見圖1。

圖1 系統硬件部署

服務器放置在辦公樓機房，部署混凝土施工質量評定系統服務端軟件和數據庫軟件，提供系統平臺基礎業務服務和數據庫存儲服務。

計算機終端是各用戶的日常辦公電腦，通過計算機電腦中的系統客戶端軟件訪問服務器，用于施工現場數據的采集和傳輸，施工單位質檢人員運用PAD記錄各驗收工序的質量數據，并提交監理審核，完成工序質量評定工作后上傳數據至服務器。移動終端提供離線操作和在線操作兩種方式，離線操作后數據本地保存，聯入網絡后進行數據上傳操作；在線操作則將采集數據自動上傳至服務器，無須人為上傳操作。同時在有網絡的條件下，可通過客戶端軟件查詢瀏覽施工質量表單和信息，開展單元工程定義和單元工程質量評定業務工作。

2.1.2 系統功能結構

混凝土施工質量評定系統總體結構，由網絡層、數據層、基礎平臺層、業務應用層組成，見圖2。其中，網絡層是基礎，是混凝土施工質量評定系統業務運行、數據采集的基礎平臺；數據層與平臺層是核心，是系統運行的關鍵環節；應用層是目標，是系統價值的最終體現。各層之間協同一致，互相促進。

圖2 系統功能結構

a.網絡層?；炷潦┕べ|量評定系統采用標準的網絡數據傳輸協議以支持其能夠在復雜的網絡環境中得到應用。主要包括大藤峽工程建設專網、外部互聯網、無線網絡（Wi-Fi）等。

b.數據層。數據層是系統數據存儲的中心，由業務數據庫和分布式文件存儲器組成。

c.基礎平臺層。基礎平臺層以系統共享服務業務為核心，包括組織機構中心、用戶中心、授權中心、訪問控制服務、身份鑒別服務、流程服務、查詢服務等，基礎平臺層為應用層的系統提供統一的服務支撐。

d.業務應用層。業務應用層包括PC業務系統相關的應用系統。系統業務應用以數據層和平臺層提供的各種數據信息和服務為支撐，支持多平臺多終端，滿足工程管理人員隨時隨地進行業務過程處理、信息查詢與可視化分析的需求。

2.2 關鍵技術

混凝土施工質量評定系統采用數據快速采集錄入框架、本地數據存儲、數據離線緩存與同步、分布式文件存儲等多種技術解決數據采集和數據存儲的核心業務問題。

采用數據快速采集錄入框架，內置標準化檢測檢驗項目、檢測記錄、標準計算公式以及評判規則，以快速引導式錄入、標準化操作模式、自動數據統計與評判為手段，實現數據快速、準確錄入的目標，方便用戶提高錄入效率。

采用本地數據存儲技術，存儲用戶的登錄驗證相關信息、用戶列表（用戶名和密碼的MD5值）、任務列表、表單列表、表單內容、驗收單元列表、采集項目、采集內容、消息通知、消息內容、圖片、音頻、視頻等信息。

采用數據離線緩存與同步技術，將基礎數據通過數據包的形式一次性加載到終端本地，存儲在終端數據庫中，用時優先從本地數據庫讀取，在數據下載過程中，使用增量更新下載方式，基礎數據同步到終端本地。

采用分布式文件存儲技術，實現文件的上傳、下載和在線預覽，支持分布式存儲，橫向擴展存儲能力，支持全文檢索，快速查找定位文件資源。

2.3 開發設計功能

2.3.1 施工設計管理

施工設計管理是以大藤峽工程可交付成果為導向對項目工作逐層細分和分類，將項目工作任務分解成較小的、更易于管理的組成部分的過程；工程信息將工程的產品組織結構、合同信息、進度信息、質量信息等項目要素緊密地聯系起來，按照一定的模式進行組織和展示，按照單位工程、分部工程、分項工程、單元工程逐級管理。參照批復的大藤峽工程項目劃分文件，維護單位工程、分部工程、單元工程的編碼、名稱、起止高程、起止樁號等設計成果信息，建立一套完整詳細的工程管理目錄，建立單元工程與質量資料的組織關系，實現質量表單在驗收單元上的自動歸集。施工設計管理界面見圖3。

圖3 施工設計管理界面

2.3.2 工序質量驗收

工序質量驗收功能在PC端實現。PC端實現對工序質量驗收評定表數據錄入、流程審核、表單預覽、數據查詢、表單打印等功能。系統采用數字設備進行施工現場質量信息的記錄采集，實現準確、全面、快速的現場質量記錄采集，解決了現場記錄紙張量大、質量評定周期長、管理分散等問題，改進了現場質量信息記錄采集方式，提高了工作效率，盡可能降低了人為失誤率，縮短了信息流轉周期，提高了信息共享的及時性和安全性。數據錄入界面見圖4。

圖4 數據錄入界面

a.系統內置工程質量評定策略，實現工序質量等級的自動評定。系統可依據檢驗項目類型自動完成檢測點的合格個數統計、合格率計算、項目等級判斷，通過系統內置的工程質量評定策略規則，實現工序質量等級自動評定，為工程最終的質量等級評定提供依據。

b.提供質量檢驗評定表格在施工現場的審核功能。系統自動記錄表單的填寫時間、填寫人員、提交時間、審核人員、審核時間等信息，保證質量檢測工作的及時性和真實性。

2.3.3 單元工程質量評定

單元工程質量評定以驗收單元中各工序質量評定結果為基礎，評定出單元工程的等級。單元工程質量評定信息錄入人員將評定結果填寫完成、相關資料上傳完成后，提交監理審核，監理工程師審核通過后，即完成一個單元工程驗收與評定過程，則可進行單元工程評定表的打印，用于紙質資料歸檔。單元工程質量評定操作界面見圖5。

2.3.4 綜合查詢

綜合查詢功能包括工序驗收信息查詢、工序質量表單查詢、單元工程臺賬查詢、單元工程質量優良率統計查詢功能，用戶依據實際工作需求從工程整體到單元工程再到各個工序層層遞進查詢質量驗收信息，為日常施工質量管控工作提供有效數據支撐。通過系統業主、政府監管部門、施工單位和監理單位可及時、真實、完整地查詢質量評定信息和資料；可依據質量評定成果對工程整體質量進行定量的分析預測，同時可在出現質量事故時快速對當時的現場情況、參與人員進行信息回溯，及時形成處理措施與追責，滿足工程參建各方對施工質量精細化管理的要求。

a.工序質量驗收信息查詢功能匯總各施工工序質量驗收評定表單詳細數據，依據工程部位、時間周期統計未提交、審核中和已完成的施工質量驗收評定表的創建人、創建時間、承包人、承包人審核時間、監理人、監理審核時間等審批流程信息，同時可輸出標準化表單瀏覽各檢驗項目詳細檢驗記錄。

圖5 單元工程質量評定操作界面

b.單元工程臺賬匯總功能綜合匯總工程所有單元工程明細數據，依據工程部位、時間周期統計施工中和已完成的單元工程的開始時間、結束時間、評定時間、評定等級、質量評定表單流轉信息等，見圖6。

c.單元工程質量優良率統計功能綜合匯總工程整體質量評定統計數據，統計工程整體驗收單元數量、合格數量、優良數量、優良率，并以圖表的形式直觀展示驗收單元優良率趨勢，見圖7。

圖6 單元工程臺賬查詢界面

圖7 質量評定成果統計查詢界面

3 系統應用效果

通過混凝土施工質量評定系統的實施和應用，業主可實時了解施工質量評定成果并掌握工程施工質量最新進展，為施工工程過程管理控制輔助決策提供有效支撐；監理和施工單位利用移動設備現場記錄采集質量數據，在確保數據的準確、完整和有效性的同時，極大地降低了手寫資料的工作量，縮短了質量資料上報和審批的時間周期，提高了資料流轉和保存的安全性，提高了質量信息的共享性和業務處理工作效率，確保了工程施工過程質量驗收與評定工作能真實、及時地開展。系統的應用為業主、政府監督部門及工程參建各方提高和改進施工技術、管理方法，解決工程建設的質量安全問題提供了有力保障。在業主、施工單位、監理單位的大力支持和積極配合下，混凝土施工質量評定系統在大藤峽工程建設應用中取得了顯著的成效。

3.1 實現施工質量評定過程流程化、標準化

以數字終端代替紙質文件進行工序質量驗收評定，約束了數據錄入格式和簽審順序，減少了人為失誤。

施工單位的初檢、復檢、終檢采用數字終端在施工現場進行工序指標數據在線填錄、申報和審核；監理工程師在現場對工序實際質量檢驗校核后，通過數字終端進行工序質量的驗收與評定；最終可由系統打印生成歸檔要求的工序質量驗收評定表單。

3.2 實現檢驗項目質量自動判定

通過預設檢驗項目、工序、單元工程的評定標準，自動判定檢驗項目是否合格，自動評定工序、單元工程的質量等級，有效輔助質量驗收評定過程，提高工作效率。

3.3 約束質檢人員按要求采集和報審

在現場作業面進行工序質量評定審批過程中，通過在數字終端采用電子簽字+人物實時拍照的模式，保證工序驗收申報與審批過程中簽字的真實性，要求將現場的場景一同拍入，防止申報審批人不在崗遠離工作面的代審代簽情況。

4 結 語

通過混凝土施工質量評定系統的實施和應用，利用互聯網技術、計算機應用技術，將大藤峽工程質量管理業務與流程相結合，實現施工作業現場質量檢測評定過程的數字化管理，實現質量評定結果與評定依據在建設各方、政府監管機構間的有序共享，提供了一種體系化的工程質量控制與監管方法。此系統的推廣與應用將有效地提高現場質量管理工作的效率，保障相關制度的嚴格落實和執行，為大藤峽工程建設質量的提升、工程的安全運行提供有力保障。