三河口大坝透射智慧光芒

在秦岭南坡,陕西佛坪大河坝镇,两座耸峙的青山之间,引汉济渭工程的调蓄中枢——三河口水利枢纽工程,正如火如荼地建设着。

引汉济渭的关键性工程三河口大坝,是国内在建最高的碾压混凝土双曲拱坝之一,其施工工艺等方面的严苛要求,给项目管理带来巨大挑战。

如何做到管理优化?如何提高施工效率?如何在复杂的施工现场控制进度、安全、质量?如何降低风险?一套施工期智能管理系统,成为信息化同水利工程建设管理融合创新积极探索的新尝试。

三河口施工期智能监控项目

双曲拱坝施工是个“精细活儿”。倒悬的“双曲”结构精妙,不容误差;坝踵容易反复受力,变形监测必须精细入微;混凝土的水化热特性导致防裂极其困难……

依靠智慧水利,自动采集分析数据并反馈,实现施工期智能化监控,成为首选。

落实此项目的中标单位是华北水利水电大学,主要承担者为华水智控公司。项目技术带头人是总工程师魏群,在谈及项目重要性时,他说:“作为多年从事BIM(建筑信息模型)技术推广、信息化工作的水利人,我一直在思考如何实现前沿技术和传统筑坝工艺的完美结合。这次的项目,无疑是一次良机。”

在各方共同努力下,堪称目前国内信息化最全面、最深入的水利工程施工期智能监控系统——三河口施工期智能监控项目,诞生了!

三河口施工期智能监控项目,正是要在三河口大坝的建设过程中,采集数据,集成至平台,使业主、施工方、监理方、设计方等共享信息。在此之上,分析、研判施工质量是否达标,并第一时间通知责任人整改。智能化获取数据并指挥现场作业;“协助人、解放人、管理人”,而不再仅仅依靠“人盯人、人管人”。这正是项目的目标。

BIM系统的动态应用

华水智控项目的重要特色,是实现BIM系统的动态应用,利用一个平台集成数据,实时监管。动态,实时,实现对工程的反馈控制,将BIM系统应用推到新高度。

“BIM”是“建筑信息模型”的简称,是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的技术过程。以往的BIM应用案例往往“浅尝辄止”,仅在设计阶段提出概念或建造模型,极少在施工过程中真正应用,甚至只是将其他项目的模型拿来修修改改就直接使用。

而本项目真正“用活”了BIM系统。随着大坝浇筑的进展,大坝浇筑不同阶段、不同关键模块的数据不断更新,集成至BIM平台,不断升级优化着“1+10”系统的各个模型。更重要的是,BIM平台还能实现反馈,对工程进行控制与管理。这是一次成功的突破。

“BIM”的本质在于“将数据附着于模型,用模型集成数据”。本项目在集成海量数据的同时,利用BIM平台的三维立体图形,将复杂的大坝建设过程,直观、清晰地展现出来。

“1+10”系统

本项目中的智能化模块达10个,简称“1+10”,目前国内最多。大坝施工中的智能温控、碾压质量、加浆振捣、综合质量、灌浆质量、坝踵变形、车辆跟踪、进度仿真、反演分析、视频监控,犹如十根擎天柱,各有担当,又串并成网,数字、图形、影像等40多种数据格式相互传输、转换、共享。数据随时间而动,随工程而长,规模宏大,海量数据实现云存储,体现出大数据的气派、云存贮的“肚量”,为大坝枢纽的全生命周期管理,提供了可靠的技术保障。

其中,“大坝坝踵变形自动化监测管理子系统”首次在国内实现了施工期坝踵变形监测。该系统利用最先进的变向传感器,针对三河口大坝3个典型坝段开展变形监测,实时捕捉坝体变形数据,为后期大坝工作性态分析提供依据。

面对混凝土拱坝最大的“敌人”——裂缝,温控系统足够强悍。“以往的办法是,施工人员走到各处去看温度计,发现如果过冷或过热,再通知人员去打开或关闭通水阀门,从而控制通水量,调节温度;而现在,数据由智能温度计上传,平台自动分析是否达标,然后自动调整通水阀门。孰优孰劣,一目了然。”项目经理魏鲁双向记者介绍。魏鲁双是一位年轻的“海归”,信息技术博士,也早已投身于水利水电领域。通过国内几个水电项目的锤炼,已成为精通信息化软硬件开发和水工专业结合应用的专家。

随着时间推移,施工期终将结束。大坝竣工之时,最终交付的不仅有一个实体的大坝,还有记录着大坝全生命周期一路轨迹的数据库——“数字大坝”。这些数据存储于计算机里,赋予大坝另外一条生命,是大坝的“成长档案”,也是今后工程运行管理维护信息化的重要依据。

融合创新

最前沿信息科技同水工建设管理两个领域的深度融合,是项目的最大创新之处。

这种融合首先是人才的融合。打开项目人员名册,既有从事水利工程建设半辈子的水利工程监理专家,又有顶尖的水工专业学术专家;既有埋头写代码的程序员,又有扎根施工现场研究传感器对接的硬件工程师,还有提供通信保障的网络工程师……“搞计算机的必须得懂大坝的关键建设流程,做水工的也必须得懂些网络技术”,大家各司其职,互助协作,“谁也离不开谁”。

融合还体现在多个领域的“最强大脑”造就深度融合。国内顶尖团队和技术专家纷纷加入。

中国水利水电科学研究院团队,除温控领域外,在坝踵变形监测、大坝施工质量综合监控管理、大坝施工进度仿真管理等水工技术难度较大的领域,也提供着自己的能量。清华大学张建民院士并行开展的无人驾驶碾压混凝土智能筑坝技术,是人工智能应用于水利建设的具体体现,目前已在本项目中以无人驾驶碾压混凝土智能筑坝技术的形式,开展试验研究。

来源:中国水利报 2018年10月17日第一版

编辑:郝晓伟

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20181024F2322300?refer=cp_1026
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