分析吉林台水电站大坝填筑施工计算机仿真模拟系统的建立和应用

分析吉林台水电站大坝填筑施工计算机仿真模拟系统的建立和应用

第24卷第1期四川水力发电Vo1．24．NO．1200S年2月SiehuanWaterPowerFeb．，2005浅谈吉林台水电站大坝填筑施工计算机仿真模拟系统的建立和应用李明辉(中国人民武装警察部队水电第三总队，四川成都610036)摘要：阐述了对新疆吉林台一级水电站大坝填筑仿真模型的建立和应用情况，利用计算机仿真技术，对高面板堆石坝施工过程进行了动态仿真研究，优化资源配置，合理组织施工生产，提高施工效率，从而对工程施工进行有效的动态控制，为同类坝型填筑运用计算机进行管控提供了一些可借鉴的经验．美t词高面板堆石规；计算机仿真；施工过程；吉林台一级水电站中图分类号：TV5；TUl7文献标识码：B文章编号；1001—2184(2005)01—0030．021问题的提出为计算机仿真系统在吉林台水电站大坝填筑施工吉林台一级水电站大坝为混凝土面板砂砾石过程中所起到的主要作用。堆石坝。最大坝高157rn，坝顶长445rn，坝顶宽(1)优化土石方平衡与调配，保证供料强度和12rn，上游坝坡坡比为1：1．7，下游马道之间坝施工的经济性。坡坡比为1：1．5，平均坝坡坡比1：1．96。坝体填(2)对施工道路布置进行评价和优化。筑总量为810万1TI。，其中砂砾料420万rn。；爆破(3)合理配置和选择运输机械。堆石料294万rn，垫层料和排水体50万in。；上(4)对坝体填筑施工进行模拟，确定坝体填筑游任意料区38万m。；上游防渗补强区8万m。施工配套设备的数量、施工强度、各种填筑料的需由于该面板堆石坝填筑施工具有工程量大、求情况及工程施工进度安排和总工期。施工强度高、施工干扰大、工艺复杂等特点，涉及(5)对各种施工方案进行优化，使项目管理和到施工道路布置、料场平衡、土石方运输、坝体填决策更加及时、科学。筑顺序、面板混凝土浇筑、趾板固结与帷幕灌浆、(6)协助制定各种计划和相应的报表。施工机械的合理配置等多个子系统，施工组织非3高面板堆石坝施工过程仿真模型的建立常复杂，特别是坝址地形狭窄、施工交通不便与坝3．1高面板堆石坝施工过程系统分析体填筑方量大、填筑强度高之间的矛盾尤为突出。系统工程中关于排队理论的研究和计算机模如何合理组织施工生产并对工程进行有效的动态拟技术为我们正确分析复杂施工交通运输问题提控制，是工程建设能够按计划、高质量和降低造价供了科学的理论和方法。运输过程包括装车、重车完工的关键。利用计算机仿真技术对高面板堆石运行、坝面卸车和空车返回等4个环节。如把运输坝施工过程进行动态仿真研究，以优化资源配置，车辆看成是运输系统中的流动实体，把车辆在运提高施工效率，发挥其快速经济的特点，具有重要输过程中经过的各运输环节需滞留的时间看成是的理论价值和现实意义。符合某种分布规律的随机变量，把运输过程的各2计算机仿真系统在吉林台一级水电站大坝施环节看成是按照不同服务规则和机制对流动实体工组织管理中的作用进行的服务机构，则可以将一个复杂运输系统抽利用计算机仿真系统对吉林台一级水电站大象为一个有限源多级随机服务系统。坝工程的施工全过程进行宏观控制，掌握施工动坝体填筑系统包括：测量、摊铺、洒水、碾压、态，及时调配机械设备和施工人员，做到科学合理检测等施工环节。填筑过程一般是分期分区进行地安排施工进度和调整施工部位非常必要。以下的，每一个分期不仅要满足其自身的进度计划要收稿日期：2004—11—15求，还要统观整个坝体的填筑，使各期和整个坝体30n的工期和工程量协调。因此，分期的划分是确定大(6)调用运输系统模拟子程序，计算各上坝料坝填筑方案是否合理与能否实现该方案的关键性场按优化后能满足道路容量和坝面作业限制的机工作。另外，分期的划分还与降雨过程、气温、温械配置计算上坝能力。度、水文(主要是渡汛影响)等外界环境因素密切(7)统计坝体上升高度、高程、工程量料场供相关。通常，在每一个分期(阶段)又按照填筑料的料和机械利用等情况。不同及填筑部位的具体情况，将坝体划分为若干(8)重复(2)～(8)的步骤，直到指定分期的计个分区。模拟中为便于统计不同的填筑料的供应算结束。源和供应量，可以把某一分期中每一种填筑料划(9)查看模拟结果，如果工期、工程量、料场等分为单独的分区。结果不满足，则需调整方案，从(1)开始重新计算。堆石坝的填筑是分层进行的，在填筑碾压水(10)输出、整理模拟结果。平面上，同层同高，且一同碾压。模拟系统中得出4计算机仿真模拟系统在大坝填筑施工中的应的坝体上升高程，代表了施工时段中坝体整个工用作面的平均上升高度，在实际施工指导中应该换4．1优化物料供应及运输道路算为分层的上升高度。吉林台水电站大坝填筑料种繁多，且料场布3．2模型的建立置复杂，上游有C2、C2扩1、C2扩2砂砾料场，有3．2．1运输系统模型的建立垫层l、垫层2料场，有排水l、排水2料场，下游高面板堆石坝运输模拟系统的流程为：有Pl堆石料场、C8砂砾料场，在探明储量足够的(1)模拟开始，模拟时钟(日期)赋予初值。情况下，如何做到物料供应平衡、优化，如何选择(2)从数据库读取已知条件，寻找最小时间事最近、最合理及干扰最小的施工道路，使大坝填筑件，推进模拟钟。造价降至最低，具有重要的现实意义。在吉林台水(3)根据最小时间的状态作相应处理(装料、电站大坝填筑时，利用此计算机仿真模拟系统，根运输、卸料、空返)。据大坝各物料填筑量、各料场距大坝填筑工作面(4)判断是否有空闲的装载机械或运输设备。运输距离、填筑时段、填筑强度等，模拟计算出各(5)选取等待时间最长的汽车装料并计算装料场的开采量、开采时间、运输道路，做到及时、经料结束时间。济的进行大坝填筑。(6)判断是否有空闲的卸料点或卸料汽车。4．2优化机械设备的配置(7)选取等待时间最长的汽车卸料并计算卸吉林台水电站大坝填筑强度高、运输距离长，料结束时间。这就需要配置大量的机械设备，但又不能太多，否(8)是否达到预定的模拟时间。则将造成交通拥挤或设备闲置。利用此模拟仿真(9)重复(2)～(8)的步骤，直到达到预定的模系统，选择“机械优化”功能，就可以模拟计算出需拟时间。配置的机械设备和相应的工作量等计算结果，如：(10)处理统计数据，输出结果。进行I期填筑时，物料来源为C2料场，填筑部位3．2．2填筑系统模型的建立为l区，输入计算初始条件(如装载机械为4．0高面板堆石坝填筑模拟系统的流程为：m。正铲，数量为3台，单台日费用为400元；运输(1)模拟开始，模拟时钟(日期)赋予初值。机械为32t自卸汽车，初始数量为35辆，单辆日(2)从数据库读取已知条件(高程、工程量、机费用为320元)，点击“机械配置优化功能”，系统械配置)，赋予初值。就会根据初始条件计算出最经济的机械设备配置(3)确定因高差限制而停工的分区。方案为4．0m。正铲，数量为3台，32t自卸汽车(4)料性判别，依次决定开工的每一分区的料36台，挖运单价为1．14元／mkm。物来源；作业面大小判别，并计算各上坝料场的卸4．3优化施工方案，科学项目管理料点个数Ndown(k，I)。(下转第4l页)(5)各供料点机械配置优化。31n问题，大坝填筑顺利按工期完成，同时也确保了一除坝体前缘30"-5Om保持平起上升外，其余部期混凝土面板的浇筑及大坝分期填筑，使大坝1位可以在任何方向分缝，以便灵活布置斜坡道。990m高程的填筑工期如期完成，进而也确保了(4)面板坝前坡的固坡防护及大坝临时渡汛1998年3月一期面板的浇筑。面板上游粘土铺盖断面的肪渗．采用2oo号混凝土喷护，厚度10层设计使用老堡子粘土料场，但运距较远，施工干cm，施工简便快捷，运行情况良好，值得其它工程扰大。后经设计同意，使用溢洪道昔格达土开挖料借鉴。替代粘土铺盖，从而减少了运距，节约了成本，边(5)坝体填筑与趾板灌浆相互干扰大，应合理开挖溢洪道营格达边填筑铺盖，加快了施工进度。安排调整工期顺序，使相互间的干扰减少。5结语(6)面板混凝土浇筑侧模等高设计，采用变厚(1)坝料的选择，一定要体现当地材料坝这一砂浆垫床满足侧模顶高设计要求，一期侧模顶部基本思想，充分利用各建筑物的开挖料，像采用溢截去7．8cm，用于二期侧模的设计方案，从而简洪道昔格达开挖料替代粘土料作铺盖，砂砾石反化了施工难度，加快了施工进度，节约了成本。三滤料场优化，大坝开挖石渣料用于坝体利用料区角块的浇筑方案也为其它工程积累了施工经验。填筑等，既降低了工程成本，又加快了施工进度。(7)完善的质量保证体系，严格的过程控制是(2)高坝陡峻岸坡的开挖清理，除坝体前缘保证水利水电工程施工质量的根本措施。1／2自上而下一次开挖成形外，其余部分可随坝作者简介t体填筑分段进行是能够保证施工质量的。杨宁璜(1965一)．男，甘肃天水人，中国水利水电第五工程局原大(3)作为高面板堆石坝的施工，道路布置是关桥麓工局质量部都长，现任中国水利水电第五工程局自一键。像大桥水库这样陡峻的岸坡，不能布置多层多里电站麓工局翻总工程师，工程师，从事水电工程麓工技条施工道路，因此，应充分发挥面板坝的优越性，术与管理工作．(责任壕辑t李燕辉)(上接第29页)作者简介：中，自始至终坚持用客观的、实事求是的、科学合陈本勋(1958-)．男．四川射洪人．四川明珠集团有限责任公司剐理的理念进行运作，坚持执行国家颁发的法律、法总经理兼总经济师。高级工程师．从事水利水电工程建设规和规程、规范，并且杜绝腐败案件的发生，则获及地方电力企业生产技术与管理工作；得一个质量优、投资省、效益佳的建筑产品是不成成朝金(1954一)．男．四川射洪人．四川明珠集团有限责任公司计统科科长。工程师．从事水利水电工程建设的定额管理和问题的，把基建投资控制在科学合理的范围的目投资控制工作．(责任壕辑：李燕辉)标是完全能够实现的。(上接第31页)效率，从而使得大坝填筑在有效工期短、运输距离对模拟计算出的结果进行分析，得出有关“日长(达9km)、施工强度高、施工干扰大、工艺复杂工程量、日上升高度以及料场和机械”的数据，也等情况下，月最高填筑方量达70万m。，日最高填可得出“月工程量和月上升高度”的统计数据，利筑方量达2．8万m。，圆满地完成了2003年年度用得出的数据，项目管理者可以及时、科学地进行施工任务，为2004年大坝一期面板混凝土的浇筑资源调配，在保证节点工期的前提下调整施工进和大坝按期蓄水打下了坚实基础。度，从而更加有效地对项目进行管理。作者简介；5结语李明辉(1977·)男．陕西黄菠人．中国人民武装警察部队水电第三新疆吉林台一级水电站面板堆石坝通过以上总队助理工程师．学士．从事水利水电工程施工技术与管模拟仿真系统的开发和应用，正确指导坝体填筑理工作．。(it任嫡辑：李燕辉)施工组织及项目计划管理等，极大地提高了工作41