“一張大屏，一目了然！施工現(xiàn)場的各項作業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)和人員施工情況，隨時可以實時掌控。”這就是TB項目智慧工地項目管理平臺。該平臺有效融入物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、北斗衛(wèi)星等先進技術(shù)，為TB項目增添智慧化新應(yīng)用。
TB水電站位于云南省迪慶州維西縣中路鄉(xiāng)境內(nèi)，屬一等大（1）型工程，擋水建筑物采用碾壓混凝土重力壩，壩頂高程1740m，壩頂全長477m，最大壩高158m，是目前國內(nèi)在建最高碾壓混凝土重力壩。大壩工期緊張、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、溫控要求高，施工難度較大。應(yīng)用大壩智能建造技術(shù)為大壩施工質(zhì)量、安全保駕護航，從首倉混凝土澆筑開始應(yīng)用智能建造系統(tǒng)，采用STDPA平臺系統(tǒng)架構(gòu)體系。
遵循“全面感知、真實分析、實時控制”的閉環(huán)智能控制理論，將智能化技術(shù)與水電工程建設(shè)深度融合，以關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新為引領(lǐng)，以智能建造平臺為支撐，圍繞安全優(yōu)質(zhì)高效建設(shè)TB水電站的工程需求，在復(fù)雜施工條件下應(yīng)用智能碾壓、智能溫控、智能灌漿、智慧鋼筋廠、智能拌和系統(tǒng)、通用管理系統(tǒng)等保障大壩建設(shè)質(zhì)量和運行安全。
智能碾壓是大壩混凝土澆筑的“監(jiān)護人”。
TB水電站引入了一種具有實時、連續(xù)、自動、高精度、可視化等特點的智能碾壓監(jiān)控系統(tǒng)，構(gòu)建了涵蓋碾壓混凝土生產(chǎn)、運輸、攤鋪、碾壓、振搗的智能澆筑平臺，開展了智能導(dǎo)引、智能壓實度分析、無人碾壓等關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)用，并形成了一套全流程智能碾壓控制體系。
質(zhì)量智能監(jiān)控系統(tǒng)——如何確保碾壓機速度、激振力、碾壓遍數(shù)和壓實厚度等全過程達標(biāo)，是保證大壩施工質(zhì)量的關(guān)鍵、也是難點。智能碾壓系統(tǒng)通過GNSS和北斗衛(wèi)星等先進技術(shù)，實時對平倉機和碾壓機的作業(yè)狀況進行監(jiān)控，層間覆蓋時間控制精度達到分鐘級，碾壓遍數(shù)、軌跡、厚度等定位達到厘米級。目前共監(jiān)控碾壓混凝土1266層，碾壓遍數(shù)覆蓋率達97%以上，壓實度合格率100%。
智能導(dǎo)引系統(tǒng)——數(shù)字大壩通過管理人員指揮碾壓機操作手對漏碾位置進行補碾，漏碾條帶無法精準(zhǔn)定位，易出現(xiàn)反復(fù)碾壓。項目部在傳統(tǒng)數(shù)字碾壓基礎(chǔ)上安裝智能導(dǎo)引系統(tǒng)，采用(AR)技術(shù)將碾壓軌跡、碾壓數(shù)據(jù)以圖像的形式展現(xiàn)在屏幕上，引導(dǎo)碾壓機司機進行自主作業(yè)，提高倉面碾壓作業(yè)一次合格率。
壓實度智能預(yù)測系統(tǒng)——核子密度儀存在核輻射，會對檢測人員造成一定傷害。傳統(tǒng)質(zhì)量檢測以點代面檢測，難以實現(xiàn)對壓實參數(shù)的精準(zhǔn)控制。項目部在現(xiàn)場開展了“壓實度智能預(yù)測” 技術(shù)研究，結(jié)合碾壓機遍數(shù)、核子密度儀和智能設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)分析，建立壓實度智能預(yù)測模型，實現(xiàn)倉面壓實質(zhì)量的“智能預(yù)測” 和實時壓實“質(zhì)量評價”。
智能無人碾壓——在高強度碾壓作業(yè)過程中，操作手易疲勞、作業(yè)效率低、碾壓條帶不平順、搭接處易漏碾，易出現(xiàn)質(zhì)量問題。高寒、缺氧等惡劣條件對施工人員工作效率影響較大。無人碾壓在TB項目經(jīng)過多次倉外和倉內(nèi)試驗，各項功能均已實現(xiàn)，成功應(yīng)用于大壩施工中，開創(chuàng)了復(fù)雜工況下“碾壓機群”作業(yè)的先河，為下一步西藏等高海拔地區(qū)無人、少人化施工創(chuàng)造了條件。
智能溫控是大壩混凝土澆筑的“守護神”。
針對TB施工強度高、晝夜溫差大等溫控管理痛點，TB項目聯(lián)合水科院、清華大學(xué)開展智能溫控研究應(yīng)用，集成混凝土拌合、運輸、澆筑、碾壓、養(yǎng)護等全流程一體化智能溫控平臺。智能噴霧。云南地區(qū)太陽輻射強、蒸發(fā)快，碾壓混凝土施工過程中，對混凝土保鮮性要求較高。智能噴霧系統(tǒng)結(jié)合現(xiàn)場實際溫度、濕度自動進行混凝土噴霧及養(yǎng)護，保證了混凝土施工質(zhì)量和養(yǎng)護要求。智能性態(tài)仿真。項目部建立全壩、全過程、實時溫控仿真云計算平臺，實現(xiàn)7-10天完成一次大壩整體溫控性態(tài)仿真計算，對大壩應(yīng)力情況進行全面分析。智能通水。項目部采用智能通水系統(tǒng)為每個澆筑塊選擇最優(yōu)的控溫策略和通水調(diào)控時機、流量、開度等參數(shù)，保證混凝土內(nèi)部溫度保持在規(guī)范區(qū)間，全面提升了大壩混凝土溫控水平。
現(xiàn)有灌漿技術(shù)難以建立智能灌漿策略進行可視化分析，項目部在現(xiàn)場采用智能灌漿技術(shù)，實現(xiàn)了自動分析巖石裂隙情況、灌漿壓力自動控制、灌前可灌性分析和灌后成果展示，實現(xiàn)灌漿工程的“陽光智能化”作業(yè)。傳統(tǒng)手動調(diào)節(jié)油泵油壓對張拉力控制，精細化和智能化水平較差。為保證錨索張拉質(zhì)量，項目研發(fā)應(yīng)用智能錨索張拉系統(tǒng)，實現(xiàn)錨索張拉全過程的可視化、精準(zhǔn)化、智能化參數(shù)控制。
智慧物料是大壩混凝土結(jié)構(gòu)的“生命線”。
大壩結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鋼筋用量大，翻樣任務(wù)重，材料浪費大，人工加工慢。智慧物料系統(tǒng)對鋼筋廠進行全流程的任務(wù)監(jiān)控，系統(tǒng)可以隨時看到鋼筋的庫存、加工明細、配送明細、出庫明細等，鋼筋實現(xiàn)自動加工，降低了鋼筋損耗，提高了生產(chǎn)效率。針對拌和系統(tǒng)產(chǎn)量要求高、工藝復(fù)雜、運行環(huán)境差等管理痛點，項目部運用智能拌和系統(tǒng)，實現(xiàn)操作人員工廠化辦公，車輛自動識別，灰罐自動監(jiān)測；骨料含水率、混凝土溫度、生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時自動監(jiān)測、采集、傳輸?shù)裙δ埽岣吡斯ぷ餍屎突炷辽a(chǎn)強度。
為了克服工程建設(shè)過程中的各種疑難雜癥，TB水電站引用先進的科學(xué)技術(shù)，構(gòu)建以大壩智能建造、綠色智慧砂石加工、地下工程安全智能動態(tài)管控三大關(guān)鍵技術(shù)為核心，打造“1+3+N”的科技創(chuàng)新與綠色智能建造體系，使智能建造貫穿整個工程生命周期，大壩取出世界最長碾壓混凝土芯樣，實現(xiàn)全流程、全過程、全生命周期數(shù)字化、智能化管控，建成精品、智慧、綠色、效益、廉潔工程。
心懷“國之大者”，鑄好“國之重器”，項目部通過科技賦能，創(chuàng)新引領(lǐng)，加強科研攻關(guān)，推進科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化，打造時代標(biāo)桿工程，TB水電站大壩工程項目將成為可復(fù)制性的成功案例工程，能夠為其他類似項目的智能化建設(shè)提供有益的參考，進一步推動水電行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展。
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