面板堆石坝坝面作业动态仿真与资源优化研究

《面板堆石坝坝面作业动态仿真与资源优化研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、三峡大学硕士学位论文引言面板堆石坝是目前我国水利工程中应用较为广泛的坝型之一，由于其施工速度快、造价低，近年来得到了广泛的应用。然而在施工过程中由于受自然、人为影响因素较多，在进行施工组织和规划时存在较多的不确定性，也为施工组织设计的编写带来了较大的困难。近年来计算机仿真技术在水利工程中的应用越来越广泛，也取得了较为可观的成果。本文对面板堆石坝施工过程中的各种影响因素进行分析和整理，建立了面板堆石坝坝面作业仿真流程，利用系统仿真的方法开发了施工过程仿真系统，通过对实际工程的应用分析，证明系统能够满足实际施工管理需求，能够有效地辅助工程施

2、工管理。1三峡大学硕士学位论文1.绪论1.1.研究背景近年来，由于我国的经济规模不断增长，经济发展对于电能的需求量急速上升，同时为了满足环保及节能减排的要求，大量的清洁能源，特别是水电能源已经成为我国能源结构中不可替代的部分，越来越多的水电工程正在规划、设计和建设当中，面板堆石坝对地质条件极强的适应性及经济性已经成为越来越多的工程的首选坝型。混凝土面板堆石坝建设发源于美国，自19世纪末建成54m高的Movena坝以来，至今已有100多年的历史。早期的填筑技术主要以抛填堆石为主，但是由于当时施工技术的限制，抛填堆石变形过大、面板和接缝损坏

3、而导致大量渗漏，使面板堆石坝建设处于停滞的状态，直到1965年以后，由于振动碾和薄层碾压堆石的推广应用，限制了堆石体变形，使面板堆石坝的建设重新兴起，随后建成了一批高坝。我国从1985年引进现代技术建设西北口混凝土面板堆石坝以来，筑坝技术稳步快速发展，走过了一条“引进消化、自主创新、突破发展”之路。我国面板堆石坝几乎遍布全国，涉及各种不利的地形、地质条件和气候条件，由于其具有优越的安全性、经济性和适应性，已经成为一种富有竞争力的新坝型，目前已经大量应用于大型水库和大型水电站的修建，和拱坝、碾压混凝土坝一同成为当前三大坝型。根据相关资料统

4、计，截止到2009年年底，我国坝高在30m以上的面板堆石坝已达180座，在建约50座，拟建约40座，其中坝高在150m以上的有26座。我国目前已建成的面板堆石坝最高的是清江水布垭水电站，坝高233m，同时也是当前世界上最高的面板堆石坝；规模最大的水电站是南盘江天生桥一级水电站，该坝坝顶全长3231104m，填筑量约为1800万m，面板总面积约17.7万m，总库容102.57亿m，最3大泄洪流量21750m/s。我国面板堆石坝的建坝数量目前位居世界第一，无论是坝高和工程规模，还是技术难度都处于世界前列。面板堆石坝一般来说工程规模较大，枢纽

5、建筑物数量繁多，施工组织条件复杂。在建设过程中为了提高工程的经济效益，缩短工程建设工期，在施工中往往采用多工种、多个工作面平行或者交叉作业，随着施工机械化程度的提高，工程建设的进度也随之加快，对与物料、机械等各项资源的需求量也随之增加，施工中物料生产供应系统、道路运输系统、坝体施工系统之间的相互关系也日益复杂。且由于面板堆石坝体型巨大，填筑方量从几百万方到几千万方，上坝强度高，运输量大，施工机械数量多，因此施工组织设计中需要对影响施工的各种因素进行统一、合理的规划。若其中任意一个环节出现“瓶颈”，必定会对整个坝体填筑进度造成影响，造成工

6、期和经济上的损失。2三峡大学硕士学位论文传统的施工组织设计是根据以往的施工组织设计方案或类似工程经验确定出上坝生产率，然后通过上坝生产率安排和确定施工机械，在此过程中需要考虑供料点、中转料场、弃渣场、道路布置等一系列的影响因素，每个方案的确定都需要耗费大量的人力、物力和时间，而在设计阶段需要同时进行多个方案的设计和优选；在每个方案中需对施工中的各种资源（包括人力，物力及财力）进行有效的配置和使用，以满足工程的需求，达到节约工期和降低投资的目的。以上提到的工作既重复又枯燥。而计算机仿真技术成为解决此类问题的最佳途径。计算机仿真技术应用于水

7、利水电工程中已经十分广泛，在我国最早应用于二滩水电站混凝土浇筑计划的编排，随后的二十多年里，其应用范围逐步扩大到拱坝、碾压混凝土坝、土石坝、面板堆石坝、地下洞室的施工过程仿真、施工组织管理、方案优化等方面，研究模型从静态发展到动态、从二维发展到三维甚至四维、从辅助设计到施工管理等各个方面。经过国内外的多所院校和研究机构深入的研究，已经形成了一定的理论体系和应用范围。然而受计算机软硬件及理论的限制，仿真依然存在许多需要深入研究和解决的问题，同时也具有相当广阔的应用前景。1.2.国内外研究现状1973年第十一届国际大坝会议上，D.H.Bas

8、sgen首次结合混凝土重力坝施工提出了混凝土浇筑过程模拟，在满足施工浇筑系统实际存在的各项条件和施工准则的情况下，利用计算机模拟技术，针对缆机浇筑进行了浇筑模拟计算，给出了缆机在模拟浇筑中的效率、浇筑强度等