大壩施工信息化管理系統應用分析

郭自發 紅河縣水利水電勘測設計隊

1.大壩施工信息化發展

建國至今，我國大壩施工共分為四個階段：20世紀70年代（機械化施工時代），大量的機械設備被應用于水庫大壩建設中，由此擺脫了效率低下的人力施工方法；20世紀90年代（自動化施工時代），我國大壩施工機械化水平不斷提升，開始引進監控系統，作業往規范化、自動化發展；21世紀初以來（數字化施工時代），在信息化技術大跨越發展的背景下，各種網絡技術、可視化技術等被應用于大壩工程中，大壩施工模式開始轉變為數字化施工、信息化管理；未來（智能化施工時代），智能大壩是數字大壩的完善模式，其主要是充分利用物聯網、自動測控、云計算技術等實現對結構信息的實時在線管理，達到閉環智能建設效果。

2.大壩施工信息化管理系統實施分析

2.1 信息化管理組織

大壩施工信息化管理主要以技術為支撐、以信息為載體、以自動化為手段，實現對機械施工控制系統、監測系統、仿真系統的全面整合。在大壩工程建設中，需由項目建設方統籌已有的信息化成果，綜合流域的開發規劃、相關政策，設計、實現信息化管理平臺。在工程項目推進時要求參建各方實時提供數據，以完善信息化平臺，實現全過程的信息化管理。

2.2 信息化管理框架

根據大壩等水利工程特點，要求信息化管理體系必須包括以下內容：各標段的施工管理，專業保障，如氣象、水情、監測、測量、試驗及集控中心，綜合系統，如移民、車輛、檔案管理、固定資產、物資供應管理、辦公、后勤等。基于此，協同工作平臺為中心構建信息化管理框架，通過設定數據邊界及時更新狀態數據，為大壩施工管理提供數據支撐與決策支持。表1列舉了某大壩部分施工信息組成。

表1 某大壩部分施工信息組成

3.實例探析大壩施工信息化管理系統應用

3.1 工程概況

以某低壩小型水電站為例，具體分析了施工信息化管理系統的構建與應用。此水電站采用混凝土雙曲拱壩，壩高55m，總裝機容量為2×3600kW，工程具有工期長、施工難度大、質量要求高等特點。為達到工程建設目標，重點開展了信息化管理系統的構建，以此確保大壩施工各個環節規范落實，實現信息在各個參建單位間及時、全面傳遞，全面實現質量、安全、工期、造價管理目標。

3.2 項目難點

本工程項目工程量較大、工序多，影響因素大、施工質量要求高，具體為：（1）工程項目管理環節眾多，施工強度巨大，如何科學合理保證施工的總體進度尤為重要；（2）大壩混凝土澆筑流程監控、拌和質量控制、纜機施工機械設備的運行是難點工作；（3）大壩施工溫度控制和防裂十分關鍵，需要制定針對性的措施，為工程項目的順利開展提供精細化的服務；（4）對于本項目中的固結灌漿、帷幕灌漿等隱蔽性施工節點，為保證施工質量，需協調固結灌漿、帷幕灌漿和混凝土澆筑的時間。

為有效解決以上難點問題，實現大壩施工信息化管理，設計院積極運用大壩施工過程中信息化管理系統，建立了覆蓋本工程項目固結灌漿、帷幕灌漿、混凝土施工等的全過程綜合化數字平臺。

3.3 功能介紹

信息化管理系統在本工程項目中的應用是在信息數據采集和分析的基礎上實現的，主要包括專項業務子系統和施工過程子系統兩部分。其中，專項業務子系統主要用來處理與工程項目數字化相關節點的業務系統，如施工安全監測系統、地質信息測量系統、灌漿監測系統、全過程數據信息采集管理平臺以及固結灌漿、帷幕灌漿、混凝土施工管理子系統等；施工過程子系統主要包括金屬結構制造和安裝過程管理子系統等。

3.4 應用效果

設計人員全程參與了本工程項目施工過程中的信息化管理系統開發與應用工作，系統中的大部分功能緊緊圍繞工程實際情況來開展，相關成果也被運用到了各個管理環節中。該信息系統的應用增強了施工過程管理，保證了施工質量和施工進度，對工程項目的建設發揮出了重要的作用，具體體現在：

（1）從首倉混凝土澆筑開始，信息管理系統對每一個澆筑倉、每一盤混凝土和每一次澆筑過程進行了盯倉記錄，均實現了全過程的監控與管理，從而不僅規范了大壩澆筑施工過程，還減少了施工過程中的很多不確定因素，確保本工程項目如期交付和按時發電。

（2）實現了對施工材料、澆筑過程的精細化管理以及個性化的溫度控制，避免和減少了由于溫度控制不當造成裂縫產生的情況，降低了質量安全事故的發生概率。

（3）通過全面監控固結灌漿、帷幕灌漿等重要隱蔽工程，實現了每一孔、每一段施工進度和質量的控制，規范了水泥、鋼筋等的物資管理，降低了生產成本、提高了管理效率。

（4）自動形成大量的原始記錄和數字化檔案，并同步建立了一個虛擬化的“數字大壩”，為后續工程項目的建設提供了重要的理論依據和寶貴素材，促進了施工工藝和管理水平的提升，也為企業培養出了一批既懂業務又懂系統的復合型人才。

3.5 經驗總結

信息化管理系統在本工程項目中的應用比較成功，近些年來也得到了業內人士和各級專家的高度認可，總結起來有以下經驗值得分享和借鑒：

（1）信息準確。在本工程項目立項之初，建立了以“工程項目建設質量”為主的目標，信息管理系統的應用為工程項目的建設質量提供了一個良好的工作平臺，而不是為業主填報數據的平臺，各個參建單位都能在這一平臺中開展工作，既保證了數據信息的準確性和可靠性，而且不會增加額外業務人員的工程量。

（2）適用性強。大壩施工環境復雜多變，影響因素變化頻繁，信息管理系統的應用一方面減少了工作人員繁重的任務，還大大提升了數據信息的真實性，這對于本工程項目的質量、進度和效率發揮著關鍵性作用。

（3）領導帶頭參與。信息化管理系統的應用還推行了一系列的流程和辦法，主要用來規范信息化管理系統使用過程，這些流程和辦法的推行勢必會碰到很多困難與阻礙。為此，業主施工單位中的領導帶頭參與，委派專業人員對系統的應用情況進行檢查，保證系統的正常運行。

4.結束語

在大壩施工中，應用計算機、互聯網、無線傳感器等先進技術，構建完善的信息化管理平臺，有利于提升施工管理效率與質量，實現大壩施工管理朝著精細化和規范化方向發展。同時應不斷探索大壩施工管理的智能化發展，真正實現水電施工事業的進步。