潘冬海

（蘇州市吳江城市建設(shè)開發(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)開發(fā)有限公司215200）

水利水電工程是事關(guān)社會民生問題的頭等大事，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)來講，它們的健康發(fā)展都是離不開水利水電工程的強(qiáng)力支持。水利水電工程在施工過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程為研究對象，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施工控制法和多元控制理論來進(jìn)行討論。

水利水電工程；施工控制學(xué)；碾壓混凝土壩

國家大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)國際地位的提高，最主要的原因就是為了讓國內(nèi)的人民生活的更好，正所謂有國才有家，有家才有國，兩者之間相輔相成，才能促進(jìn)整體的發(fā)展，因此社會民生問題受到國家越來越多的重視。我國的水資源總體上是豐富的，但在時間和空間的分布上存在巨大的差距，而水資源不僅對于人們的生活是必不可少的資源之一，同時從國家角度而言也是重要的資源，因此開展水利水電工程能夠有效的解決水資源分布不均勻的問題。21世紀(jì)以來，我國水利水電工程得到了空前的發(fā)展，各種相應(yīng)的工程都開始動工或者進(jìn)入準(zhǔn)備階段，無論是在工程規(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)超過現(xiàn)有的世界水平。但是水利水電工程施工過程十分復(fù)雜，施工的進(jìn)度會受到水文地質(zhì)條件、施工環(huán)境，施工安全以及施工技術(shù)等問題的影響，同時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進(jìn)行指導(dǎo)。開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程中存在的工程科學(xué)問題，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研究水利水電工程的施工過程及其控制規(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)過程中遇到的不同問題的科學(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，還需對水利水電工程施工控制領(lǐng)域的有關(guān)問題進(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工程參建單位，意識到是一個長期控制過程，會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世以來就受到了高度的關(guān)注。近年來，隨著施工工藝的發(fā)展，其施工規(guī)模更是不斷提高，因此整個工程尤其是大壩施工實(shí)時控制提出了更高層次的要求。碾壓混凝土壩的施工過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劃存在著難以忽視的偏差，甚至在某些工程施工過程中存在相當(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，對碾壓混凝土壩的施工過程進(jìn)行控制和管理，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的施工計劃安排以及合理的施工過程組織。因此從單項施工控制法和多元控制理論這兩個方面進(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。

水利水電工程施工控制過程中，單項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，單項施工控制法針對某個單個控制對象進(jìn)行獨(dú)立控制，其中要注意的一點(diǎn)就是，單項控制不僅僅針對當(dāng)前的控制對象，而是這個對象與其他因素的整體聯(lián)系。碾壓混凝土壩的施工過程中運(yùn)用單項施工控制包括以下幾個方面：①碾壓混凝土壩的工程一般工期較長，導(dǎo)致實(shí)際上的施工進(jìn)度總是偏離計劃，為了確保工程按時完成任務(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)模擬混凝土澆筑過程，可有效實(shí)現(xiàn)碾壓混凝土壩的施工過程仿真。然后在進(jìn)度控制過程中，分析是否偏離原定計劃，如果出現(xiàn)偏差應(yīng)該及時根據(jù)偏差信息，做出相應(yīng)的調(diào)整措施予以補(bǔ)救，同時還要對所做出的措施進(jìn)行綜合評價，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復(fù)雜的動態(tài)隨機(jī)過程，為了實(shí)現(xiàn)多個目標(biāo)優(yōu)化，僅僅依靠單項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)就是確定控制對象，在根據(jù)對象建立協(xié)調(diào)數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)多元控制，倉面澆筑碾壓施工質(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。在按照一定的時間順序?qū)φ鎸?shí)的大壩施工系統(tǒng)進(jìn)行仿真活動，其中對于記錄眾多的事情發(fā)生的時間是推動仿真正常進(jìn)行的主要原因，有利于仿真系統(tǒng)的動態(tài)描述。碾壓混凝土壩的施工過程具有三大特性，分別為復(fù)雜性、不確定性以及隨機(jī)性，實(shí)際施工過程中所采用的事物，不管是方法還是設(shè)計方案都是與原來不一樣的，因此在多元理論控制下的碾壓混凝土壩的施工過程需要不斷根據(jù)實(shí)際工程過程中所提供的施工參數(shù)，來調(diào)整施工仿真模型中的各個系列參數(shù)，實(shí)現(xiàn)仿真模型對于施工過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提高工程質(zhì)量，節(jié)省相應(yīng)的資本，這個時候就需要施工進(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提高工程質(zhì)量可以根據(jù)三個方面做調(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展是有關(guān)社會民生的問題，是國家發(fā)展過程中所關(guān)心的重要的事件之一。水利水電工程施工過程十分復(fù)雜，受到諸多因素的影響，增大了施工過程中的難度。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)際問題，已成為一個函待解決發(fā)展的理論問題，水利水電工程施工控制學(xué)從另一個方面來講也是技術(shù)層面的問題。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，分別從單項施工控制法和多元控制理論這兩個方面進(jìn)行討論。

[1]王大利.水利水電工程建設(shè)項目管理.北京：中國水利水電出版社，2004.

[2]馬林.全面質(zhì)量管理.北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，2006.

[3]咚大威.水電工程施工進(jìn)度與質(zhì)量實(shí)時控制研究.天津大學(xué)，2009.

[4]譚彬.水電建設(shè)中業(yè)主負(fù)責(zé)制的施工質(zhì)量控制方式.工程質(zhì)量，2007.

[5]李新遠(yuǎn).工程施工質(zhì)量管理的研究.西南交通大學(xué)，2008.

[6]朱伯芳.混凝土壩的數(shù)字監(jiān)控.水利水電技術(shù)，2008.

TV51

A

1673-0038（2015）44-0266-02

2015-10-19