身份证:230804198208020018
引言：国内水电工程信息化控制主要集中在土石坝和碾压混凝土坝，水布垭面板堆石坝、糯扎渡心墙堆石坝、官地碾压混凝土坝等通过在碾压施工机械上安装传感器感知施工状态、通过无线通信网络将施工机械和监控中心连接进行数据交流、通过网络远端服务器分析处理实现反馈控制。虽然物联移动技术已逐步应用于水利水电工程，但对大体积混凝土通水冷却和常态混凝土浇筑质量智能控制理论和方法还没有系统的探讨和研究。
一、大体积混凝土智能控制关键技术
1.通水冷却智能温度控制系统
冷却智能温度控制系统又称PID控制系统，是将经典控制原理与现代控制思想相结合的一种控制系统，所以这种系统具有模糊性。这套系统的操作流程是通过温度以及温度偏差与温度变化率和通水边界等计算出应通流量，然后再数据传送给控制器，最后控制器利用PID调节法对调节阀进行控制，达到稳定流量的，控制混凝土温度的目的。
PID系统主要包括四大方面，分别是热交换装置、热交换辅助装置、控制装置和大坝温度数据采集装置，最核心的部分是温度控制装置和一体化流量。一体流温控制装置包含了温度计、流量计和调节阀，主要用于温度采集，再根据控制指令对流量进行大小控制，从而实现流量的方向控制，所以说一体流温控制装置是PID调节控制的具体执行器。
2. 混凝土运输全过程智能监控技术
为了对混凝土运输进行全过程、全方位的监控，在运输道路的重点运输部位如卸料平台进出口和拌合楼出机口等设置RFID标签，缆机吊钩上安装传感器、侧卸车上安装集成物联设备，这样就可以保证在运输的过程中实时分析物料的属性、排队等候时间、运输耗时、运行效率以及运行安全等，而且还能根据客户端的图形显示、报表输出等数据对混凝土运输过程的质量数据进行分析；此外，记录在运输之前所做的控制指标，将其与运输过程中产生的监测数据作对比，如果超出控制指标的话，那么必须立即报警或者实施改进措施。
3.基础处理数字灌浆监控技术
在这一环节中，需要用到最先进的无线传输技术，辅以网络、信息技术，主要就是利用无线传输技术对灌浆过程进行数据采集和记录，再通过灌浆施工现场的监控中心接收每个灌浆施工地的灌浆数据，以此来对灌浆现场进行实时监控。除此之外，在监测之前，需要设定灌浆参数报警值，一旦超过这一预设数据或者出现异常数据，那么就可以通过遥控记录仪远程控制灌浆现场施工，这种方式不仅可以大范围实施，还具有实时监控的优点，既解决了灌浆现场监理人员不够的情况，也保证了工程的质量和施工安全。
二、智能控制技术在某拱坝工程中的应用
1. 某拱坝介绍
某拱坝最大高程达到285.5m，在国内属特高级拱坝，不仅具有坝高、库大的特点，还有坝身泄洪量大优点。与国内的相似大坝比较，某拱坝的混凝土成分为地下洞室玄武开挖料，具有极限拉伸值小、自身体积变形大、弹模高，抗裂能力弱的缺陷。而且，由于该坝身泄洪量高达32278m3/s，所以坝身孔口较多，结构复杂，也就导致了在施工过程中会出现各种各样的干扰，还要面临混凝土开裂的风险，再加上施工地段水文地质条件复杂，存在14%的三级岩体，所以拱坝的基础建设较难控制。
2.数字灌浆
从2010年10月以来，拱坝先后开展了AGR1、AGR2、 AGL1、AGL2灌浆平洞试验，通过对这些试验的观察分析，多次调整施工方案，最后终于研究出一套稳定可靠、现场安全的施工系统，不仅满足了灌浆数据的监测管理要求，还对灌浆过程的控制起到重要作用。某拱坝对于灌浆采用信息网络化和智能化应用，在灌浆质量满足设计要求且质量检查一次性合格后，制造出一个深172m的高质量不透水的"地下大坝"。为了避免因为灌浆压力过大导致混凝土开裂的风险，在灌浆抬动位移处实施监测预警。
3.某拱坝智能化平台应用成效
在生产管理方面，某拱坝根据iDM中的专业模块对施工全过程实施了精细化管理。比如说，在混凝土生产管理模块，对每盘的混凝土配合比和称量误差、运行轨迹、各环节运输时间、开仓时间、浇筑异常信息等质量控制或问题提供了原始数据。
在科研和设计方面，智能化平台中的拱坝结构模型和三维地质、混凝土和岩石力学参数，加上拱坝建设过程中产生的施工信息、监测数据，再通过数据在项目各方向的有效交流，结合施工进度等开展真实数据驱动的全过程仿真，为溪洛坝的施工顺利进行提供技术保障。同时对各类技术标准与阈值的制定进行预测预警，这样就可以为拱坝在建设期和运行期提供判定服务。
结束语：随着生活水平与科学技术的发展，拱坝的建筑技术得到了大幅度的提高。大型水利水电工程建设采用智能化控制技术的原因在于施工现场复杂的自然环境和社会环境，所以一旦将数字化、信息化、智能控制技术落实到施工过程中，就能有效的保证工程质量和工程寿命周期的安全可靠。某拱坝智能化控制技术的应用，是工程施工全过程精细化管理领域的一大创新之举，在很大程度上提升了大型水利水电的工程管理水平。
参考文献：
[1]孔海峡，景小青.利用激光扫描数据的三维重建技术在水电工程中的应用研究[J].现代工业经济和信息化,2018,第8卷,第13期
[2]徐天宝，顾洪宾，王伟营，薛联芳，郝红升，吴程.事故树分析方法在水利水电工程建设生态风险评价中的应用研究[J].水利水电技术,2016,第2期
[3]全国勘察设计注册工程师水利水电工程专业管理委员会，中国水利水电勘测设计协会编.水利水电工程专业案例 2015版 水土保持篇[M].《注册土木工程师（水利水电工程）资格考试指南辅导教材》 2015.03年 642页
[4]孔海峡，景小青.利用激光扫描数据的三维重建技术在水电工程中的应用研究[J].现代工业经济和信息化,2018,第8卷,第13期
[5]马洪琪，钟登华，张宗亮，孙玉军，刘东海.重大水利水电工程施工实时控制关键技术及其工程应用[J].中国工程科学,2011,第12期
[6]吴鹏飞，孙开畅，田斌.基于结构方程的水利水电工程施工安全分析研究[J].长江科学院院报,2014,第4期
论文作者:邢济伟
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/24
标签：混凝土论文; 数据论文; 技术论文; 温度论文; 装置论文; 水利水电论文; 全过程论文; 《中国西部科技》2019年第8期论文;