黃登水電站建設(shè)管理中的數(shù)字系統(tǒng)研究與應(yīng)用

郭建文，陳 銳，鄧擁軍

(華能瀾滄江水電股份有限公司，云南 昆明 650214)

1 項(xiàng)目開發(fā)背景

黃登水電站混凝土重力壩高203 m，是我國已建在建最高的碾壓混凝土壩，施工質(zhì)量控制難度大。針對碾壓混凝土的裂縫問題以及層間結(jié)合等施工質(zhì)量控制難題，目前已經(jīng)形成一套技術(shù)體系，但對于200 m級高碾壓混凝土壩尚無借鑒經(jīng)驗(yàn)，外加混凝土施工現(xiàn)場情況復(fù)雜，傳統(tǒng)的施工和管理方式很難將防裂方案扎實(shí)貫徹，因此“無壩不裂”仍然是現(xiàn)實(shí)存在的，一些碾壓混凝土壩層間結(jié)合質(zhì)量也不盡如人意，故有必要從技術(shù)和管理相結(jié)合的角度提出一套新的質(zhì)量管控理念和方法，解決200 m級高碾壓混凝土壩的建設(shè)質(zhì)量問題。

目前，我國混凝土壩溫控防裂設(shè)計(jì)與施工的傳統(tǒng)工作模式是：在可研階段、招標(biāo)設(shè)計(jì)和施工詳圖階段，依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范、科研計(jì)算和各個階段的設(shè)計(jì)施工條件，確定和改進(jìn)溫控措施，作為主管部門審查、招投標(biāo)和具體施工的依據(jù)。上述工作模式存在一系列問題：傳統(tǒng)工作模式響應(yīng)速度慢，而無法適應(yīng)復(fù)雜多變現(xiàn)場條件；傳統(tǒng)工作模式無法對溫控過程進(jìn)行實(shí)時有效監(jiān)控，難以即時發(fā)現(xiàn)問題；監(jiān)測資料無法滿足實(shí)時和準(zhǔn)確性要求，難以支撐咨詢、審查驗(yàn)收要求。

除大壩混凝土溫度控制外，混凝土碾壓質(zhì)量也是碾壓混凝土重力壩施工質(zhì)量控制的主要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到大壩安全。傳統(tǒng)的碾壓混凝土壩施工質(zhì)量主要由人工通過巡檢、旁站等方式進(jìn)行控制，受人為因素影響大，質(zhì)量控制的精度低，缺乏高精度、自動化的施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控手段與方法。如何減少人為因素影響，對施工過程進(jìn)行精細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)高精度、自動化的碾壓混凝土壩施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控，是亟待解決的科學(xué)問題。與施工質(zhì)量控制常規(guī)方法相對應(yīng)的是施工質(zhì)量實(shí)時監(jiān)控方法，通過實(shí)時監(jiān)控相關(guān)施工參數(shù)，可連續(xù)、實(shí)時、精確地對施工過程質(zhì)量進(jìn)行控制。

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，利用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行大壩施工質(zhì)量、施工期運(yùn)行期工作性態(tài)的監(jiān)控已成為保障大壩安全的新手段。混凝土壩數(shù)字監(jiān)控也成為當(dāng)今壩工領(lǐng)域的重要研究方向，智能監(jiān)控更進(jìn)一步，利用先進(jìn)的GPS 技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、自動化監(jiān)測技術(shù)、數(shù)值仿真技術(shù)和自動控制技術(shù)，開發(fā)包含大壩施工信息管理、自動化數(shù)據(jù)采集、仿真反饋分析和預(yù)警決策支持及智能反饋控制等模塊的大壩智能監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大壩施工期和運(yùn)行期各種施工和監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動獲取和高效管理、大壩施工期運(yùn)行期安全狀況的實(shí)時評估和預(yù)測以及大壩質(zhì)量與安全風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警和反饋控制，最終實(shí)現(xiàn)大壩全過程的質(zhì)量與安全狀態(tài)實(shí)時可控。

2 項(xiàng)目研發(fā)

2.1 建設(shè)目標(biāo)

(1)對黃登水電站大壩建設(shè)質(zhì)量(混凝土溫控和澆筑碾壓環(huán)節(jié)等)和施工進(jìn)度進(jìn)行在線實(shí)時監(jiān)測和反饋控制。

(2)將大壩碾壓質(zhì)量、溫控、倉面施工、壩面檢測以及大壩施工進(jìn)度等信息進(jìn)行集成管理，為大壩建設(shè)質(zhì)量和進(jìn)度監(jiān)控，以及壩體安全診斷提供信息應(yīng)用和支撐平臺。

(3)為實(shí)現(xiàn)黃登工程綜合信息(施工期和運(yùn)行期)數(shù)字化管理提供基礎(chǔ)。有效提升黃登水電工程建設(shè)的管理水平，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的創(chuàng)新化管理，為打造優(yōu)質(zhì)精品工程提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障。

(4)為大壩樞紐的安全鑒定、竣工驗(yàn)收及今后的運(yùn)行管理提供數(shù)據(jù)平臺。

2.2 系統(tǒng)總體框架

系統(tǒng)采用模塊化開發(fā)，在統(tǒng)一的系統(tǒng)綜合管理平臺基礎(chǔ)上，按使用功能劃分為工程信息管理系統(tǒng)、施工過程智能監(jiān)控及質(zhì)量評價系統(tǒng)(見圖1、2)。其中，施工過程智能監(jiān)控及質(zhì)量評價系統(tǒng)包括混凝土施工工藝監(jiān)控系統(tǒng)、混凝土溫度控制監(jiān)控系統(tǒng)、大壩基礎(chǔ)灌漿監(jiān)控系統(tǒng)、大壩安全檢測系統(tǒng)等4個子系統(tǒng)。系統(tǒng)預(yù)留接口，可進(jìn)一步實(shí)施大壩運(yùn)行后評價系統(tǒng)等功能模塊。實(shí)現(xiàn)全方位、全過程、數(shù)字化、信息化、智能化管理。

圖1 系統(tǒng)框架

圖2 系統(tǒng)登陸入口、中心數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)交換總線

2.3 項(xiàng)目功能

2.3.1工程信息管理

工程信息管理系統(tǒng)包含施工組織設(shè)計(jì)、質(zhì)量檢查結(jié)果、施工過程數(shù)據(jù)上報(bào)審批等功能，主要實(shí)現(xiàn)工程信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理以及參建各方的工作協(xié)同。系統(tǒng)通過全面繼承設(shè)計(jì)成果、管理施工工藝過程、形成完整的工程數(shù)字化檔案。系統(tǒng)通過對大壩澆筑過程中計(jì)劃、設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量的數(shù)據(jù)，以及試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)的采集、分析、統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)施工數(shù)據(jù)的集成化管理，為施工過程的全面管控提供支持。

(1)施工計(jì)劃管理的錄入實(shí)現(xiàn)施工計(jì)劃管理的信息化，方便了各單位對施工計(jì)劃的查詢管理。

(2)工程信息管理系統(tǒng)的使用使得倉面設(shè)計(jì)、澆筑準(zhǔn)備、開倉申請、施工配 料的流程環(huán)環(huán)相扣，上一過程完成，下一過程才能開始，實(shí)現(xiàn)施工過程精細(xì)化管理。

(3)試驗(yàn)檢測信息模塊數(shù)據(jù)錄入，實(shí)現(xiàn)施工中混凝土原材料、半成品、成品 的試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)實(shí)時管理，通過與質(zhì)量指標(biāo)的對比，管理人員可及時掌握混凝土 材料質(zhì)量情況，提高試驗(yàn)檢測分析的準(zhǔn)確率和工作效率。

(4)系統(tǒng)通過工序質(zhì)量評定流程，全面管理了工序驗(yàn)收、質(zhì)量評定、質(zhì)量缺陷數(shù)據(jù)，自動將工序驗(yàn)收資料根據(jù)評定標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)設(shè)算法自動生成單元評定的優(yōu)良 等級，減少人為干預(yù)，提高評定的準(zhǔn)確性。同時系統(tǒng)可通過對工序數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，及時掌握各部位、各時間段內(nèi)，各工序的質(zhì)量分布情況。

(5)系統(tǒng)可動態(tài)管理設(shè)計(jì)、施工過程中各類資料，進(jìn)行分類整編，統(tǒng)一存儲，利用功能強(qiáng)大的多維度檢索引擎實(shí)現(xiàn)資料的查閱與共享。通過資料的及時管理，有效控制了竣工歸檔資料的缺失。通過綜合查詢功能實(shí)現(xiàn)各類共享數(shù)據(jù)的輸出，方便施工資料數(shù)據(jù)的查詢和分析。

2.3.2大壩混凝土施工工藝監(jiān)控

大壩混凝土施工工藝監(jiān)控及質(zhì)量評價系統(tǒng)通過對拌和樓拌和數(shù)據(jù)、混凝土出機(jī)口性能數(shù)據(jù)、混凝土壓實(shí)度信息的采集以及對施工現(xiàn)場碾壓、平倉機(jī)械的實(shí)時 監(jiān)控，同時運(yùn)用反饋機(jī)制對施工混凝土工工藝和施工質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時控制。監(jiān)控大壩碾壓混凝土施工過程，規(guī)范了碾壓施工作業(yè)，為碾壓混凝土施工質(zhì)量提供保障，并為現(xiàn)場施工和監(jiān)理提供有效的管理控制平臺(見圖3)。

圖3 施工工藝監(jiān)控子系統(tǒng)倉面層間間歇時間實(shí)時監(jiān)控界面

(1)混凝土施工工藝監(jiān)控系統(tǒng)投入使用以后，該系統(tǒng)已完成了多個碾壓混 凝土澆筑倉的實(shí)時監(jiān)控任務(wù)。監(jiān)控顯示施工結(jié)果滿足碾壓標(biāo)準(zhǔn)遍數(shù)及以上比例的 澆筑倉超過 90%，無明顯漏碾、欠碾?yún)^(qū)域。通過該系統(tǒng)質(zhì)量管理人員可以在施工 過程中實(shí)時查看碾壓軌跡、行走速度、碾壓遍數(shù)、碾壓高程、激振力等參數(shù)，方 便了現(xiàn)場監(jiān)管和控制，保證了施工質(zhì)量要求。同時系統(tǒng)還自動保留了完整的平倉 碾壓施工過程數(shù)據(jù)，使得碾壓施工過程全程可追溯。

(2)系統(tǒng)通過移動端實(shí)時收集混凝土在各個階段的質(zhì)量檢測信息。保證各項(xiàng)施工數(shù)據(jù)的全面獲取，確保數(shù)據(jù)的全面采集與分析。

(3)混凝土拌和樓生產(chǎn)信息遠(yuǎn)程自動采集分析系統(tǒng)自動完成采集混凝土生 產(chǎn)數(shù)據(jù)信息并將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。系統(tǒng)可根據(jù)需要生成各個時段的材料統(tǒng) 計(jì)圖形報(bào)告，方便各單位在施工結(jié)束后對拌和樓生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)分析。

(4)大壩混凝土施工工藝監(jiān)控系統(tǒng)的使用使得碾壓施工質(zhì)量能夠用具體的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來判斷碾壓施工質(zhì)量是否合格，可彌補(bǔ)傳統(tǒng)人工監(jiān)控的缺點(diǎn)。保證大壩碾壓混凝土施工過程規(guī)范、質(zhì)量優(yōu)良。

2.3.3混凝土溫度控制

大壩混凝土溫控智能監(jiān)控子系統(tǒng)(見圖4)運(yùn)用自動、半自動、人工錄入3種方式對出 機(jī)口溫度、入倉溫度、澆筑溫度、混凝土內(nèi)部溫度、冷卻水水溫水壓、通水流量 等20多種溫控要素進(jìn)行全面采集，完成對溫控施工的實(shí)時評估與預(yù)警，并自動 計(jì)算出通水預(yù)測流量，通過施工現(xiàn)場溫度流量智能控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)個性化的智能 通水與控制。

圖4 高碾壓混凝土壩施工防裂全過程智能監(jiān)控方法

(1)黃登電站施工過程中運(yùn)用大壩混凝土溫控智能監(jiān)控系統(tǒng)完成了主壩所有澆筑單元的溫度信息采集和通水智能控制。基本實(shí)現(xiàn)了主壩個性化的無人為干預(yù)的混凝土內(nèi)部溫度信息自動采集和個性化智能通水，節(jié)約了大量人力。

(2)系統(tǒng)結(jié)合半自動方式實(shí)時錄入入倉溫度信息和澆筑溫度信息，對已經(jīng)澆筑的大壩混凝土入倉、澆筑溫度已實(shí)現(xiàn)了溫度信息合格率的自動分析。

(3)大壩溫控智能監(jiān)控系統(tǒng)使得所有大壩內(nèi)部溫度信息可自動采集，對所有冷卻通水管路可以自動調(diào)控，且能夠嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通水，取代人工操作而降低了錯誤率、減輕了人力勞動。

2.3.4大壩基礎(chǔ)灌漿監(jiān)控

大壩基巖灌漿監(jiān)控系統(tǒng)(見圖5)覆蓋了灌漿施工的設(shè)計(jì)、計(jì)劃、施工等多個階段，從單元孔段的定義到施工過程數(shù)據(jù)、質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)的采集，到最終的單孔驗(yàn)收、成果整理分析，提供全過程的單元、孔、段、灌次、時程數(shù)據(jù)的管理和分析，保證了設(shè)計(jì)、施工、檢查等灌漿資料的完整性，提高灌漿成果資料整理的工作效率。

圖5 大壩基巖灌漿監(jiān)控系統(tǒng)加漿量實(shí)時監(jiān)控界面

通過應(yīng)用系統(tǒng)對灌漿數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)了各個孔段的灌漿數(shù)據(jù)實(shí)時自動獲取，和灌漿數(shù)據(jù)圖形化分析。相較于傳統(tǒng)分析記錄節(jié)約了大量人力物力，且生成的成果精確直觀，極大的方便了灌漿施工成果分析。

2.4 項(xiàng)目實(shí)施總體情況

2015年3月，項(xiàng)目研發(fā)完成，并首次在黃登大壩第一倉混凝土施工中得到應(yīng)用。此后，系統(tǒng)通過不斷完善和補(bǔ)充，在黃登、大華橋水電工程得到成功應(yīng)用。2018年4月12日，黃登水電站大壩最后一倉混凝土澆筑完成。

目前黃登水電站大壩已順利封頂，累計(jì)完成混凝土超過350萬m3；工程已于2017年11月下閘蓄水；1號、2號、3號機(jī)組已分別于2018年7月5日、7月12日、8月16日投產(chǎn)發(fā)電，較可研規(guī)劃分別提前約6個月、8.5個月和11.5個月。

3 系統(tǒng)亮點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)

通過系統(tǒng)地總結(jié)和提煉，數(shù)字黃登系統(tǒng)主要創(chuàng)新點(diǎn)和亮點(diǎn)主要如下：

(1)首次系統(tǒng)建立了200 m級高碾壓混凝土壩全過程、全環(huán)節(jié)、全要素施工標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量控制指標(biāo)。建立了高碾壓混凝土壩數(shù)字化的原材料檢測、拌合物制備、倉面碾壓、層間結(jié)合、變態(tài)加漿和溫度控制等施工標(biāo)準(zhǔn)、工藝控制、指標(biāo)體系；建立了混凝土智能溫控指標(biāo)體系和標(biāo)準(zhǔn)，提出了“基礎(chǔ)溫差適當(dāng)放寬、內(nèi)外溫差從嚴(yán)控制”的高碾壓混凝土重力壩溫控設(shè)計(jì)原則。

(2)首次系統(tǒng)提出200 m級高碾壓混凝土壩施工質(zhì)量數(shù)字監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)。提出了高碾壓混凝土壩倉面升層時間的實(shí)時監(jiān)控方法，實(shí)現(xiàn)了對碾壓混凝土倉面層間結(jié)合時間的實(shí)時動態(tài)管控；提出了高碾壓混凝土壩變態(tài)混凝土加漿量實(shí)時監(jiān)控方法，實(shí)現(xiàn)了對于變態(tài)混凝土加漿量的實(shí)時控制。提出了高碾壓混凝土壩全過程防裂智能溫控方法，實(shí)現(xiàn)了溫控全要素實(shí)時感知與互聯(lián)互通，開裂風(fēng)險(xiǎn)的智能分析以及混凝土溫控施工全過程反饋控制。

(3)創(chuàng)建了高碾壓混凝土壩閉環(huán)控制的全過程信息化管控平臺。將原材料檢測、混凝土生產(chǎn)、碾壓質(zhì)量控制、溫度智能控制、施工工藝監(jiān)控、大壩基礎(chǔ)灌漿監(jiān)控、安全監(jiān)測、決策支持、運(yùn)行管理等環(huán)節(jié)有機(jī)融合，形成了一個閉環(huán)控制的全過程信息化管控平臺。

4 實(shí)施效果

黃登水電站致力于打造“優(yōu)質(zhì)精品工程”、“流域窗口示范工程”，進(jìn)而爭創(chuàng)“國家優(yōu)質(zhì)工程”，應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)，研發(fā)和實(shí)施了數(shù)字黃登·施工管理信息化系統(tǒng)，取得應(yīng)用效果主要如下：

(1)辦公成本節(jié)約。通過施工流程電子化管理，采用先電子流程審核、后實(shí)物打印的模式，預(yù)計(jì)文件資料打印成本可降低40%；人員交通成本可降低20%。

(2)節(jié)省溫控通水費(fèi)用。相對于傳統(tǒng)人工經(jīng)驗(yàn)調(diào)整溫控通水控制要素，智能溫控可實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場溫控?cái)?shù)據(jù)的及時、準(zhǔn)確、全面獲取；對通水流量和溫控質(zhì)量進(jìn)行精細(xì)化控制。其一方面提高溫控施工質(zhì)量，另一方面可大量節(jié)省冷卻通水量和人力；同時更能適應(yīng)現(xiàn)場惡劣條件。黃登水電站混凝土方量350萬m3，混凝土澆筑中使用智能溫控系統(tǒng)，每天可節(jié)省人力約50人；節(jié)約冷卻通水水量15%左右；溫控標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時優(yōu)化調(diào)整將最高溫度標(biāo)準(zhǔn)放寬2℃，混凝土冷卻量減小了4℃，經(jīng)測算，綜合成本共節(jié)約約6 000萬元。

(3)人員投入減少，工作效率提高。通過自動化、數(shù)字化的數(shù)據(jù)采集手段，現(xiàn)場施工過程數(shù)據(jù)采集效率提高，高峰期現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集人員顯著減少；生產(chǎn)數(shù)據(jù)資料與成果整理全部通過系統(tǒng)自動生成，節(jié)省管理人員大量數(shù)據(jù)整理、校對的時間，更注重最終的成果分析，人員工作負(fù)荷顯著降低；通過施工流程電子化管理，成果與信息的跨單位流轉(zhuǎn)和反饋效率提高；原始數(shù)據(jù)與過程數(shù)據(jù)集中存放在系統(tǒng)中進(jìn)行管理，竣工資料整理的周期大大縮短，工作量大幅減少，效率顯著提高。

(4)工作質(zhì)量提高。所有施工過程數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)綜合管理平臺集中統(tǒng)一管理，數(shù)據(jù)完整性非常高，形成完整的工程數(shù)字化檔案。信息可以實(shí)現(xiàn)工程參建各方的共享，直接為工程的設(shè)計(jì)、施工組織與質(zhì)量管理服務(wù)。施工過程質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)(如碾壓質(zhì)量監(jiān)控、溫度監(jiān)控、灌漿監(jiān)控等)可以做到對現(xiàn)場施工的及時監(jiān)控和精細(xì)化控制，可隨時了解現(xiàn)場的綜合狀況，及時分析、快速反饋，有效降低風(fēng)險(xiǎn)，提高工程質(zhì)量。

(6)掌握核心技術(shù)。系統(tǒng)研發(fā)后能形成多項(xiàng)專利和自主知識產(chǎn)權(quán)，目前已累計(jì)取得3項(xiàng)發(fā)明專利、6項(xiàng)實(shí)用新型專利及5項(xiàng)軟件著作權(quán)，其他積極申報(bào)待批的知識產(chǎn)權(quán)還有約15項(xiàng)。2018年9月16日，經(jīng)大壩工程學(xué)會組織專家評審，“200 m級高碾壓混凝土壩數(shù)字化建設(shè)創(chuàng)新與實(shí)踐”技術(shù)成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

(7)其他。項(xiàng)目的研發(fā)及應(yīng)用有力推動了黃登水電站大壩建設(shè)的質(zhì)量，極大地提升了電站建設(shè)質(zhì)量管理水平；在此基礎(chǔ)上，黃登水電站成功實(shí)現(xiàn)了“一年三投”發(fā)電目標(biāo)，較可研規(guī)劃分別提前約6個月、8.5個月和11.5個月，提前發(fā)電產(chǎn)生效益顯著。

5 結(jié) 語

基于高碾壓混凝土壩數(shù)字化建設(shè)的相關(guān)系統(tǒng)，已成功應(yīng)用于黃登、大華橋等水電工程，并將繼續(xù)向?yàn)跖垺⑼邪偷裙こ踢M(jìn)一步推廣應(yīng)用。本項(xiàng)目研究和應(yīng)用成果在以下4個方面可促進(jìn)了我國筑壩水平的提升：一為大體積混凝土溫控施工質(zhì)量提供直接技術(shù)支撐，二為系統(tǒng)總結(jié)提高混凝土溫控設(shè)計(jì)理論水平提供資料支撐；三為混凝土壩工程驗(yàn)收提供直接依據(jù)；四為碾壓混凝土大壩施工質(zhì)量監(jiān)控提供示范，本項(xiàng)目可擴(kuò)展至大壩施工質(zhì)量監(jiān)控的其他方面，實(shí)現(xiàn)混凝土壩施工期工作性態(tài)的“可知”和“可控”，填補(bǔ)國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的空白。本項(xiàng)目的研究成果還可應(yīng)用于水電行業(yè)大體積混凝土施工尤其是混凝土壩的建設(shè)，也可向核電、港口等其他行業(yè)推廣，應(yīng)用前景廣闊。

基于現(xiàn)有的“數(shù)字黃登”系統(tǒng)及預(yù)留接口，系統(tǒng)在推廣應(yīng)用時還可在如下幾方面實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的提升。

(1)建立大壩混凝土溫控反演及反饋分析子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基于監(jiān)測信息的混凝土溫度場自動反饋仿真分析。以大壩施工工藝監(jiān)控、大壩混凝土溫度控制監(jiān)控及大壩安全監(jiān)測的相關(guān)數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，運(yùn)用大體積混凝土溫度場及溫度應(yīng)力三維有限元分析程序、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)混凝土熱、力學(xué)性能及邊界條件的反演分析，確保仿真計(jì)算得到的溫度場反映現(xiàn)場實(shí)際情況。利用反演參數(shù)，進(jìn)行大壩施工期溫度場及溫度應(yīng)力跟蹤仿真分析或某一典型時段壩體溫度和應(yīng)力的預(yù)測分析，確保溫控防裂預(yù)警的實(shí)時性和準(zhǔn)確性，用于指導(dǎo)大壩溫控措施的優(yōu)化調(diào)整及評估大壩工作性態(tài)和安全性。

(2)基于大壩施工期結(jié)束后生成的BIM模型，建立大壩運(yùn)行期后評價系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對碾壓混凝土壩進(jìn)行全生命周期的數(shù)字監(jiān)控和質(zhì)量管理。大壩運(yùn)行期的主要任務(wù)轉(zhuǎn)為壩體工程的安全監(jiān)測，基于大壩施工期結(jié)束后生成的BIM模型，建立大壩運(yùn)行期后評價系統(tǒng)，以結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)評估為中心，以GIS為協(xié)同、管理平臺的水電工程全生命周期安全管理的思路。在工程全生命周期中的各個階段，始終以工程風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)學(xué)指標(biāo)進(jìn)行控制，采用協(xié)同管理模式，通過集成的工程統(tǒng)一BIM數(shù)字模型進(jìn)行信息交流、反饋和風(fēng)險(xiǎn)分析，進(jìn)而做出相應(yīng)的管理決策。運(yùn)行期后評價系統(tǒng)可包括以下功能：①監(jiān)測信息的有效管理與可視化查詢、分析。通過運(yùn)行BIM中布設(shè)的監(jiān)測設(shè)備模型，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測信息的有效管理與可視化查詢、分析等功能。②壩體運(yùn)行期安全監(jiān)測與評價。針對壩體變形、應(yīng)力、滲漏量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及發(fā)展變化對壩體的工作形態(tài)進(jìn)行評價，提出必要的工作處理措施；跟蹤壩基滲漏量情況評價壩基基礎(chǔ)處理效果；依據(jù)聲波長觀測孔的測量數(shù)據(jù)了解壩基受力狀況，評價壩體的安全性能。③考慮壩體材料老化的長期安全性評價。④壩體運(yùn)行期加固設(shè)計(jì)及歷史信息管理。⑤壩體潰壩分析、壩體運(yùn)行期安全預(yù)警及應(yīng)急預(yù)案制定。⑥綜合以上信息，可建立基于BIM的數(shù)字壩體運(yùn)行期安全控制與調(diào)度平臺。