[发明专利]一种土石坝填筑施工过程中料界污染实时监控方法

说明书

本发明公开了一种土石坝填筑施工过程中料界污染实时监控方法：利用照相机对坝面料界进行实时监测；解析实时监测数据，确定坝面铺料实际分界线与坝面铺料设计分界线的偏差；根据坝面铺料实际分界线与坝面铺料设计分界线的偏差，对现场施工进行动态调控；统计分析料界污染的监控成果。本发明对土石坝的坝面铺料过程进行在线监测和反馈控制，使坝面料界污染始终处于真实受控状态，这对于实现工程建设精细化管理，确保施工质量具有重大意义。

技术领域

本发明属于水利水电工程施工领域，更具体的说，是涉及一种土石坝填筑施工过程中料界污染实时监控方法。

背景技术

土石坝是水电工程建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。土石坝主要就地取材，节省了水泥、钢材等的用量，降低了材料供应和运输费用，具有显著的经济性；土石坝对各种河谷地形适应性强，对坝址处的地质条件要求低，具有广泛的适用性；同时，土石坝施工技术简单，工序少，便于组合机械快速施工。虽然土石坝应用广泛且优势明显，但由于土石坝施工工期紧和施工强度大，给坝体施工质量的控制带来了更大挑战。料界划分作为土石坝填筑施工过程中的关键一环，直接影响到坝体碾压施工质量。因此，怎样科学地对料界污染进行有效控制是土石坝填筑施工过程中的重要问题。

目前对土石坝料界污染的控制主要依靠现场施工管理人员的监督管理，这种管理方法对提高土石坝填筑施工质量发挥了积极作用。但该方法存在准确性低、主观性强、干扰性大、完整性差等明显不足，而且随着土石坝建设规模的不断提高,这种人工管理机制已满足不了现代化机械施工进度和质量的要求。

近年来，信息化监控技术的研发与应用为水电工程施工质量的控制提供了新的途径。黄声享等利用全球卫星定位技术、无线数据通讯技术以及计算机技术和数据处理与分析技术，结合碾压机械进行集成，研制了面板堆石坝填筑质量的GPS实时监控系统。钟登华等针对心墙堆石坝和碾压混凝土坝的各自施工特点,分别开发了心墙堆石坝和碾压混凝土坝的填筑施工过程实时监控系统。虽然信息化监控技术在水电工程施工质量管理领域的应用愈来愈广，但目前多用于对坝面碾压施工过程中的碾压轨迹、碾压速度、碾压遍数、压实厚度等碾压过程参数的监控，尚未用于监控料界污染。

综上所述，目前土石坝填筑施工中对料界污染监控常采用的人工常规控制手段受人为因素干扰大，管理粗放，难以满足现代化机械施工进度和质量的要求。其次，信息化监控技术在水电工程施工管理中的应用日渐成熟，但尚未用于对料界污染的监控。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种具有实时性、连续性、自动化、高精度等特点的土石坝填筑施工过程中料界污染实时监控方法，对土石坝的坝面铺料过程进行在线监测和反馈控制，使坝面料界污染始终处于真实受控状态，这对于实现工程建设精细化管理，确保施工质量具有重大意义。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种土石坝填筑施工过程中料界污染实时监控方法，包括以下步骤：

(1)利用照相机对坝面料界进行实时监测；

(2)解析实时监测数据，确定坝面铺料实际分界线与坝面铺料设计分界线的偏差；

(3)根据坝面铺料实际分界线与坝面铺料设计分界线的偏差，对现场施工进行动态调控；

(4)统计分析料界污染的监控成果。

所述步骤(1)利用照相机对坡面料界进行实时监测的具体过程为：在坝体两侧边坡上分别安装照相机，事先设定照相机技术参数，以固定时间间隔对坝面进行拍照得到坝面铺料情况图像，实时传输至服务器数据库。

所述步骤(2)解析实时监测数据的具体过程为：首先对照相机采集的坝面铺料情况图像进行预处理，包括图像的灰度变换和平滑处理，然后对图像进行轮廓提取与轮廓跟踪，通过对坝料颗粒粒径进行统计分析，确定坝面铺料实际分界线的位置坐标，得到坝面铺料实际分界线与坝面铺料设计分界线的偏差。