浅析梨园水电站数字大坝填筑质量监控系统的应用.pdf
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1、水利水电技术第4 4卷2 0 1 3年第5期 浅析梨园水 电站数字大坝填筑质量 监控 系统的应用 苗延强 ,钱启立 ,韩 国印 ( 中国人 民武装警察部 队 水电第一总队,广西 南宁 5 3 0 0 2 8 ) 关键词:梨园水电站;数字大坝;填筑质量;数字化监控 系统 中图分类号 :T V 6 4 1 4 ( 2 7 4 ) 文献标 识码 :B 文章编号 :1 0 0 0 0 8 6 0 ( 2 0 1 3 ) 0 5 0 0 3 4 0 4 1 概述 梨园水 电站坝址 位于云南 省丽江市 玉龙 县 ( 右 岸 ) 与迪庆州香格里拉县 ( 左岸 ) 交界 的金 沙江 中游 河段 ,为金沙 江中
2、游河段规 划的第 三个 梯级 电站 。 属 I等大 ( 1 ) 型工程 ,电站装机容量 2 4 0 0 MW,坝 型为混凝土面板堆石坝 。大坝填筑 主要采用 当地材 料进行施 工 ,由于 地理 条件 限制 ,上坝 料 种类 较 多 ,料场布置达 1 0个之多 ,且 分部 范围较广 ,人 工监控料源难度较大 ;大坝填筑层厚控制和碾压遍 数人工监控同样难度较大 ,质量较难保证 。为确保 大坝填筑质量 ,减少人为 因素造成 的影 响 ,引入 了 数字大坝填筑质量监控系统 ,主要 由面板堆石坝填 筑碾压过程实时监控 系统 、面板堆石 坝上坝运输过 程实时监控系统和大坝施工信息现场 P D A采集系统
3、构成 。从数字大坝监控系统在梨园水 电站运行情况 来看 ,在碾压机行驶速度 、激振力 、压实厚度 、上 坝运输 以及碾压遍数达标率等施工质量控制方 面起 到 了较好 的监控作用 ,达到 了辅 助控制大坝填筑施 工质量的 目标。 2 数字大坝填筑质量监控系统简介 2 1 系统建设 目标 数字大坝填筑质量监控系统建设 的主要 目标为: ( 1 ) 对混凝土面板堆石坝碾压施工质量进行实时 监测和反馈控制 ,为保证大坝填筑施工过程始终处于 受控状态提供技术支持。 ( 2 ) 对工程质量、安全监测 、施工进度等信息进 行集成管理,构建大坝综合数字信息平台;为面板堆 石坝建设过程的质量监控 、运行期坝体的
4、安全分析提 供支撑平台。 ( 3 ) 实现业 主和监理对工程建设 质量 的深度参 与 ,精细管理。通过系统的 自动化监控 ,不仅使业主 放心工程质量 ,而且可实现对工程建设质量控制的快 速反应。 ( 4 ) 有效提升工程建设 的管理水平 ,实现工程建 设的创新化管理 ,为打造优质精品工程提供强有力 的 技术保障。 2 2 面板堆石坝填筑碾压过程实时监控 通过在碾压机械上安装碾压机械施工信息采集仪 器 ,对坝体填筑碾压机械施工过程进行实时 自动监 测 ,以达到监控坝体填筑碾压施工参数的目的。主要 实现如下功能: ( 1 ) 动态监测施工作业面碾压机械运行轨迹 、速 度 、振动状态和碾压高程等 ,
5、最终在监控站 P C监控 终端上可视化显示。 ( 2 ) 实时 自动计算和统计施工作业面各位置的碾 压遍数 、压实厚度等 ,并在渠道施工数字地图上可视 化显示 。 ( 3 ) 当碾压机械运行超速,以及振动状态 、碾压 遍数不达标时,系统 自动给操作手 、现场监理和管理 人员发送手机 短信报警信息 ,并在现场监理分控站 P c监控终端上醒目提示,同时把该报警信息写入施 工异常数据库备查。 ( 4 ) 在每单元施 工结束后 ,输 出碾压质量 图形 收稿 日期 :2 0 1 3 0 2 2 7 作者简介 :苗延强 ( 1 9 8 l 一 ) ,男,工程师。 Wa t e r Re s o u r c
6、 e s a n d Hy d r o p o we r En g in e e r i n g V o l 4 4 No 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 报表 ,包括碾压轨迹 图、碾压遍数 图、压实厚度 图 和碾压层平整度 ( 高程 ) 图等 ,作为质量验收辅助材 料 。 ( 5 ) 可在总控 中心和现场控站对大坝填筑碾压情 况进行监控 ,实现远程、现场“ 双监控” 。 ( 6 ) 把整个建设期所有施工单元的碾压质量信息 保存至网络数据库 ,可供后续分析应用 。 2 3面板堆石坝上坝运输过程实时监控 对上坝运输车辆安装车辆 自动定位设备和 自动监 测卸料装
7、置 ,从而可实现上坝运输车辆从料场到坝面 的全程监控 。包括 :( 1 ) 料场料源匹配动态监测及报 警 ;( 2 ) 各分 区 不同来源的各种性质料源的上坝强 度统计 ;( 3 ) 各分 区 不 同来源 的各种性质料源 的上 坝方量统计 ;( 4 ) 道路行 车密度统计 ,各工作面车辆 优化调度 ;( 5 ) 车辆信息及空满载监视 ;( 6 ) 车辆运 输上坝三维动态监视。 2 4大坝施工信息现场 P D A采集系统 P D A采集系统主要实现如下功能 :( 1 ) 现场试验 数据( 试坑试验) 与现场照片的 P D A采集 ,包括整个 施工期内的所有试坑和附加质量法信息 ( 包括监理 、
8、施工单位两方数 据 ) ;( 2) 坝料 、料场 、运输 车辆 等 信息的 P D A采集;( 3 ) 现场采集与分析数据通过 P D A无线传 输至 系统 中心数据库 ,以备 后续 应用 ; ( 4 ) 对 于相对 固定 的信息通过 I E客户端输人 ,P D A 主要采集施工过程中的临时变动数据。 2 5 数字大坝填筑质量监控系统运行流程 数字大坝监控系统运行流程如下 : ( 1 ) 上报碾压 规划 和运输 车辆 规划 。测 量人员 在现场将碾压仓号范 围测 出,并将碾压范 围规划 上 报监理审核 ,审核通过后录入 系统 ;现场调度人 员 将拟上料车辆信息上报监理,审核通过后录入系 统 。
9、 ( 2 ) 开仓 。规划录入结束后 ,经现场监理审核通 过具备上料条件后 ,车辆运输规划生效 ,开仓上料 ; 上料完成 ,经现场监理审核通过具备碾压条件后 ,碾 压规划生效 ,开始碾压。 ( 3 ) 监控 。上料开始后应用上坝运输过程实时监 控系统进行监控管理 ,碾压开始后 ,应用填筑碾压过 程实时监控系统进行监控管理。 ( 4 ) 收仓 。碾压 完成 后 ,达 到规定 的监控指 标 后 ,经现场监理审核通过后收仓。 3 数字大坝填筑质量监控系统运行状况与分析 混凝土面板堆石坝填筑碾压过程实时监控系统和 水利水电技术第4 4卷2 0 1 3年第5期 苗延强, 等浅析梨园水电站数字大坝填筑质量
10、监控系统的应用 上坝运输过程实时监控系统分别于 2 0 1 1 年 8月 1 6日 和 2 0 1 1年 8月 3 1日启动试运行 ,2 0 1 1年 1 O月 2 7 日,系统顺利通过初期验收 ,开始正式运行。试运行 和正式运行期间( 截止 2 0 1 2年 1 2月 3 1日) ,大坝填 筑碾压 过 程 实 时 监 控 系 统 监控 了高 程 1 4 7 6 。 8 1 5 8 3 4 m总共 1 0 6 2个仓面 的填筑碾 压过程 ;上坝 运输过程实 时监控系统完 整监控 了高程 1 4 8 4 4 1 5 8 3 4 m总共 1 0 3 2个仓 面的上坝运输过程 ;大 坝 施工现场 P
11、 D A采集 系统 于 2 0 1 1年 9月 1日启动运 行 ,期 间 共 采 集 了 9 1 0条试 坑 法 试 验 检 测 数 据 、 4 0 3 1 条附加质量法检测数据和5 2 5条安全检测数据。 三大系统运行正常 ,从运行结果看 ,基本达到了系统 目标要求。 3 1 仓面碾压遍数监控与分析 2 0 1 1 年 8月 1 6日至 2 0 1 2年 1 2月 3 1日,数字大 坝系统共监控下游堆石排水区( 3 D) 、主堆石 区下部 ( 3 B D) 和垫层过 渡 区( 2 A、3 A) 施 工仓面 1 0 6 2个 , 其中全程监控施工仓面 1 0 4 1 个 ,所有全程监控的施 工
12、仓面中,碾压标准遍数及 以上区域所 占比例最低为 9 0 0 2 ,最高 为 9 9 9 2 ,平 均为 9 7 7 3 。有 2 1 个仓面由于碾压机电源故障、网络信号中断 、分控站 停电等因素导致数字大坝监控系统无法正常监 控仓 面,采取以现场监控为主,所有仓面均在现场监理旁 站监督下碾压 ,合格后收仓。 针对个别仓面存在因埋设监测仪器、现场临时道 路修筑等局部无法进行碾压监控的现象 ,为了避免影 响碾压监控效果 ,经现场监理同意后进行了排除,排 除部位施工单位三检人员和现场监理进行旁站监督碾 压情况,合格后收仓。施工单位分控站监控人员对仓 面碾压实时监控过程中,监控轨迹显示发现漏碾或碾
13、压遍数低于批复的碾压遍数时,施工单位监控管理人 员及时提醒现场进行补压 ,避免漏碾 、欠压 ;碾压遍 数满足要求的碾压遍数时,提醒其停止碾压,避免超 压及造成资源浪费 。针对受气候以及 网络公 司掉线断 网等情况影响,导致部分 区域监控不全的情况 ,通知 现场监理工程师旁站, 并对碾压情况予以确认,合格 后方可收仓 。 3 2 碾压机行走超速和振动不达标监控与分析 根据现场碾压实际情况采取连续 1 0 s 超速行驶 为有效超速,监控系统即进行报警,超速碾压过程不 计人碾压轨迹 。2 0 1 1 年 8月 1 6日至 2 0 1 2年 1 2月 3 1 日期间 ,共超速报警 1 0 6 9次 ,
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