水利水電工程中的現代施工技術及管理策略分析

河海大學，江蘇 南京 210098

水利水電工程的施工時間較長、工程量較大，涉及多個不同專業之間的配合，應加強對工程的施工管理，提高施工質量。在科技迅速發展的今天，應將自動控制技術、機電一體化技術、信息技術和供電技術等與水利水電工程施工技術進行深度融合，從而提高工程的施工質量和技術水平。文章首先分析了工程所涉及的基本內容和施工風險點及施工技術要點，然后具體闡述了水利水電工程項目的現代施工技術，最后分析了工程的施工安全管理和施工質量管理策略。

1 水利水電工程

水利水電工程涉及的內容較多，包括水力學、機電工程學、工程管理等，可以與現代信息技術、自動控制技術以及工程管理理念相結合，是綜合性較強的工程。水利水電工程的施工建設地點一般離市區較遠，故應充分保證施工材料的供應，保證施工進度，克服施工環境方面的困難[1]。為了保證項目的有序施工，應加強對工程項目中的風險點管理，包括外部風險因素和內部風險因素。對于施工材料的管理，應保證材料所存放的環境溫度和濕度等符合要求，并及時清理材料中混入的泥沙等雜質，保證材料的質量不受影響。同時應嚴格把關材料的采購，降低因材料質量問題造成的施工風險。此外，應把握施工的各個技術要點，進而提高施工質量。

2 水利水電工程中的現代施工技術

2.1 信息技術

在水利水電工程中應用了信息技術，如GIS地理信息系統，利用該系統可以對水利水電工程中的各類信息進行智能化分析。同時對水電水利工程基礎地理信息數據獲取、BIM與三維GIS集成、三維可視化應用等方面進行研發與應用實踐，為水電水利工程勘察、設計、運維的信息化與智能化提供支撐。在實際應用中采用插件式三維GIS平臺，可提供道路、隧洞、橋梁等設施的參數化設計及工程量自動計算、多元數據綜合分析與可視化等相關功能[2]。同時，在水利水電工程的設計階段，可以采用BIM技術進行輔助設計，并采用復雜BIM模型自動分解與重構方法，使大型BIM模型在三維GIS平臺中既保留了必要的模型細節，又減小了數據量。

除了信息化軟件的應用，信息化系統在水利水電工程中也具有較大的應用控制。利用信息技術可以構建閘門監控系統、水文自動監測系統以及工程施工的數字化管理系統，該方法的基本原理如圖1所示。該系統通過將管理平臺搭建在施工工程的中心點上，使管理平臺輻射范圍更廣。該平臺的軟件架構可以采用分布式的布置方式，運用多種不同的通信方式實時采集工程施工現場的數據信息[3]。通過設置身份信息注冊模塊，使進入該管理平臺的系統網絡需要進行實名認證，保證了該管理平臺網絡的安全性能。通過對施工數據的實時儲存，可以實時掌握現場的施工情況，從而有效管控工程的施工質量和施工安全水平，提高施工管理的數字化水平。

圖1 水利水電工程施工的數字化管理方法

從圖1可知，利用水利水電工程施工過程的數字化管理方法，可以對整個水利水電工程施工過程進行有效監控，并根據所監測到的施工情況，進行相應的控制。對于施工現場的數據采集方式，可以通過攝像頭或其他傳感器進行采集，并將所采集的數據傳輸到云端進行存儲，實現對工程施工現場的智能化管理和控制。此外，根據所掌握的施工現場的數據信息，還可以對施工現場的安全水平進行相應的預測，使工程中的各類風險點都能夠得到有效管控，保障工程的施工安全。

2.2 自動化施工技術

自動化和智能化是今后社會的重要發展方向，在水利水電工程的施工過程中，可以將自動化技術和水利水電工程施工技術深度融合，提高工程的施工效率和質量。同時水利水電工程需要采用機電設備進行施工，在機電系統中采用自動化控制技術，可以構建機電一體化系統，提高機電控制系統的控制性能，并且提高施工效率，其中機電一體化控制系統原理如圖2所示。

圖2 機電一體化控制系統原理圖

從圖2可知，在水利水電工程中的機電控制系統的運行中，控制系統的輸出量可以通過反饋控制環節，將反饋信號傳輸到輸入部分，與輸入量一起疊加后傳入控制系統，從而提高控制系統的性能，并將所輸出的控制信號傳輸到執行機構子系統中，完成整個自動化控制過程[4]。在自動化控制系統中，需要控制子系統和執行機構子系統之間協調配合，保證自動化控制系統的各項功能都能夠可靠發揮。在水利水電工程的施工過程中，采用電氣自動化系統和機械自動化系統，可以實現水利水電工程各個模塊的自動化施工作業，保證施工效率和施工質量。

2.3 風光互補發電系統

水利水電工程的規模較大，用電負荷總量較大，同時對供電可靠性要求較高，一般需要采用專門的施工專變，保證水利水電工程的可靠電力供應。由于水利水電工程的施工地點一般較為偏遠，如果為了工程需要遠距離架設電力線路，則會明顯增加工程的施工成本。為了提高工程項目的經濟性，可以就地開發利用風光互補發電系統，降低水利水電工程的用電成本，其中風電和光伏的典型發電特性曲線如圖3所示。

圖3 風電和光伏的典型發電特性曲線

從圖3可知，風電和光伏在發電特性上存在明顯的互補特性，夜間風電的出力水平較高，白天的光伏發電量較大，故從全天整個時段來看，發電系統的出力特性較為平緩，不會對系統造成較大的沖擊。在水利水電工程項目施工過程中，就地開發地利用風光互補發電系統，可以降低電力線路的架設長度，還可以選用容量較小的變壓器，從而有效降低施工成本。

3 水利水電工程的管理策略

3.1 水利水電工程的安全管理

在水利水電工程的施工過程中，應時刻把握安全的基本原則，不能因縮短施工周期或者降低施工成本，而帶來施工安全隱患。對于施工人員的安全管理，應加強對現場施工人員的安全培訓和技術培訓，提高施工人員的安全意識，尤其加強施工管理人員的培訓，強化安全管理。此外，在水利水電工程的施工現場中，存在著大量的設備和材料，故應加強對現場材料的安全管理。如果發現施工現場存在較大的施工安全隱患，則應及時采取適當的措施進行解決，保證施工安全。

3.2 水利水電工程的質量管理

施工質量是工程項目的生命線，在施工管理過程中，應協調好施工進度、施工成本和施工質量之間的關系。在施工管理的過程中，應堅持不能為了壓縮施工成本而降低施工質量的原則，同時也不能為了加快施工進度而忽視施工質量。健全施工組織管理制度是提高施工質量的措施之一，應強化施工質量考核制度。此外，積極采用現代化的施工新技術也是提高施工質量的重要保證，加強技術監督，提高施工技術水平。

4 結束語

水利水電工程是重要的基礎工程之一，提高水利水電工程的施工技術水平和施工質量具有較強的必要性。文章所分析的水利水電工程中的現代化施工技術和管理策略，可以在實際的水利水電工程施工中進行應用，從而促進水利水電工程施工技術的進一步發展。