猴子岩大坝施工信息PDA采集系统设计及应用

1、猴子岩大坝施工信息 PDA 采集系统设计及 应用 混凝土面板堆石坝已得到广泛应用，我国已建成的水布垭 (233 m) ，天生桥 一级(178 m) ，洪家渡(179.5 m) 等大型工程，在最大坝高、工程规模和技术难度 等方面已处于世界前列 1 。大坝施工过程中产生的大量施工信息直接反映了大坝 施工各个环节的施工质量，质量控制的好坏直接决定了工程成败 2 ，因此，准确 获取完整的施工信息是质量控制的关键。 传统的施工信息采集主要使用纸质版或 电子版图表文档形式， 该方法易造成信息遗漏或丢失， 也无法为施工信息的综合 分析提供完整的数据基础，质量管控效率低下。猴子岩水电站为I等大(一)型工程，坝

2、高为223.5 m的面板堆石坝，是国内 外已建或在建同类坝型中的第 2 高坝，施工过程中要解决深厚覆盖层、深基坑、 狭窄河谷、高地震区、岸坡卸荷裂隙发育等技术难题，所以，大坝填筑的质量控 制尤为关键。 针对传统施工信息获取方法所存在的问题，天津大学开展 “猴子岩水电站堆石坝施工信息 PDA 采集系统”的开发与实施工作。现场应用表明，堆 石坝施工信息 PDA 采集系统在猴子岩工程施工现场的应用，保障了工程建设管 理者在第一时间获取重要施工数据、 准确掌控现场施工状况， 为大坝建设过程的 施工质量管理和控制提供了信息支撑，在工程建设管理中发挥了重要作用。基于 PDA 的数据采集技术，在大坝安全监测

3、 3、大坝混凝土施工信息 4等水 电工程中的应用，为该项目的实施提供了参考。1 系统设计与实现1.1 系统原理混凝土面板堆石坝坝体填筑碾压是重要的施工质量管控环节之一， 其质量好坏直接决定着工程成败。在填筑碾压质量检测的各种方法中，试坑灌水法（简称“试坑法”）因其适应性强、结果准确等特点， 在水电工程中应用较广。 由于可以 更加快速、 准确地检测坝体碾压的密实性， 附加质量法检测逐渐得到了应用和发 展。堆石坝施工信息 PDA 采集系统应用 WAP（Wireless Application Protocol） 技术、数据库技术等， 实时采集混凝土面板堆石坝坝体填筑碾压质量现场检测 （包 括试坑法

4、和附加质量法 ）信息，将信息通过无线网络实时传输至数据库保存，供 质量管控人员实时查看。1.2 系统设计（1）设计思路。堆石坝施工信息 PDA 采集系统采用目前技术成熟且应用广 泛的 WAP 技术。借助 PDA 监控终端，通过 WAP 接入 Internet ，用户可以登 陆堆石坝施工信息 PDA 采集系统，将相应施工信息按照商定好的输入形式录入 系统，录入完成后，该施工信息会自动保存至数据库内，以备后续分析查看。用 户也可以借助 PDA 监控终端登陆 PDA 采集系统进行历史数据的查看和统计分 析。（2）功能设计。该系统的主要功能包括数据录入、数据查询及系统管理。用 户通过数据录入模块可以在

5、第一时间将现场试验 （试坑试验和附加质量法检测试 验）数据录入系统内，保存至数据库。录入数据具体内容的设计可与各相关单位 商定，也可以根据现场施工情况的变化适时调整， 但主体内容原则上应包括试验 基础信息 （如取样时间、取样部位、编号和坐标等 ）、试验成果信息 （ 如干密度、湿 密度、含水率、孔隙率等）和试验结论信息 （如合格与否、闭合与否、备注结论等 ）。用户通过数据查询模块可以在任意时刻查询所有已经录入数据库内的现场试验(试坑试验和附加质量法检测试验)历史数据。由于历史数据较多，为了用户查询 方便，系统设计了按取样时间、高程等查询条件和逐级筛选等功能。系统管理主 要为系统管理员所设计，管理

6、员可用其查看系统运行情况，操作日志等。此外， 用户还可以运用PDA监控终端采集现场试验情况或施工情况照片，并可定期上 传至系统服务器备份。堆石坝施工信息 PDA采集系统功能结构如图1所示。图1 PDA系统功能结构(3) 权限设计。按照对系统的功能需求分为3类权限，分别为数据录入用户、 数据查询用户和系统管理员。各类用户可能互有交叉，例如大坝标现场监理人员 既是数据录用用户，又是数据查询用户。根据现场实际对权限进行精细划分，权 限主要包括管理员权限、试坑数据录入、试坑数据查询、附加质量法数据录入和 附加质量法数据查询。系统管理员自身具备管理员权限，可以根据现场实际情况， 为相关单位人员在系统内创

7、建用户及登录密码，分别与该用户需求匹配的权限。1.3系统实现PDA采集系统由控制中心和PDA监控终端组成。控制中心设置在建设单位营地机房内，硬件设备包括数据服务器、UPS备用电源、网络路由器等。数据库服务器内安装SQL数据库和WAP平台。数据库服务器通过网络路由器与公网In ternet保持连接。PDA监控终端即具备移动通讯功能的平板电脑或智能手机。PDA监控终端在其内部安装微型浏览器，通过GPRS或CDMA网络接入In ternet ，连接数据库服务器。2工程应用猴子岩工程堆石坝现场信息PDA采集系统由研发单位负责系统的研发和维 护，建设单位负责协调现场实施，大坝标监理单位、施工单位及质检单

8、位负责系 统的具体应用及配合现场监控设备的安装及保管。 参建各方在建设单位的统筹协 调下，共同推动和完成了猴子岩工程堆石坝现场信息 PDA采集系统的建设工作, 系统顺利投入运行。图2为PDA采集系统界面。E ； |h系蜿土尹有图2 PDA采集系统界面2.1应用成果猴子岩工程堆石坝现场信息PDA采集系统正式投入运行2个月后，共采集 试坑数据219条，其中，特殊垫层料65条，流纹岩堆石料22条，过渡料25 条，垫层料57条，灰岩堆石料50条。系统共采集附加质量法检测数据938条,其中，流纹岩堆石料215条，过渡料197条，垫层料207条，灰岩堆石料319 条。此外，系统共采集现场施工照片 100余

9、张，存入数据库。在系统运行过程 中，建设单位和监理单位的相关质量管控人员通过使用PDA系统第一时间得知现场试验结果，对所有检测成果不理想的施工部位，现场均进行了挖除、补碾等操作，直至合格。图3为施工质检人员在现场使用 PDA监控终端采集试验成果 信息（包括试坑试验和附加质量法试验），图4为监理人员通过PDA监控终端查 看附加质量法试验检测成果。图3现场试验人员利用PDA监控终端采集试验数据图4附加质量法试验检测结果查询2.2成果分析猴子岩工程堆石坝施工信息PDA采集系统的应用成果表明，该系统实现了系统建设目标及各项预期功能，工程现场应用实施效果较好。该系统真正实现了 对大坝施工质量现场试验检测

10、信息的实时采集与共享， 信息时效性得以保障。工 程质量管控人员应用该系统真正实现了在第一时间获取施工现场质量检测成果 信息，从而能够实时、 准确掌控现场施工状况， 为其制定相应的施工管控措施提 供信息支撑。该系统将大坝施工质量现场试验检测信息以标准格式存入数据库内， 可供工程质量管控人员在工程建设期或运行期内的任意时刻查询， 从而为大坝在 建设期和运行期的维护分析提供了信息平台。堆石坝施工信息 PDA 采集系统的 应用有效解决了传统质检信息获取方法中存在的人为因素多、信息滞后等问题。 先进的手段使施工质量管控效率大大提高，管理理念也有所提升。带有信息化、 数字化、精细化等特点的质量管控方法逐渐被参建各方认可， 从而也推动着更多 先进的管控方法在实际施工质量管控工作中的应用。3 结语混凝土面板堆石坝在施工过程中会产生大量重要的施工信息， 如何实时准确 地获取这些施工信息， 进而分析和掌控施工状况， 一直以来都是工程管理者和学 者们关心的问题。猴子岩水