電腦監(jiān)控 世界頭號(hào)水壩施工現(xiàn)場(chǎng)人影稀少
為充分發(fā)揮塔帶機(jī)澆筑系統(tǒng)速度快、強(qiáng)度高、施工連續(xù)的優(yōu)勢(shì)，使原材料準(zhǔn)備、混凝土拌和、輸送、澆筑過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都能高效、協(xié)調(diào)地運(yùn)作，三峽建設(shè)者研發(fā)了混凝土生產(chǎn)輸送計(jì)算機(jī)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(duì)象，對(duì)混凝土生產(chǎn)輸送澆筑全過(guò)程建立了集視頻、監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)度和管理于一體的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。對(duì)混凝土生產(chǎn)、輸送和澆筑過(guò)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(gè)跨學(xué)科、多專(zhuān)業(yè)的綜合集成的信息平臺(tái)。這是國(guó)內(nèi)首次實(shí)行對(duì)大型水利工程的全方位計(jì)算機(jī)綜合監(jiān)控，在國(guó)際上也未見(jiàn)報(bào)道。
在理論上，首次為混凝土生產(chǎn)輸送澆筑全過(guò)程建立了數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真。同時(shí)，結(jié)合三峽工程的特點(diǎn)，為混凝土生產(chǎn)輸送澆筑全過(guò)程建立了工程化的啟發(fā)式優(yōu)化調(diào)度算法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，降低了混凝土生產(chǎn)輸送澆筑成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，使混凝土虛方量控制在2%以?xún)?nèi)。
實(shí)現(xiàn)了混凝土生產(chǎn)輸送澆筑全過(guò)程溫度的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。從骨料溫度監(jiān)測(cè)至混凝土入倉(cāng)溫度，均通過(guò)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(shí)，實(shí)現(xiàn)了塔帶機(jī)布料筒的準(zhǔn)確定位及混凝土生產(chǎn)輸送澆筑的在線(xiàn)控制。
對(duì)作業(yè)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)提出了“倉(cāng)位設(shè)計(jì)”概念：通過(guò)預(yù)先在計(jì)算機(jī)中錄入典型倉(cāng)的基本數(shù)據(jù)，并模擬塔帶機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，將其與倉(cāng)位施工合成，傳輸至終端，實(shí)現(xiàn)了在線(xiàn)控制的目的。
該項(xiàng)目實(shí)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(guò)程監(jiān)控、防止混凝土混倉(cāng)和錯(cuò)倉(cāng)等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、操作簡(jiǎn)單，能滿(mǎn)足生產(chǎn)過(guò)程的需要，是一個(gè)具有創(chuàng)新價(jià)值和很高實(shí)用價(jià)值的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，在混凝土生產(chǎn)輸送澆筑過(guò)程的建模和優(yōu)化調(diào)度等方面達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
目前，該系統(tǒng)正在三峽工程三期項(xiàng)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(huì)戰(zhàn)的施工場(chǎng)面，使混凝土澆筑成為工廠(chǎng)化流水線(xiàn)作業(yè)，有了混凝土生產(chǎn)輸送計(jì)算機(jī)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的保駕護(hù)航，運(yùn)行更為流暢。到過(guò)三峽施工現(xiàn)場(chǎng)的中外人士，無(wú)不驚嘆：這么大的工程，居然看不到幾個(gè)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(huà)
大體積混凝土溫控防裂，是大壩施工的一個(gè)重點(diǎn)與難點(diǎn)。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(jī)為主的混凝土澆筑方案。由于皮帶機(jī)運(yùn)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(yùn)送150米，混凝土溫度約回升1℃)，更增加了這一問(wèn)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(qiáng)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(gè)經(jīng)年持續(xù)、不斷變化和充滿(mǎn)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(chǎng)，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(shí)，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(qiáng)骨料入倉(cāng)預(yù)冷時(shí)間的檢查，一方面實(shí)施了每班兩次砸石測(cè)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(duì)每一個(gè)部位的混凝土都實(shí)行精細(xì)化溫控管理，進(jìn)行有針對(duì)性的“個(gè)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(hù)，把對(duì)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(méi)有裂縫的大壩，創(chuàng)造了大壩澆筑的神話(huà)，使三峽工程在這個(gè)世界水電工程的老大難問(wèn)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(chǎng)，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(gè)壩段所組成的。每一個(gè)壩段又是由若干個(gè)壩塊所組成。而每一個(gè)壩塊又是經(jīng)過(guò)一個(gè)個(gè)倉(cāng)位澆筑上升形成的。為了對(duì)每個(gè)倉(cāng)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(duì)實(shí)施過(guò)程進(jìn)行翔實(shí)、全面的記錄并對(duì)記錄進(jìn)行處理、分析和評(píng)判，施工技術(shù)人員自主研發(fā)了混凝土澆筑倉(cāng)面管理系統(tǒng)。
通過(guò)倉(cāng)面記錄器，該系統(tǒng)對(duì)混凝土澆筑全過(guò)程信息進(jìn)行全面、實(shí)時(shí)記錄，實(shí)現(xiàn)了對(duì)混凝土澆筑倉(cāng)面進(jìn)行管理、監(jiān)控和跟蹤，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并得到有效的追溯。
三峽工地，各項(xiàng)工作交叉進(jìn)行，怎樣才能實(shí)現(xiàn)對(duì)三峽大壩的施工進(jìn)度實(shí)施監(jiān)控呢？
三峽大壩混凝土澆筑的單元是倉(cāng)位。從平面上看，僅泄洪壩段澆筑倉(cāng)位就有108個(gè)。在澆筑過(guò)程中，每一個(gè)倉(cāng)位的上升都要受到多項(xiàng)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(shí)機(jī)、手段等，這些約束條件對(duì)施工進(jìn)展造成不利影響。為了在滿(mǎn)足這些約束條件和滿(mǎn)足混凝土施工強(qiáng)度或進(jìn)度要求之間找到最優(yōu)的解決方案，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是解決此類(lèi)問(wèn)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(shí)系統(tǒng)運(yùn)行的情況下，在計(jì)算機(jī)上，按照特定的規(guī)則運(yùn)行表征構(gòu)造真實(shí)系統(tǒng)的模型。系統(tǒng)仿真的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在它不影響和破壞真實(shí)系統(tǒng)，同時(shí)，能反映真實(shí)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(shí)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(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
該系統(tǒng)通過(guò)在三峽大壩混凝土澆筑中應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)澆筑過(guò)程的科學(xué)建模和計(jì)算，縮小了人工方法的偏差；實(shí)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(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的反饋分析，用以指導(dǎo)施工單位事先采取措施；實(shí)現(xiàn)了對(duì)混凝土澆筑的實(shí)時(shí)控制和動(dòng)態(tài)管理，以免實(shí)際施工進(jìn)度較大地偏離進(jìn)度計(jì)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(cuò)臺(tái)、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(huì)影響混凝土的表面光潔。因?yàn)檫@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(lái)難度很大。錯(cuò)臺(tái)、漏漿、掛簾、麻面、蜂窩，成為令世界水電建筑業(yè)頭疼的“常見(jiàn)病”、“多發(fā)病”，被稱(chēng)為“頑疾”。
影響混凝土外觀質(zhì)量的錯(cuò)臺(tái)、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(tuán)三峽指揮部在鋼筋機(jī)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(zhuān)用的橡塑保溫材料，實(shí)施效果顯著。
他們還針對(duì)施工中容易出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了多項(xiàng)技術(shù)革新，如防止止水片不成一條直線(xiàn)，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(chǎng)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?cè)谀０迳瞎卧踊�，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?cè)趽v鼓時(shí)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(kāi)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(cāng)面降溫噴霧機(jī)、止?jié){帶定型組合鋼模板等20多項(xiàng)革新成果。
通過(guò)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(xiàn)漏埋錯(cuò)埋等在三期工程中基本消失。混凝土外觀錯(cuò)臺(tái)、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(shí)外光”。
(據(jù)中國(guó)青年報(bào)；田文生 )
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