应用丨5.7亿破“瓶颈”,少不了它
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近年来,随着青海省海东市城市规模不断扩大,城镇人口急剧增加,生产生活用水需求量大幅度增长,用水矛盾更加突出,缺水成为制约海东市乐都区经济社会加快发展的“瓶颈”。
杨家水库是海东市重点水源工程项目,工程建成后将为乐都区各乡镇提供可靠的水源保障,极大地改善人民的生产生活用水和农业灌溉等问题。杨家水库工程顺利开工建设,是破解乐都区发展难题的基础工程,是顺民意、得民心的德政工程,是乐都经济社会发展的里程碑。
项目概况
杨家水库工程位于乐都区高店镇境内上水磨沟,该工程总投资57277.79万元,水库总库容1617万立方米,正常蓄水位2311米,正常蓄水位时水库面积0.59平方公里,年总供水量2701万立方米。最大坝高97米,为混凝土面板堆石坝。主要由拦河大坝、泄水建筑物、放空洞和引水建筑物等部分组成。工程属于Ⅲ等中型工程,杨家水库水源主要有上水磨沟和引大济湟的调水,是一座以供水、灌溉为主的综合性工程。
领导重视
海东市乐都区人民政府将杨家水库建设列为建设重点项目建设。
青海省水利水电工程局有限责任公司董事长白成中说:
我们将精心组织、科学施工,以一流的施工技术和管理水平回馈乐都人民对我们的信任,我们有信心一定能将杨家水库建设成为精品工程,为乐都人民交上一份满意的答卷。
施工难点
现有土石坝施工质量控制的方法和手段主要遵循《碾压式土石坝施工规范》(DL/T5129.2001)规定。根据该规范规定,土石坝填筑碾压质量主要通过施工过程中的压实参数(铺层厚度、土石料性质、碾压遍数、碾压行车速度、激振力等)以及试坑检测的压实标准(压实度或干密度、含水量和级配等)来控制;存在如下几个问题:
● 依靠监理和施工人员人为控制这些碾压参数,受人为因素干扰大,管理粗放,难以实现对土石坝压实质量的精准控制。
● 以单元验收时的试坑检测结果为判断依据。随机选用的有限个试坑检测结果去反映整个施工单元仓面的碾压质量,会存在较大的误差。
● 常规的质量控制手段易于造成欠压和超压。
但土石坝一般需在坝外另行修建昂贵的泄水建筑物,如溢洪道、隧洞等。假如库水漫顶,将垮坝失事,故抵御超标准洪水能力较差,而且土坝较其他坝型坡度较缓,会使土石填筑方量增大。对此,如何在现有条件下,做好坝体的压实质量控制,加强对坝体填筑过程的质量检测,是现阶段土坝填筑的关键,也是后期该类型大坝填筑施工技术的发展方向。
解决方案
中海达北斗智能压实系统为连续压实控制技术同北斗高精度定位的完美结合。系统应用于土石坝填料碾压质量控制中,对比常规干密度试验的分析数据,得到了连续压实值与干密度的相关系数并建立相关模型(方程)。根据振动碾压过程中连续检测取得的压实质量信息,可以对土石坝填料压实程度、压实均匀性和压实稳定性开展实时有效的质量监控,保证预期的压实指标。
系统介绍
中海达智能压实系统是综合了微电子技术、无线通讯技术、GNSS高精度定位等现代化技术于一体的系统集成解决方案,采用高精度北斗定位和压实传感器监测技术,系统数字化、图像化的实时显示和记录施工规范要求的施工路线、行进速度,压实强度、振动频率等物理参数,并通过振动频率、碾压遍数、压实度数值、行驶速度指引机手实时有效地施工,保证预期的压实指标。较传统作业模式,该系统可实现实时全程连续可视化跟踪碾压过程,向业主方、施工方、监理方和操作机手提供及时精确定位的压实信息,辅助碾压过程管理。
安装在钢轮上的传感器可以感知携带了大坝压实质量相关信息的振动信号,驾驶室内装有自行研制的量测系统,可进行信号采集等各种信息处理,经过复杂的计算等步骤,可以得到坝体结构的抗力、模量和刚度系数等与压实质量直接相关的参数。根据压实质量控制准则,对压路机和大坝填筑体发出反馈控制指令,而车载定位终端收集到的信息则通过北斗卫星无线通讯的方式实时回传到服务器里面,做到全天候、实时查看碾压施工作业,管理人员能在任意互联网终端查看施工信息、实时碾压情况、剖面分析和输出相关作业报告等。
系统功能
(1)精确的碾压遍数、行进速度,震动频率,改善碾压作业的精细度;
(2)分析薄弱区,并具有报警功能;
(3)区域均匀一致的压实度,防止漏压、过压,保障碾压作业质量;
(4)压实数据存储与实时回传至后台服务器。
▲ 项目现场图
● 视图:与设计同步的平面设计图、更加直观明了的三维视图。
▲ 项目平面设计图界面
● 大坝信息管理:工作仓面的建立与关闭,与大坝信息展示,使大坝分层填筑施工管理更加井然有序。
▲ 大坝信息档案界面
▲ 工作仓位建立与管理界面
● 压实数据管理与实时监控:压实数据实时上传与实时监控车辆碾压施工轨迹、碾压区间、行使速度、压实厚度、振动频率、区间高程。
▲ 压实数据实时上传管理界面
▲ 工作车辆实时动态监控界面
● 历史回放:历史回放再现施工施工车辆历史碾压轨迹,碾压区间,行使速度,碾压高层、压实厚度。
▲ 工作车辆历史振动碾压轨迹回放界面
● 施工分析与质量审核:对碾压遍数、行使速度、震动频率、碾压面积、工作面层高、压实厚度以图像和数据形式展示,由管理部门确认碾压区间碾压施工是否合格,是否需要重工,具备压实数据归档保存,生成作业报表。
▲ 质量审核分析界面
● 系统管理:增加管理人员登入账号、准入权限,碾压遍数配色、分析设置、系统日志功能。
▲ 系统管理界面
应用领域
中海达北斗智能压实系统适用于铁路路基分层填筑压实、公路路基路面压实、水利大坝分层填筑压实、机场跑道地面压实;同时适用于机械单钢轮振动压路机、双钢轮振动压路机、胶轮压路机。
作者/谢敏冬 编辑/李善清
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