電腦監(jiān)控 世界頭號水壩施工現(xiàn)場人影稀少

　　為充分發(fā)揮塔帶機澆筑系統(tǒng)速度快、強度高、施工連續(xù)的優(yōu)勢，使原材料準(zhǔn)備、混凝土拌和、輸送、澆筑過程中的每一個環(huán)節(jié)都能高效、協(xié)調(diào)地運作，三峽建設(shè)者研發(fā)了混凝土生產(chǎn)輸送計算機綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

　　該系統(tǒng)有不少創(chuàng)新：

　　以三峽工程建設(shè)為對象，對混凝土生產(chǎn)輸送澆筑全過程建立了集視頻、監(jiān)測、控制、調(diào)度和管理于一體的計算機監(jiān)控系統(tǒng)。對混凝土生產(chǎn)、輸送和澆筑過程、關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)控、調(diào)度和管理，形成了一個跨學(xué)科、多專業(yè)的綜合集成的信息平臺。這是國內(nèi)首次實行對大型水利工程的全方位計算機綜合監(jiān)控，在國際上也未見報道。

　　在理論上，首次為混凝土生產(chǎn)輸送澆筑全過程建立了數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了計算機仿真。同時，結(jié)合三峽工程的特點，為混凝土生產(chǎn)輸送澆筑全過程建立了工程化的啟發(fā)式優(yōu)化調(diào)度算法。通過實驗，降低了混凝土生產(chǎn)輸送澆筑成本，提高了經(jīng)濟效益，使混凝土虛方量控制在2%以內(nèi)。

　　實現(xiàn)了混凝土生產(chǎn)輸送澆筑全過程溫度的在線監(jiān)測。從骨料溫度監(jiān)測至混凝土入倉溫度，均通過傳感器將數(shù)據(jù)獲得后傳輸至終端，作業(yè)人員可以方便、直觀地進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整。

　　同時，實現(xiàn)了塔帶機布料筒的準(zhǔn)確定位及混凝土生產(chǎn)輸送澆筑的在線控制。

　　對作業(yè)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)提出了“倉位設(shè)計”概念：通過預(yù)先在計算機中錄入典型倉的基本數(shù)據(jù)，并模擬塔帶機運行狀態(tài)，將其與倉位施工合成，傳輸至終端，實現(xiàn)了在線控制的目的。

　　該項目實施后，有效地解決了如全面監(jiān)控大壩的施工和管理情況、混凝土的溫度全過程監(jiān)控、防止混凝土混倉和錯倉等關(guān)鍵技術(shù)問題，該系統(tǒng)運行安全、可靠、操作簡單，能滿足生產(chǎn)過程的需要，是一個具有創(chuàng)新價值和很高實用價值的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，在混凝土生產(chǎn)輸送澆筑過程的建模和優(yōu)化調(diào)度等方面達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

　　目前，該系統(tǒng)正在三峽工程三期項目和廣西龍灘工程大壩混凝土澆筑中推廣應(yīng)用。

　　三峽工程選擇的綜合澆筑方案，取代了人們傳統(tǒng)印象中的人拉肩扛進(jìn)行大會戰(zhàn)的施工場面，使混凝土澆筑成為工廠化流水線作業(yè)，有了混凝土生產(chǎn)輸送計算機綜合監(jiān)控系統(tǒng)的保駕護航，運行更為流暢。到過三峽施工現(xiàn)場的中外人士，無不驚嘆：這么大的工程，居然看不到幾個工人！

　　創(chuàng)新混凝土綜合溫控防裂技術(shù)造就世界壩工史的神話

　　大體積混凝土溫控防裂，是大壩施工的一個重點與難點。這也是三峽工程著力進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)的重要內(nèi)容。

　　三峽工程確定了以塔帶機為主的混凝土澆筑方案。由于皮帶機運送預(yù)冷混凝土?xí)r，溫度回升較大(夏天高溫季節(jié)里，每運送150米，混凝土溫度約回升1℃)，更增加了這一問題的難度。

　　三峽氣候季節(jié)變化顯著、晝夜溫差大、氣溫驟降頻繁，冬季極端最低氣溫零下9.8℃，夏季極端最高氣溫達(dá)43.9℃。除冬夏季節(jié)之外，三峽在其他季節(jié)均有4~6次的氣溫驟降現(xiàn)象。在這樣的氣候條件下，冬、春、秋三季必須加強混凝土保溫，夏季則要嚴(yán)格控制混凝土溫度上升。因此，三峽工程的混凝土溫度控制更是一個經(jīng)年持續(xù)、不斷變化和充滿挑戰(zhàn)的重大課題。

　　控制和減少混凝土內(nèi)外溫差，使大體積混凝土內(nèi)外形成比較均勻的溫度場，是防止混凝土溫度裂縫的關(guān)鍵。

　　三峽工程首創(chuàng)了混凝土骨料二次風(fēng)冷技術(shù)：盛夏時，將拌和樓生產(chǎn)出的混凝土全部預(yù)冷到7℃，為避免混凝土出樓后出現(xiàn)溫度快速回升，一方面加強骨料入倉預(yù)冷時間的檢查，一方面實施了每班兩次砸石測溫檢查，從而有效地控制了骨料溫度。

　　三峽工程嚴(yán)于嚴(yán)格要求，對每一個部位的混凝土都實行精細(xì)化溫控管理，進(jìn)行有針對性的“個性化”溫控措施，良好地控制了混凝土最高溫度。

　　在三峽大壩工地，采用保溫性能優(yōu)良的聚苯乙烯板等保溫材料，進(jìn)行大壩表面的永久保溫。澆筑坯層振搗完畢后，立即覆蓋保溫被，以隔熱、保溫和防曬。

　　三峽建設(shè)者把剛澆好的混凝土當(dāng)作自己剛出生的孩子一樣呵護，把對混凝土的溫度控制像查自己的體溫一樣重視，終于使三峽三期工程中所施工的右岸大壩成為一座沒有裂縫的大壩，創(chuàng)造了大壩澆筑的神話，使三峽工程在這個世界水電工程的老大難問題上取得了突破性進(jìn)展。

　　電腦科技助推 建立一整套快速施工工藝和管理體系

　　在這世界最大的水利樞紐工程施工現(xiàn)場，要有效監(jiān)控、管理大壩混凝土澆筑，難度不言而喻。

　　混凝土大壩是由若干個壩段所組成的。每一個壩段又是由若干個壩塊所組成。而每一個壩塊又是經(jīng)過一個個倉位澆筑上升形成的。為了對每個倉位的每道工序按照規(guī)定的程序嚴(yán)格進(jìn)行有效的監(jiān)控，并對實施過程進(jìn)行翔實、全面的記錄并對記錄進(jìn)行處理、分析和評判，施工技術(shù)人員自主研發(fā)了混凝土澆筑倉面管理系統(tǒng)。

　　通過倉面記錄器，該系統(tǒng)對混凝土澆筑全過程信息進(jìn)行全面、實時記錄，實現(xiàn)了對混凝土澆筑倉面進(jìn)行管理、監(jiān)控和跟蹤，及時發(fā)現(xiàn)問題并得到有效的追溯。

　　三峽工地，各項工作交叉進(jìn)行，怎樣才能實現(xiàn)對三峽大壩的施工進(jìn)度實施監(jiān)控呢？

　　三峽大壩混凝土澆筑的單元是倉位。從平面上看，僅泄洪壩段澆筑倉位就有108個。在澆筑過程中，每一個倉位的上升都要受到多項因素的制約，如相鄰塊間的高差基礎(chǔ)約束條件、天氣、溫度、間歇期、澆筑時機、手段等，這些約束條件對施工進(jìn)展造成不利影響。為了在滿足這些約束條件和滿足混凝土施工強度或進(jìn)度要求之間找到最優(yōu)的解決方案，計算機仿真技術(shù)是解決此類問題的首選方法之一。

　　仿真系統(tǒng)用于大壩施工進(jìn)度分析，可在不干擾真實系統(tǒng)運行的情況下，在計算機上，按照特定的規(guī)則運行表征構(gòu)造真實系統(tǒng)的模型。系統(tǒng)仿真的優(yōu)點表現(xiàn)在它不影響和破壞真實系統(tǒng)，同時，能反映真實系統(tǒng)的某些行為。

　　在水電大壩施工中，施工進(jìn)度受許多不確定因素的影響。利用仿真系統(tǒng)，可以實現(xiàn)預(yù)演各種條件下的施工進(jìn)度，然后從中選出最優(yōu)的方案，從而為施工決策提供科學(xué)依據(jù)，為保證施工進(jìn)度、降低施工成本奠定堅實基礎(chǔ)。

　　該系統(tǒng)通過在三峽大壩混凝土澆筑中應(yīng)用，實現(xiàn)了對澆筑過程的科學(xué)建模和計算，縮小了人工方法的偏差；實現(xiàn)了澆筑施工方案的快速比較，大大提高了工作效率和準(zhǔn)確率；實現(xiàn)了對現(xiàn)場施工的反饋分析，用以指導(dǎo)施工單位事先采取措施；實現(xiàn)了對混凝土澆筑的實時控制和動態(tài)管理，以免實際施工進(jìn)度較大地偏離進(jìn)度計劃目標(biāo)。

　　精益求精 攻克混凝土澆筑頑疾

　　在水電工程建設(shè)混凝土施工中，錯臺、漏漿、掛簾、麻面、蜂窩等質(zhì)量缺陷，雖不影響混凝土的內(nèi)在質(zhì)量，卻會影響混凝土的表面光潔。因為這些缺陷的產(chǎn)生和防治涉及很多方面，在施工中稍有不慎就可能產(chǎn)生，根治起來難度很大。錯臺、漏漿、掛簾、麻面、蜂窩，成為令世界水電建筑業(yè)頭疼的“常見病”、“多發(fā)病”，被稱為“頑疾”。

　　影響混凝土外觀質(zhì)量的錯臺、掛簾、氣泡等頑疾，工藝粗糙是原因之一。三峽大壩的各施工單位進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，治理“頑疾”，效果明顯。

　　葛洲壩集團三峽指揮部在鋼筋機械連接方面，采用滾軋直螺紋連接技術(shù)和鐓粗直螺紋連接新技術(shù)；在保溫方面，上游壩面采取聚苯材料保溫板防裂，進(jìn)大壩冷卻水管全部采用空調(diào)專用的橡塑保溫材料，實施效果顯著。

　　他們還針對施工中容易出現(xiàn)的問題進(jìn)行了多項技術(shù)革新，如防止止水片不成一條直線，采取定形水模板；防止止?jié){片漏水，止?jié){片連接變傳統(tǒng)錨連接方式為廠內(nèi)定形連接……

　　三七八聯(lián)總從模板、搗鼓棒大小、復(fù)振間隔等方面攻關(guān)。他們在模板上刮原子灰，然后用紗布打光，澆出的水泥面就像墻面裝修一樣光滑好看。為攻克氣泡這一頑癥，他們在搗鼓時間和復(fù)振的間隔上下功夫，解決氣泡難題。

　　青云公司全面開展技術(shù)創(chuàng)新工作，取得了銅止水“十”、“丁”字接頭定型模具、倉面降溫噴霧機、止?jié){帶定型組合鋼模板等20多項革新成果。

　　通過改進(jìn)施工工藝、改良模板，大部分質(zhì)量頑癥基本消失。大壩接縫灌漿止水系統(tǒng)失效、管線漏埋錯埋等在三期工程中基本消失。混凝土外觀錯臺、漏漿、掛簾等現(xiàn)象也大為減少，混凝土澆筑質(zhì)量達(dá)到了“內(nèi)實外光”。

　　(據(jù)中國青年報；田文生 )

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