孫周輝

(四川二灘國(guó)際工程咨詢有限責(zé)任公司，四川成都 610072)

數(shù)字大壩系統(tǒng)在長(zhǎng)河壩電站大壩工程中的應(yīng)用

孫周輝

(四川二灘國(guó)際工程咨詢有限責(zé)任公司，四川成都 610072)

數(shù)字化大壩系統(tǒng)作為現(xiàn)代化的監(jiān)控手段進(jìn)入土石壩施工監(jiān)控，對(duì)土石壩的施工質(zhì)量管控來說是一個(gè)新方法、新手段、新技術(shù)。由于目前還沒有形成規(guī)范，相關(guān)記錄和過程監(jiān)控結(jié)果未作為評(píng)價(jià)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，僅是對(duì)過程控制的加強(qiáng)，現(xiàn)階段由于數(shù)字化監(jiān)控和常規(guī)的試驗(yàn)檢測(cè)同步進(jìn)行，并未減少常規(guī)檢測(cè)的頻次，工程采用本系統(tǒng)后直接的經(jīng)濟(jì)效益并不明顯，但是系統(tǒng)使用后，在質(zhì)量、進(jìn)度控制上的貢獻(xiàn)非常突出:縮短了施工質(zhì)量檢查的時(shí)間，優(yōu)化了碾壓分區(qū)，提高了壩面平倉(cāng)及碾壓設(shè)備的使用效率，施工質(zhì)量大幅提高后，現(xiàn)場(chǎng)返工處理大幅度減少。

數(shù)字大壩；GPS監(jiān)控；視頻監(jiān)控；高土石壩；長(zhǎng)河壩水電站

1 工程概況

長(zhǎng)河壩水電站位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi)，為大渡河干流水電梯級(jí)開發(fā)的第10級(jí)電站，正常蓄水位下庫(kù)容為10．75億m3，是一等大(1)型水電工程。長(zhǎng)河壩水電站樞紐建筑物主要由礫石土心墻壩、泄洪系統(tǒng)、引水發(fā)電系統(tǒng)組成，電站裝機(jī)容量2 600 MW。

長(zhǎng)河壩大壩壩頂高程1 697 m，最大壩高240 m，壩頂寬16 m，長(zhǎng)502．85 m，上下游壩坡均為1∶2。心墻上、下游側(cè)設(shè)反濾層，過渡層及堆石區(qū)。堆石與兩岸巖坡之間設(shè)置3 m厚的水平過渡層，大壩整體填筑方量3 400萬m3。

2 數(shù)字大壩系統(tǒng)

數(shù)字大壩的概念正式提出并成功應(yīng)用于工程，一是基于倉(cāng)面施工數(shù)據(jù)采集和智能溫控的溪洛渡數(shù)字混凝土壩，二是基于施工質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控的糯扎渡數(shù)字堆石壩。源自糯扎渡數(shù)字大壩的成果，在不斷發(fā)展中向龍開口、梨園、魯?shù)乩嘈畹裙こ掏茝V應(yīng)用，技術(shù)逐步成熟，目前在長(zhǎng)河壩電站的建設(shè)中得到了全面的應(yīng)用和完善。長(zhǎng)河壩數(shù)字大壩監(jiān)控主要包括:大壩填筑碾壓過程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)；上壩運(yùn)輸過程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)；石料運(yùn)輸車輛自動(dòng)加水與監(jiān)控系統(tǒng)；大壩施工信息PDA采集系統(tǒng)；灌漿信息采集與分析系統(tǒng)；“數(shù)字大壩”綜合信息集成系統(tǒng)。

3數(shù)字大壩系統(tǒng)的主要模塊

3．1 大壩填筑碾壓過程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)

用于大壩碾壓的設(shè)備均安裝高精度GPS移動(dòng)終端，通過基站進(jìn)行信號(hào)處理和信息傳送，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)分控室對(duì)碾壓設(shè)備的碾壓過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下功能:(1)實(shí)時(shí)監(jiān)控碾壓軌跡、碾壓速度，當(dāng)碾壓速度超標(biāo)時(shí)，通過監(jiān)控終端顯示和手機(jī)PDA短信自動(dòng)報(bào)警；(2)監(jiān)測(cè)碾壓遍數(shù)和振動(dòng)狀態(tài)，可隨時(shí)生成碾壓遍數(shù)圖形報(bào)告、高振遍數(shù)圖形報(bào)告、靜壓遍數(shù)圖形報(bào)告，隨時(shí)對(duì)施工碾壓倉(cāng)面進(jìn)行監(jiān)控，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)碾壓施工；(3)監(jiān)測(cè)壓實(shí)厚度，在倉(cāng)面碾壓完成后，可生成厚度報(bào)告，監(jiān)控壩料鋪料厚度；(4)保留所有倉(cāng)面碾壓數(shù)據(jù)，包括碾壓時(shí)間段、碾壓機(jī)械配置、碾壓用時(shí)、碾壓軌跡等情況，可根據(jù)此分析碾壓機(jī)工作效率，合理配置碾壓機(jī)械，提升管理水平(見圖1)。

3．2 上壩運(yùn)輸過程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)

上壩運(yùn)輸?shù)能囕v都安裝有車載GPS，通過車載GPS實(shí)時(shí)發(fā)送車輛狀態(tài)信息，可實(shí)現(xiàn)料場(chǎng)至壩面的全過程監(jiān)控。該系統(tǒng)主要可實(shí)現(xiàn)以下功能: (1)料源匹配動(dòng)態(tài)監(jiān)控與報(bào)警；(2)壩面卸料地點(diǎn)監(jiān)控與報(bào)警；(3)各分區(qū)不同來源的各種壩料的上壩強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)；(4)運(yùn)輸?shù)缆沸熊嚸芏冉y(tǒng)計(jì)；(5)車輛空滿載狀態(tài)監(jiān)測(cè)；(6)不同料場(chǎng)堆石料運(yùn)輸量、運(yùn)距的精確統(tǒng)計(jì)(見圖2)。

3．3 石料運(yùn)輸車輛自動(dòng)加水與監(jiān)控系統(tǒng)

通過在每臺(tái)運(yùn)輸車上安裝車載的無線射頻卡，并將該車信息輸入車載卡片，在該車輛進(jìn)入加水區(qū)后，讀卡器根據(jù)感應(yīng)的車輛信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加水和統(tǒng)計(jì)，并將加水信息傳到服務(wù)器進(jìn)行評(píng)判，若加水不達(dá)標(biāo)，則通過PDA和監(jiān)控PC終端報(bào)警，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)也采用LED屏幕對(duì)車輛加水信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，便于司機(jī)按照要求加水，加水未完成前不得離開加水區(qū)域。

圖1 長(zhǎng)河壩心墻區(qū)域填筑碾壓過程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)界面圖

圖2 長(zhǎng)河壩心墻堆石壩上壩運(yùn)輸過程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)界面圖

3．4 大壩施工信息PDA采集系統(tǒng)

對(duì)于不能應(yīng)用監(jiān)測(cè)設(shè)備自動(dòng)采集的重要工程信息，主要包括:大壩碾壓信息(碾壓機(jī)械參數(shù)、試坑取樣參數(shù)及現(xiàn)場(chǎng)圖片等)和上壩運(yùn)輸車輛信息(車輛載料性質(zhì)、始發(fā)料場(chǎng)、目的卸料分區(qū))，需采用手持PDA進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。當(dāng)施工過程中上壩運(yùn)輸車輛的裝載料源和卸料分區(qū)發(fā)生變化時(shí)，要采用手持PDA做車輛信息的實(shí)時(shí)修正和調(diào)度車輛。

3．5 灌漿信息采集與分析系統(tǒng)

利用壩區(qū)建立的無線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與灌漿記錄儀無線通訊端口和通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，將灌漿記錄儀的數(shù)據(jù)集成到數(shù)字大壩系統(tǒng)中，進(jìn)行統(tǒng)一的集成管理、統(tǒng)計(jì)與查詢。

3．6 “數(shù)字大壩”綜合信息集成系統(tǒng)

將長(zhǎng)河壩水電站設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行過程中涉及的各種工程信息、安全監(jiān)測(cè)信息等進(jìn)行動(dòng)態(tài)采集與數(shù)字化處理，構(gòu)建長(zhǎng)河壩水電站大壩綜合數(shù)字信息平臺(tái)和三維虛擬模型，把空間信息以三維形式直觀地表現(xiàn)出來，在虛擬的“數(shù)字大壩”環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)各種工程信息的集成化、可視化管理。

“數(shù)字大壩”綜合信息集成系統(tǒng)包括總控中心、分控站、GPS基準(zhǔn)站、服務(wù)器組，硬件設(shè)備包括碾壓機(jī)監(jiān)測(cè)設(shè)備(安裝于碾壓機(jī)上)、自卸車監(jiān)測(cè)設(shè)備(安裝于自卸車上)、PDA設(shè)備等。

4 數(shù)字大壩系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行

4．1 系統(tǒng)建設(shè)

數(shù)字大壩監(jiān)控系統(tǒng)主要由施工設(shè)備監(jiān)控終端、手持?jǐn)?shù)字終端、衛(wèi)星定位基準(zhǔn)站、監(jiān)控中心(總控中心和現(xiàn)場(chǎng)分控站、控制箱)、通信網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用軟件等組成。

在選址時(shí)，宜在施工管理辦公區(qū)布置總控中心；宜在大壩施工作業(yè)區(qū)建立高帶寬的無線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在開敞區(qū)域布置現(xiàn)場(chǎng)分控站；應(yīng)在施工控制區(qū)地勢(shì)較高、交通便利、接收衛(wèi)星信號(hào)連續(xù)的地方布置衛(wèi)星定位基準(zhǔn)站。分控站與總控中心之間采用高帶寬的光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接減少干擾和延時(shí)，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

系統(tǒng)各組成部分的使用性能應(yīng)相互匹配，選用的監(jiān)控儀器應(yīng)技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定，通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)應(yīng)覆蓋整個(gè)工程的施工作業(yè)面，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)穩(wěn)定，帶寬不受外界干擾，最好建立壩區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)作為備用網(wǎng)絡(luò)，采用雙網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。

4．2 系統(tǒng)運(yùn)行

系統(tǒng)運(yùn)行包括總控中心、現(xiàn)場(chǎng)分控站、機(jī)載控制箱、定位基準(zhǔn)站、監(jiān)控終端、監(jiān)控結(jié)果和預(yù)警糾偏，碾壓終端報(bào)警顯示設(shè)施等的運(yùn)行管理。

總控中心有專門的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)和管理，現(xiàn)場(chǎng)分控中心人員經(jīng)過培訓(xùn)，考核合格后進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)行管理。

當(dāng)系統(tǒng)遇到信號(hào)異?；蚱渌?qū)е孪到y(tǒng)無法正常工作時(shí)，及時(shí)通知系統(tǒng)維護(hù)人員進(jìn)行搶修，在系統(tǒng)未工作時(shí)必須施工的工程，進(jìn)入人工監(jiān)控，專人負(fù)責(zé)質(zhì)量控制和過程施工參數(shù)記錄。

5 數(shù)字大壩系統(tǒng)的使用流程

5．1 填筑碾壓過程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)

碾壓數(shù)字化監(jiān)控主要包括以下步驟:建倉(cāng)、碾壓機(jī)的派遣和開倉(cāng)、過程中監(jiān)控、關(guān)倉(cāng)。

建倉(cāng)坐標(biāo)由測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)測(cè)取，在監(jiān)控軟件上輸入坐標(biāo)和倉(cāng)面信息，包括倉(cāng)面名稱、碾壓參數(shù)、錯(cuò)距寬度和設(shè)計(jì)鋪料厚度等內(nèi)容(圖3)，即完成建倉(cāng)操作。

圖3 倉(cāng)面設(shè)置界面圖

監(jiān)控員接到現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢開倉(cāng)指令后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行碾壓機(jī)派遣(圖4)。碾壓機(jī)派遣完成后，即可開倉(cāng)碾壓。在開倉(cāng)碾壓的倉(cāng)面中，可以看到整個(gè)倉(cāng)面碾壓情況和倉(cāng)面里所有碾子的碾壓狀態(tài)。在監(jiān)控過程中，可隨時(shí)調(diào)進(jìn)或調(diào)出碾子并根據(jù)監(jiān)控的碾壓狀況，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)碾壓，保證無漏壓、欠壓。碾壓達(dá)到相應(yīng)的合格率后，經(jīng)監(jiān)理確認(rèn)，可以進(jìn)行關(guān)倉(cāng)操作，生成已碾壓?jiǎn)卧哪雺哼^程監(jiān)控成果報(bào)告。

圖4 碾壓機(jī)械派遣截面圖

5．2 上壩運(yùn)輸過程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)

上壩運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)主要包括規(guī)劃施工單元、設(shè)置調(diào)度計(jì)劃。開倉(cāng)填筑后，可根據(jù)情況增加或減少調(diào)度計(jì)劃中的運(yùn)輸車輛。

當(dāng)調(diào)配計(jì)劃中的運(yùn)輸車輛沒有在正確區(qū)域裝料或卸料時(shí)，系統(tǒng)將給監(jiān)控室和已添加的值班人發(fā)送報(bào)警信息，提醒監(jiān)控人員和施工管理人員進(jìn)行檢查和調(diào)整。運(yùn)輸調(diào)度計(jì)劃一旦運(yùn)行，系統(tǒng)就進(jìn)入自動(dòng)的監(jiān)控和記錄狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸車輛的實(shí)時(shí)查詢和歷史記錄的查詢和統(tǒng)計(jì)匯總。

6 數(shù)字大壩系統(tǒng)前期運(yùn)行中存在的問題及解決措施

6．1 存在的問題

在日常使用過程中，使用強(qiáng)度最高的是碾壓數(shù)字化監(jiān)控。從平時(shí)的使用情況看，雖然很好地控制了大壩填筑碾壓質(zhì)量，但在實(shí)際應(yīng)用中也存在一些問題，主要有如下幾個(gè)方面。

(1)信號(hào)問題。由于壩區(qū)的河谷地形工作面狹窄，不利于信號(hào)傳送。在監(jiān)控過程中，偶爾會(huì)出現(xiàn)信號(hào)跳躍、信號(hào)丟失、信號(hào)延遲等問題。信號(hào)跳躍指監(jiān)控碾壓軌跡錯(cuò)位，信號(hào)丟失即監(jiān)控記錄的碾壓軌跡有遺漏，信號(hào)延遲是指監(jiān)控畫面與碾壓機(jī)實(shí)際碾壓位置不符。

(2)斷網(wǎng)斷電。土石壩施工處于連續(xù)施工狀態(tài)，其過程中會(huì)出現(xiàn)不確定的斷網(wǎng)、斷電現(xiàn)象。斷網(wǎng)、斷電以后，所有與監(jiān)控相關(guān)的操作都無法進(jìn)行，包括開倉(cāng)、調(diào)配碾子、過程監(jiān)控等，出現(xiàn)報(bào)警也無法通知。現(xiàn)場(chǎng)缺乏必要的應(yīng)急措施。

(3)查找功能。碾壓機(jī)所在倉(cāng)面查找:由于全斷面填筑時(shí)監(jiān)控倉(cāng)面較多，碾子調(diào)動(dòng)頻繁。進(jìn)行碾壓機(jī)派遣時(shí)無法看出已占用的碾子在哪個(gè)倉(cāng)位，只能通過現(xiàn)場(chǎng)施工員快速查找，從而給監(jiān)控員操作帶來不便。

開倉(cāng)狀態(tài)倉(cāng)面查找:在實(shí)際操作中，會(huì)同時(shí)開很多倉(cāng)面進(jìn)行監(jiān)控，不同部位同時(shí)處于開倉(cāng)碾壓狀態(tài)的倉(cāng)面無法在軟件的初始界面上同步查看。

(4)統(tǒng)計(jì)功能。無法自動(dòng)統(tǒng)計(jì)匯總各種壩料碾壓完成后的倉(cāng)面信息，包括倉(cāng)面名稱、開關(guān)倉(cāng)時(shí)間、合格率、碾壓層厚等。從而給軟件使用過程中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)增加了很大的工程量。

(5)系統(tǒng)出現(xiàn)的報(bào)警信息無法在系統(tǒng)中進(jìn)行閉合和填寫處理意見，特別是碾壓監(jiān)控終端的報(bào)警信息采用人工傳遞比較麻煩，現(xiàn)場(chǎng)人員回饋反應(yīng)困難，無法直接在碾壓終端進(jìn)行報(bào)警和顯示。

(6)系統(tǒng)受施工區(qū)域網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的影響較大，經(jīng)常出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷或信號(hào)不穩(wěn)定，系統(tǒng)運(yùn)行困難，無法形成完整的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和成果。

(7)碾壓監(jiān)控系統(tǒng)雖然對(duì)過程進(jìn)行了很好的控制，但還有些指標(biāo)沒有得到整體的控制，如礫石土料的碾壓層厚度、堆石料碾壓層厚度、碾壓合格率等。

(8)系統(tǒng)顯示碾壓遍數(shù)沒有達(dá)到系統(tǒng)要求的95%以上。但是，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的碾壓遍數(shù)已經(jīng)超過標(biāo)準(zhǔn)的碾壓遍數(shù)，存在監(jiān)控與現(xiàn)場(chǎng)不完全符合的情況，存在現(xiàn)場(chǎng)超壓很多后才能滿足碾壓標(biāo)準(zhǔn)遍數(shù)的要求。

6．2 解決措施

針對(duì)系統(tǒng)前期運(yùn)行存在的問題，為保證大壩填筑質(zhì)量，提升大壩施工形象，主要從以下方面采取了各種措施。

6．2．1 建倉(cāng)

(1)規(guī)范倉(cāng)面名稱。建倉(cāng)時(shí)，輸入的倉(cāng)面名稱采用統(tǒng)一格式，包括填筑部位、料別、高程、層數(shù)、分區(qū)，方便監(jiān)控員查找倉(cāng)面及以后統(tǒng)計(jì)、分析和識(shí)別。

(2)控制倉(cāng)面面積和搭接。當(dāng)填筑倉(cāng)面面積大于15 000 m3時(shí)，宜分區(qū)建倉(cāng)碾壓。當(dāng)倉(cāng)面面積過大時(shí)，倉(cāng)面軌跡傳輸速度會(huì)受影響，導(dǎo)致信號(hào)延遲。分區(qū)施工后，信號(hào)延遲大大減少，從而保證了監(jiān)控的正常運(yùn)行。

為控制同層壩料但不同倉(cāng)面之間的搭接碾壓質(zhì)量，在提供倉(cāng)面坐標(biāo)時(shí)，使倉(cāng)面順?biāo)鞣较蛑睾?0 cm以上，平行于壩軸線方向重合1 m以上。

(3)監(jiān)控倉(cāng)面需和現(xiàn)場(chǎng)填筑范圍一致。監(jiān)控應(yīng)包含現(xiàn)場(chǎng)整體填筑范圍，各種壩料間的倉(cāng)面需按照要求搭接、無漏壓。施工時(shí)應(yīng)根據(jù)分區(qū)要求進(jìn)行建倉(cāng)操作，不建議局部建倉(cāng)碾壓，以反映壩面整體的填筑碾壓情況。

(4)建倉(cāng)時(shí)邊界部位的處理。由于信號(hào)器的安裝位置與碾輪不在同一位置，在碾壓邊角部位時(shí)會(huì)造成現(xiàn)場(chǎng)已碾壓，但監(jiān)控卻無顯示的情況。對(duì)此，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，建倉(cāng)時(shí)，把左右岸方向的邊界縮小1．5～2 m。這樣實(shí)施既不影響邊角部位的碾壓質(zhì)量，也能提高倉(cāng)面碾壓的合格率。

6．2．2 過程中監(jiān)控

(1)做好記錄。在施工日志上做好所有開關(guān)倉(cāng)記錄，包括倉(cāng)面名稱、高程、開倉(cāng)日期、關(guān)倉(cāng)日期，以方便監(jiān)控員查找倉(cāng)面和碾子所在的倉(cāng)位。在斷電斷網(wǎng)恢復(fù)后，根據(jù)記錄及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)建倉(cāng)面，并經(jīng)監(jiān)理工程師確認(rèn)。

(2)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)客戶端。由于監(jiān)控軟件只能同時(shí)顯示一個(gè)監(jiān)控倉(cāng)面，且倉(cāng)面之間進(jìn)行切換需要耽擱一定時(shí)間。對(duì)此，可同時(shí)打開多個(gè)監(jiān)控倉(cāng)面客戶端分別進(jìn)行監(jiān)控，可提高查看和監(jiān)控效率。

(3)信號(hào)異常情況的判斷及處理。每個(gè)倉(cāng)面開倉(cāng)碾壓后，需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)通過監(jiān)控確認(rèn)碾壓機(jī)信號(hào)正常。避免因異常情況未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，對(duì)碾壓倉(cāng)面造成影響。

當(dāng)出現(xiàn)信號(hào)跳躍或信號(hào)丟失時(shí)，及時(shí)通知總控中心并做好詳細(xì)記錄，包括受影響倉(cāng)面的名稱、倉(cāng)面內(nèi)碾壓機(jī)編號(hào)、受影響時(shí)間段作為依據(jù)備查。信號(hào)跳躍受天氣和地形影響；如果基站意外斷電后來電，也會(huì)發(fā)生此現(xiàn)象，此時(shí)僅需把基站設(shè)備重新啟動(dòng)即可。信號(hào)丟失一般是由于碾壓機(jī)上安裝的信號(hào)傳輸器接口松動(dòng)，對(duì)此應(yīng)及時(shí)通知總控中心維修。信號(hào)延遲一般與傳輸數(shù)據(jù)量過大有關(guān)，因此，要控制建倉(cāng)面積。

對(duì)于受信號(hào)影響而導(dǎo)致碾壓合格率不達(dá)標(biāo)的倉(cāng)面，應(yīng)聯(lián)系監(jiān)理工程師進(jìn)行確認(rèn)，關(guān)倉(cāng)后排除受影響區(qū)域并對(duì)該部位加強(qiáng)試驗(yàn)檢測(cè)進(jìn)行閉合。

(4)碾壓宜采用“大錯(cuò)距”法碾壓。為便于實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)碾壓軌跡清晰，目前振動(dòng)碾碾壓采用“大錯(cuò)距”法碾壓，即每碾壓兩遍錯(cuò)一碾輪寬，如此循環(huán)碾壓到規(guī)定遍數(shù)，每一錯(cuò)距碾輪之間搭接20～30 cm。

(5)目前系統(tǒng)增加了人機(jī)交互平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控人員與系統(tǒng)及壩面設(shè)備的交互功能，對(duì)于相關(guān)問題監(jiān)理管理人員可在系統(tǒng)中及時(shí)填寫閉合意見。在碾壓機(jī)內(nèi)安裝了專門研制的工業(yè)控制平板電腦，實(shí)現(xiàn)了碾壓數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示和反饋報(bào)警，碾壓機(jī)操作人員可以第一時(shí)間進(jìn)行報(bào)警項(xiàng)目的調(diào)整處理，減少了報(bào)警次數(shù)。

(6)目前壩區(qū)自建了100 M無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有無線通信功能的終端都可以通過無線網(wǎng)絡(luò)接入數(shù)字大壩管理系統(tǒng)，系統(tǒng)可以不依賴外網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行。

(7)對(duì)于關(guān)鍵控制指標(biāo)，在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置了預(yù)警目標(biāo)值，超過預(yù)警值后系統(tǒng)鎖定無法進(jìn)行后續(xù)的操作，分級(jí)別觸發(fā)報(bào)警短息通知范圍和管理領(lǐng)導(dǎo)，強(qiáng)化了報(bào)警的分級(jí)管理和響應(yīng)級(jí)別。當(dāng)主要負(fù)責(zé)人對(duì)問題已經(jīng)制定了解決方案并有保證措施時(shí)，如還需進(jìn)一步操作，須經(jīng)過相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)授權(quán)同意才能請(qǐng)系統(tǒng)管理員解除鎖定進(jìn)行操作。

(8)關(guān)于合格標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)以碾壓質(zhì)量控制指標(biāo)為主要約束條件，同時(shí)兼顧施工效率。長(zhǎng)河壩水電站的碾壓合格率為:心墻料超過設(shè)計(jì)碾壓遍數(shù)的合格率達(dá)95%以上，其他壩料的合格率達(dá)90%以上。實(shí)踐表明，以倉(cāng)面內(nèi)“達(dá)到規(guī)定碾壓遍數(shù)的面積大于90%，且少于規(guī)定遍數(shù)2遍的面積大于95%”作為壓實(shí)遍數(shù)合格標(biāo)準(zhǔn)是合理、可行的。系統(tǒng)經(jīng)過近三年時(shí)間的運(yùn)行，碾壓合格率全部滿足設(shè)計(jì)要求，試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果良好。

7 數(shù)字大壩系統(tǒng)的擴(kuò)展功能

7．1 壩區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

長(zhǎng)河壩電站大壩監(jiān)視系統(tǒng)的大規(guī)模使用，提高了建設(shè)各方對(duì)大壩管理的介入深度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了建設(shè)各方的齊抓共管，研發(fā)出無線攝像頭與大壩建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)接口。建設(shè)各方通過視頻系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大壩建設(shè)重點(diǎn)部位進(jìn)行視頻監(jiān)控和高清攝像頭的云端操作控制，為建設(shè)各方提供了方便的管理手段，同時(shí)可以對(duì)關(guān)鍵部位施工進(jìn)行攝像錄像進(jìn)而保留了工程建設(shè)各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)字信息資料，對(duì)優(yōu)化施工和優(yōu)化資源配置提供了方便的手段和原始記錄。壩區(qū)無線監(jiān)控系統(tǒng)的大規(guī)模使用，大大提高了建設(shè)管理效率和管理覆蓋的范圍，對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域采用無線視頻進(jìn)行監(jiān)控，也大大增加了施工的安全性，同時(shí)亦能對(duì)危險(xiǎn)源提前進(jìn)行預(yù)警和定點(diǎn)監(jiān)控。

7．2 材料運(yùn)輸車輛監(jiān)控系統(tǒng)

長(zhǎng)河壩水電站建設(shè)規(guī)模龐大，材料供應(yīng)商多，電站建設(shè)區(qū)域無法進(jìn)行封閉管理，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)主要供應(yīng)材料的監(jiān)控，利用壩區(qū)的無線網(wǎng)絡(luò)，自動(dòng)掃描終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)材料供應(yīng)運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)監(jiān)控，減少人為的干擾，實(shí)現(xiàn)管理過程的數(shù)字化和自動(dòng)化。運(yùn)輸車輛進(jìn)入地磅掃描錄入車輛信息并記錄貨物重量、視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行貨物影像采集、卸貨后通過地磅系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)匯總，實(shí)現(xiàn)了材料運(yùn)輸進(jìn)庫(kù)管理的自動(dòng)化，提高了電站建設(shè)大宗水泥、鋼筋等材料的管理水平。

8 結(jié) 語

數(shù)字大壩監(jiān)控系統(tǒng)已在梨園水電站、糯扎渡水電站、長(zhǎng)河壩水電站得到了很好的應(yīng)用。在長(zhǎng)河壩電站中其功能得到了全面的提升和完善。因?yàn)槠渚哂腥轿粚?shí)時(shí)控制的特點(diǎn)，有效減少了壩面的漏壓、欠壓現(xiàn)象，嚴(yán)格控制了鋪料厚度，提高了大壩整體和邊角部位的填筑施工及碾壓質(zhì)量。

數(shù)字化大壩系統(tǒng)作為現(xiàn)代化的監(jiān)控手段進(jìn)入土石壩施工監(jiān)控，對(duì)土石壩的施工質(zhì)量管控來說是一個(gè)新方法、新手段、新技術(shù)。由于目前還沒有形成規(guī)范，相關(guān)記錄和過程監(jiān)控結(jié)果未作為評(píng)價(jià)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，僅是對(duì)過程控制的加強(qiáng)，現(xiàn)階段由于數(shù)字化監(jiān)控和常規(guī)的試驗(yàn)檢測(cè)同步進(jìn)行，并未減少常規(guī)檢測(cè)的頻次，工程采用本系統(tǒng)后直接的經(jīng)濟(jì)效益并不明顯，但是系統(tǒng)使用后，在質(zhì)量、進(jìn)度控制上的貢獻(xiàn)非常突出:縮短了施工質(zhì)量檢查的時(shí)間，優(yōu)化了碾壓分區(qū)，提高了壩面平倉(cāng)及碾壓設(shè)備的使用效率，施工質(zhì)量大幅提高后，現(xiàn)場(chǎng)返工處理大幅度減少。由于系統(tǒng)的全過程監(jiān)控，確保了大壩填筑碾壓質(zhì)量，后續(xù)的大壩沉降得到了有效的控制，為后續(xù)高壩的建設(shè)提供了技術(shù)上的支撐和經(jīng)驗(yàn)積累，對(duì)后續(xù)在覆蓋層上建設(shè)高壩積累了非常重要的全過程數(shù)據(jù)。

另外，為減少斷網(wǎng)等情況對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行造成的影響，在系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸路徑上應(yīng)尋求多條或更可靠、更易維護(hù)的數(shù)據(jù)傳輸途徑。例如:將目前的數(shù)據(jù)傳輸必須依賴GSM網(wǎng)絡(luò)和寬帶網(wǎng)絡(luò)方式改為依靠現(xiàn)場(chǎng)建立的無線局域網(wǎng)絡(luò)的形式。使用無線局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度和系統(tǒng)運(yùn)行的持續(xù)性、可靠性。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，相信數(shù)字大壩監(jiān)控系統(tǒng)將涵蓋更多范圍，實(shí)現(xiàn)建設(shè)過程信息的全部數(shù)字化。

TV42+1．1;［TM622］

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1001-2184(2015)05-0139-05

孫周輝(1980-)，男，陜西寶雞人，工程師，現(xiàn)從事水電工程監(jiān)理工作．

(責(zé)任編輯:卓政昌)

2015-09-23