[发明专利]心墙堆石坝施工质量实时监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水利水电工程施工质量实时监控方法。特别是涉及一种能够实现对心墙堆石坝施工质量的精细化管理，以保证和提高工程施工质量的心墙堆石坝施工质量实时监控方法。

背景技术

心墙堆石坝填筑碾压质量，尤其是防渗体心墙的施工质量，直接关系到大坝的运行安全。在心墙堆石坝施工过程中，有效地控制坝料性质和填筑密实度是保证大坝施工质量的关键。现有心墙堆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/T 5129-2001)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)以及压实标准(单元验收的抽样试验结果，如压实度或干密度、含水量和级配等)来的控制；而且坝料压实质量检查，应以控制碾压参数为主，试坑取样为辅。然而，常规的依靠监理和施工人员人为控制这些压实参数，由于受人为因素干扰大，管理粗放，故质量控制的精度不高。所以，实际工程实施中，心墙堆石坝施工质量控制主要还是以单元验收时的试坑检测结果为判断依据。这样做带来的问题是：用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，存在很大的误差；此外，由于过多的挖坑作业会对大坝仓面施工作业带来干扰，从而影响施工进度，也难以满足以高强度、高机械化为特点的大型土石坝工程施工的要求。因此，采用具有实时性、全天候、高精度等特点的心墙堆石坝施工质量自动监控技术，对心墙堆石坝的填筑碾压和坝料运输过程进行在线监测和反馈控制，对于实现工程建设精细化管理、确保施工质量具有十分重要的意义。

目前，国内外尚未有针对心墙堆石坝施工质量的自动监控方面的研究。在国内类似的研究是武汉大学开发了混凝土面板堆石坝填筑施工质量的GPS实时监控系统(水力发电，2002(10)：30-32)。该系统利用GPS技术，实时跟踪碾压机械的运动轨迹，进而计算运行速度、碾压遍数等参数。但是，该系统针对混凝土面板堆石坝施工特点开发，而心墙堆石坝施工无论从施工工艺还是填筑碾压过程的控制(尤其是表现在对于心墙防渗体的填筑碾压质量的控制)，都与面板堆石坝施工有着本质的区别；此外，该系统对于堆石体的填筑碾压监控也没有涉及碾压重要参数之一——碾压机械输出的激振力，更没有对坝料运输进行有效监控，所以该系统并不能适用于心墙堆石坝施工质量的全面控制。国外的相关研究也只是集中在交通道路施工领域。

文献“Oloufa，Amr A.，Do Won-seok，Thomas H Randolph.Automated monitoringof compaction using GPS[A].ASCE Construction Congress Proceedings[C]，Minneapolis，MN，USA，1997：1004-1011”，“Do Won-Seok，Oloufa Amr A.，ThomasH Randolph.Evaluation of global positioning system devices for a quality controlsystem for compaction operations[J].Transportation Research Record，1999，1675：67-74”，“David J White，Mark J Thompson，Kari Jovaag，et al.Field Evaluationof Compaction Monitoring Technology：Phase II[R].Iowa State University，2006”，都是利用GPS技术，对路基土石方碾压过程进行监控，以控制路基碾压的密实程度。综上所述，这些研究并能不适应心墙堆石坝施工质量实时监控的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可实现心墙堆石坝施工过程中碾压参数，以及坝料上坝运输过程的实时监测和分析，可对不符合标准的监测信息进行多途径的实时报警和反馈控制的心墙堆石坝施工质量实时监控方法。