潘冬海

（蘇州市吳江城市建設(shè)開(kāi)發(fā)有限公司　215200）

水利水電工程施工控制學(xué)——以碾壓混凝土壩為例

潘冬海

（蘇州市吳江城市建設(shè)開(kāi)發(fā)有限公司215200）

水利水電工程是事關(guān)社會(huì)民生問(wèn)題的頭等大事，不管是從第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)甚至于是從第三產(chǎn)業(yè)來(lái)講，它們的健康發(fā)展都是離不開(kāi)水利水電工程的強(qiáng)力支持。水利水電工程在施工過(guò)程中要面臨諸多因素的干擾，導(dǎo)致給工程增大了難度，因此為了水利水電工程的順利引入水利水電工程施工控制學(xué)這一概念，不僅為工程施工控制提供新的理論指導(dǎo)，同時(shí)也為實(shí)施具體施工控制提供新的解決思路和方法。本文以水利水電工程施工過(guò)程為研究對(duì)象，深入研究水利水電工程施工控制理論與方法，以碾壓混凝土壩為例從單項(xiàng)施工控制法和多元控制理論來(lái)進(jìn)行討論。

水利水電工程；施工控制學(xué)；碾壓混凝土壩

國(guó)家大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)國(guó)際地位的提高，最主要的原因就是為了讓國(guó)內(nèi)的人民生活的更好，正所謂有國(guó)才有家，有家才有國(guó)，兩者之間相輔相成，才能促進(jìn)整體的發(fā)展，因此社會(huì)民生問(wèn)題受到國(guó)家越來(lái)越多的重視。我國(guó)的水資源總體上是豐富的，但在時(shí)間和空間的分布上存在巨大的差距，而水資源不僅對(duì)于人們的生活是必不可少的資源之一，同時(shí)從國(guó)家角度而言也是重要的資源，因此開(kāi)展水利水電工程能夠有效的解決水資源分布不均勻的問(wèn)題。21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)水利水電工程得到了空前的發(fā)展，各種相應(yīng)的工程都開(kāi)始動(dòng)工或者進(jìn)入準(zhǔn)備階段，無(wú)論是在工程規(guī)模、技術(shù)難度等多方面都已經(jīng)位列世界前列，甚至已經(jīng)超過(guò)現(xiàn)有的世界水平。但是水利水電工程施工過(guò)程十分復(fù)雜，施工的進(jìn)度會(huì)受到水文地質(zhì)條件、施工環(huán)境，施工安全以及施工技術(shù)等問(wèn)題的影響，同時(shí)水利水電工程存在一些特點(diǎn)包括工程需要大量資金投入、施工過(guò)程復(fù)雜、技術(shù)與工程不相符合、工期緊張以及安全系數(shù)低，只有在綜合考慮這些因素，才能制定合理的施工計(jì)劃，使得工程順利進(jìn)行從而使得所達(dá)到的效果最優(yōu)化，而其中如何綜合考慮這些因素，就需要正確的理論來(lái)進(jìn)行指導(dǎo)。開(kāi)展水利水電工程施工控制學(xué)理論方法及應(yīng)用研究，使得水利水電工程的計(jì)劃和實(shí)際操作緊密聯(lián)系在一起，真正起到指導(dǎo)實(shí)際施工的作用，不僅有利于解決當(dāng)前復(fù)雜約束條件下水利水電工程施工過(guò)程中存在的工程科學(xué)問(wèn)題，而且為水利水電工程提供科學(xué)的思路，有利于提高工程的施工水平。

水利水電工程施工控制學(xué)從總體上而言是學(xué)科的不斷分化與結(jié)合之下的產(chǎn)物，隨著水利工程施工、合同管理、安全控制、工程造價(jià)等相關(guān)學(xué)科的快速發(fā)展，以及系統(tǒng)論、控制論的應(yīng)用推廣，水利水電工程施工控制學(xué)是在此基礎(chǔ)上得到了進(jìn)一步發(fā)展。水利水電工程施工控制學(xué)是從系統(tǒng)論、控制論以及信息論的角度來(lái)研究水利水電工程的施工過(guò)程及其控制規(guī)律，以及應(yīng)用這些規(guī)律解決在實(shí)現(xiàn)水利水電工程建設(shè)目標(biāo)過(guò)程中遇到的不同問(wèn)題的科學(xué)。其主要研究的內(nèi)容包括：①水利水電工程施工過(guò)程中的位置、作用和其他因素之間的相互關(guān)系；②水利水電工程施工過(guò)程的控制規(guī)律和各要素的影響關(guān)系；③采取何種策略來(lái)確保目標(biāo)的有效完成等等。隨著水利水電工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其施工條件也日趨復(fù)雜，還需對(duì)水利水電工程施工控制領(lǐng)域的有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行綜合深入研究。水利水電工程施工控制是指為確保全面實(shí)現(xiàn)水利水電工程建設(shè)目標(biāo)而實(shí)施的一系列程序和措施。從具體層面分析就是施工控制的主體是各個(gè)工程參建單位，意識(shí)到是一個(gè)長(zhǎng)期控制過(guò)程，會(huì)受到諸多外部因素的干擾，為實(shí)現(xiàn)最終的目標(biāo)采取相應(yīng)的控制措施促進(jìn)更好的發(fā)展。

碾壓混凝土壩工程自從問(wèn)世以來(lái)就受到了高度的關(guān)注。近年來(lái)，隨著施工工藝的發(fā)展，其施工規(guī)模更是不斷提高，因此整個(gè)工程尤其是大壩施工實(shí)時(shí)控制提出了更高層次的要求。碾壓混凝土壩的施工過(guò)程中受到諸多因素的影響，包括天氣氣象、水源條件、地質(zhì)地貌、技術(shù)水平以及資源配置等，使得施工過(guò)程具有很大的隨機(jī)性和不確定性，導(dǎo)致工程實(shí)際施工進(jìn)展情況常常與初始施工計(jì)劃存在著難以忽視的偏差，甚至在某些工程施工過(guò)程中存在相當(dāng)程度的偏離。因此，有必要采取科學(xué)的理論方法和先進(jìn)的技術(shù)手段，綜合考慮各方面影響因素，對(duì)碾壓混凝土壩的施工過(guò)程進(jìn)行控制和管理，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的施工計(jì)劃安排以及合理的施工過(guò)程組織。因此從單項(xiàng)施工控制法和多元控制理論這兩個(gè)方面進(jìn)行討論研究，系統(tǒng)的論述了碾壓混凝土壩的控制原理與實(shí)踐活動(dòng)。

水利水電工程施工控制過(guò)程中，單項(xiàng)控制方法占有重要地位。由于受到工程種種不確定的因素影響，單項(xiàng)施工控制法針對(duì)某個(gè)單個(gè)控制對(duì)象進(jìn)行獨(dú)立控制，其中要注意的一點(diǎn)就是，單項(xiàng)控制不僅僅針對(duì)當(dāng)前的控制對(duì)象，而是這個(gè)對(duì)象與其他因素的整體聯(lián)系。碾壓混凝土壩的施工過(guò)程中運(yùn)用單項(xiàng)施工控制包括以下幾個(gè)方面：①碾壓混凝土壩的工程一般工期較長(zhǎng)，導(dǎo)致實(shí)際上的施工進(jìn)度總是偏離計(jì)劃，為了確保工程按時(shí)完成任務(wù)，首先建立碾壓混凝土壩的施工進(jìn)度控制數(shù)學(xué)模型。②以混凝土澆筑子系統(tǒng)為核心，重點(diǎn)模擬混凝土澆筑過(guò)程，可有效實(shí)現(xiàn)碾壓混凝土壩的施工過(guò)程仿真。然后在進(jìn)度控制過(guò)程中，分析是否偏離原定計(jì)劃，如果出現(xiàn)偏差應(yīng)該及時(shí)根據(jù)偏差信息，做出相應(yīng)的調(diào)整措施予以補(bǔ)救，同時(shí)還要對(duì)所做出的措施進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，確定滿足諸如質(zhì)量、安全以及成本等方面的要求。

水利水電工程施工是個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)隨機(jī)過(guò)程，為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)優(yōu)化，僅僅依靠單項(xiàng)施工控制理論是完全不夠的，就需要運(yùn)用到多元控制方法。碾壓混凝土壩的多元控制首要任務(wù)就是確定控制對(duì)象，在根據(jù)對(duì)象建立協(xié)調(diào)數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)多元控制，倉(cāng)面澆筑碾壓施工質(zhì)量方面進(jìn)行論述，利用兩者之間的相互作用變量建立施工進(jìn)度與質(zhì)量控制數(shù)學(xué)模型。在按照一定的時(shí)間順序?qū)φ鎸?shí)的大壩施工系統(tǒng)進(jìn)行仿真活動(dòng)，其中對(duì)于記錄眾多的事情發(fā)生的時(shí)間是推動(dòng)仿真正常進(jìn)行的主要原因，有利于仿真系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)描述。碾壓混凝土壩的施工過(guò)程具有三大特性，分別為復(fù)雜性、不確定性以及隨機(jī)性，實(shí)際施工過(guò)程中所采用的事物，不管是方法還是設(shè)計(jì)方案都是與原來(lái)不一樣的，因此在多元理論控制下的碾壓混凝土壩的施工過(guò)程需要不斷根據(jù)實(shí)際工程過(guò)程中所提供的施工參數(shù)，來(lái)調(diào)整施工仿真模型中的各個(gè)系列參數(shù)，實(shí)現(xiàn)仿真模型對(duì)于施工過(guò)程利用最大化的效果。如果出現(xiàn)這樣一種情況就是當(dāng)前施工進(jìn)度滿足實(shí)際設(shè)定的進(jìn)度，但要求盡可能在縮短工期以此來(lái)提高工程質(zhì)量，節(jié)省相應(yīng)的資本，這個(gè)時(shí)候就需要施工進(jìn)度與質(zhì)量多元控制理論與方法進(jìn)行研究。因此若要在縮短工期的前提下來(lái)提高工程質(zhì)量可以根據(jù)三個(gè)方面做調(diào)整，包括碾壓層厚的改變、碾壓遍數(shù)的控制以及碾壓速度及搭接寬度的改變。

水利水電的工程的開(kāi)展是有關(guān)社會(huì)民生的問(wèn)題，是國(guó)家發(fā)展過(guò)程中所關(guān)心的重要的事件之一。水利水電工程施工過(guò)程十分復(fù)雜，受到諸多因素的影響，增大了施工過(guò)程中的難度。如何實(shí)現(xiàn)高效的水電工程施工控制，不單單是工程實(shí)際問(wèn)題，已成為一個(gè)函待解決發(fā)展的理論問(wèn)題，水利水電工程施工控制學(xué)從另一個(gè)方面來(lái)講也是技術(shù)層面的問(wèn)題。本文從水利水電工程施工控制學(xué)出發(fā)闡述了它的基本理念，從碾壓混凝土壩的施工工程為例，分別從單項(xiàng)施工控制法和多元控制理論這兩個(gè)方面進(jìn)行討論。

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2015-10-19