信息技术任龙开口水电站碾压混凝土施工中应用

韩可林　王晓伟

（中国水利水电第八工程局有限公司　　长沙市　410004）

信息技术任龙开口水电站碾压混凝土施工中应用

韩可林王晓伟

（中国水利水电第八工程局有限公司长沙市410004）

龙开口水电站建设规模大、工期紧、施工条件复杂（气候干热），给工程建设管理、施工质量和进度控制带来相当大的难度，采用常规质量控制方法具有很大的局限性。因此，具有实时性、连续性、自动化、高精度等特点的大坝施工质量自动监控系统，对碾压混凝土仓面碾压等环节进行有效监控，建立碾压施工质量动态实时控制及预警机制及施工过程实时反馈与主动控制机制，大大提高了混凝土的施工质量，可为类似工程提供参考依据。

信息技术龙开口水电站碾压混凝土

1 概　述

龙开口水电站位于金沙江中游、云南省大理州与丽江市交界的鹤庆县朵美乡龙开口村河段上，电站装机规模为1800MW。枢纽工程主要由挡水建筑物、泄洪冲沙建筑物、右岸坝后式引水发电系统及左右岸灌溉取水口等建筑物组成。拦河大坝为碾压混凝土重力坝，坝顶高程1303.00m，最大坝高119.00m。

信息技术在龙开口水电站碾压混凝土施工中应用主要分以下几个方面：

（1）采用GPS技术、GPRS技术、计算机图形技术等，运用碾压混凝土坝浇筑碾压质量实时监控技术及相应的软硬件系统和集成技术，为碾压遍数、碾压轨迹、行车速度、激振力和碾压层厚度等碾压参数进行全过程、精细化在线控制。

（2）采用大坝施工信息PDA实时采集技术，动态采集大坝施工信息和工程管理信息，辅助管理人员及时了解现场的工程建设情况。

（3）采用网络环境下动态工程综合信息的数字化集成技术，解决具有数据类型复杂、实时性高、数据量大等特点的碾压混凝土坝工程海量信息的网络数字化表达与管理问题。

（4）针对龙开口水电工程实际情况，运用大坝碾压混凝土施工质量实时监控系统（数字大坝系统）开展工程应用，并进一步分析龙开口水电工程数字大坝系统实施的效果。

2 系统组成

运用信息技术对龙开口碾压混凝土坝建设质量控制提供了强有力的技术支持，主要有以下三套系统：

（1）碾压混凝土坝浇筑碾压质量实时监控系统。考虑高碾压混凝土坝施工质量控制的要求与特点，建立了浇筑碾压实时监控数学模型，提出了高碾压混凝土坝浇筑碾压质量实时监控技术，研制开发了碾压混凝土坝浇筑碾压质量实时监控系统，实现了碾压遍数、碾压轨迹、行车速度、激振力、碾压层厚度等碾压参数的全过程、精细化、在线实时监控，克服了常规质量控制手段受人为因素干扰大、管理粗放等弊端，有效地保证和提高了施工质量。

（2）大坝施工信息PDA实时采集系统。提出了碾压混凝土坝施工信息PDA实时采集技术，在分析大坝施工质量控制中数据应用流程的基础上，研制开发了大坝施工信息PDA实时采集系统，实现了大坝施工现场信息（包括VC值、混凝土温度、压实度等）及工程管理信息的PDA实时采集，为管理人员及时了解现场的施工情况提供了一条有效的解决途径。

（3）网络环境下“数字大坝”综合信息集成系统。提出了网络环境下工程综合信息数字化集成技术，解决了基于Internet的海量数据数字化集成的难题，为具有数据类型复杂、实时性高、数据量大等特点的工程信息集成管理提供了有效手段，同时为网络环境下“数字大坝”综合集成系统的开发提供了理论基础。结合金沙江龙开口水电工程碾压混凝土坝建设实践，研制开发了网络环境下“数字大坝”综合信息集成系统，构建了龙开口水电工程大坝综合数字信息平台，实现了对碾压混凝土坝建设过程中涉及坝面碾压参数信息、温控信息、质量检测信息、监理日志等的数字化集成和高效管理，可为大坝枢纽的竣工验收、安全鉴定及今后的运行管理提供信息应用和支撑平台。

上述系统各项功能指标均达到预期目标，在实际应用中发挥了重要作用。该技术实现了对碾压混凝土坝浇筑碾压施工过程主要环节的全天候、实时、自动、在线监测和反馈控制（包括碾压遍数、铺层厚度、碾压机械行车速度、激振力等监控）、重要施工数据的现场采集（包括VC值、混凝土温度、压实度等采集），以及工程综合信息的集成化管理，使大坝施工质量始终处于受控状态，提高了施工过程的质量监控水平和效率，尤其是可为我国大型碾压混凝土坝建设质量的高要求控制提供有力的技术保障。同时，作为现有常规碾压混凝土坝施工质量控制手段的有益补充，本项目研究建立了以施工质量实时监控技术为核心的“监测-分析-反馈-处理”的施工质量监控体系，并将监控成果报告纳入单元验收环节，为碾压混凝土坝施工质量的高要求控制提供了新的途径，实现了工程建设的创新化、精细化管理，为打造优质精品工程提供了强有力的技术支持。

3 碾压混凝土坝浇筑碾压施工质量实时监控技术

通过安装在碾压机械上的监测终端，实时采集碾压机械的动态坐标、激振力输出状态，经GPRS网络实时发送至远程数据库服务器中；然后，根据预先设定的控制标准，服务器端的应用程序实时分析判断碾压机械的行驶速度是否超标、激振力输出状态是否与设定的状态相符合，如出现超速行驶以及激振力输出状态不达标的现象则通过驾驶室报警器和相关人员的PDA发出相应的报警；现场分控站和总控中心的监控终端计算机通过有线网络或无线WiFi网络，读取上述数据，进行进一步的实时计算和分析，包括碾压质量参数（含碾压机械的行驶轨迹、碾压遍数、压实高程和压实厚度）的实时计算和分析，再将这些实时计算和分析的结果与预先设定的标准作比较，指导相关人员做出现场反馈与控制措施。碾压混凝土坝浇筑碾压施工质量实时监控基本方法具体包括如下阶段（如附图所示）。

附图　碾压施工质量实时监控基本方法

4 碾压混凝土坝施工信息PDA采集技术

大坝施工质量控制过程中需要通过监理或施工单位手持的PDA进行现场数据的实时采集，包括出机口检测信息、大坝仓面检测信息（核子密度计检测信息）及施工现场照片等。

5 “数字大坝”综合信息集成技术

将龙开口水电站大坝建设过程中涉及的各种工程信息进行动态采集，构建龙开口水电站大坝综合数字信息平台，在虚拟的“数字大坝”环境下，实现各种工程信息的集成化管理，并在工程整个生命周期里，实现综合信息的动态更新与维护，为工程决策与管理、大坝安全运行与健康诊断等提供全方位的信息支撑和分析平台。

龙开口数字大坝系统基于B/S体系结构和中间件技术构架，实现业务和数据的集中管理，降低系统维护和升级成本。利用EJB封装业务逻辑，实现了内容展现（图形界面）和业务逻辑（业务流程）、以及业务逻辑和数据存储之间的分离。这样可以根据系统的需求以及业务规模，方便快捷地搭建商务系统，实现具体业务，且系统在安全性、可重用性等都有较好的表现。

6 结　语

自信息技术在龙开口水电站碾压混凝土施工运行以来，实现了对碾压混凝土坝浇筑碾压施工过程主要环节的全天候、实时、自动、在线监测和反馈控制（包括碾压遍数、铺层厚度、碾压机械行车速度、激振力等监控）、重要施工数据的现场采集（包括VC值、混凝土温度、压实度等采集），以及工程综合信息的集成化管理，使大坝施工质量始终处于受控状态，提高了施工过程的质量监控水平和效率，尤其是可为我国大型碾压混凝土坝建设质量的高要求控制提供有力的技术保障。

韩可林（1971-），男，高级工程师，主要从事水利水电及铁路工程施工技术，手机：13755111480。

（2016-06-11）