高心墙堆石坝耦合施工进度与质量的实时控制研究

高心墙堆石坝工程量大、建设工期长,自然条件和施工场地布置复杂,施工技术难度大,质量标准高,施工作业涉及众多环节且受诸多因素影响,给大坝的施工组织管理和实时控制带来很大的难度和风险。如何对高心墙堆石坝施工进度与质量进行实时地分析和动态地调整,通过研究二者之间的制约关系,进行耦合施工进度与质量的实时控制是高心墙堆石坝工程能否实现高标准、高强度连续施工的关键技术问题。本文以高心墙堆石坝施工进度和质量控制目标为对象,以追求二者间的协调为目的,系统、全面地开展高心墙堆石坝耦合施工进度与质量的实时控制研究,取得的主要成果如下:(1)研究了高心墙堆石坝耦合施工进度与质量的实时控制理论。结合高心墙堆石坝的施工特征,以系统的观点描述了高心墙堆石坝施工过程,构建了高心墙堆石坝耦合施工进度与质量的实时控制指标体系,提出了高心墙堆石坝耦合施工进度与质量的实时控制原理,建立了高心墙堆石坝耦合施工进度与质量的实时控制数学模型,详细分析了模型所受的各种复杂约束条件,并阐述了高心墙堆石坝耦合施工进度与质量的实时控制流程,为该理论在高心墙堆石坝施工实时控制和管理中的应用奠定了理论基础。(2)提出了基于耦合质量要素施工仿真的高心墙堆石坝施工进度实时控制方法。根据施工质量对高心墙堆石坝施工进度的影响,研究了耦合质量要素的高心墙堆石坝施工仿真机制,提出了耦合质量要素的高心墙堆石坝施工仿真理论与方法,设计了耦合质量要素的施工仿真流程,并研发了相应的系统软件。结合工程实例进行了施工进度仿真计算,验证了模型的可靠性,为高心墙堆石坝施工现场的实时控制工作提供了有效的辅助决策工具和技术支持。(3)建立了面向填筑单元的高心墙堆石坝施工进度与质量综合量化关系模型。利用该模型对高心墙堆石坝填筑单元的施工效果进行综合评价,可以量化的反映出施工进度与质量之间的复杂关系,有利于决策者找到二者之间的平衡点,为高心墙堆石坝耦合施工进度与质量的实时控制起到了一定的理论指导作用。(4)提出了建设高心墙堆石坝施工智能控制系统的构想。结合物联网技术提出了高心墙堆石坝施工智能控制系统的建设目标,建立了高心墙堆石坝施工智能控制系统的总体框架结构,设计了高心墙堆石坝施工智能控制系统的功能模块并详细分析了每个模块的建设方案、工作原理和实现的具体功能,为创新高心墙堆石坝施工管理模式提供了新的研究思路。