CN107862137A - 大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法 - Google Patents

大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法，包括如下步骤：S1，在大坝工程建设过程中，心墙料填筑需要采用分条分幅约束建模；S2，根据心墙料填筑时所需的材料，设置心墙料开采的参数数据；S3，心墙料开采参数数据设置完毕后，开始心墙料填筑施工工程的参数数据设置；S4，将心墙料填筑施工工程的参数数据设置后，对心墙料填筑单层施工可行性进行判断；S5，可行性判断结束，对心墙料的填筑材料顺序进行规划，从而优化大坝工程心墙料的填筑实施过程。本发明实现了在大坝工程建设过程中，心墙料填筑的分条分幅约束建模；根据心墙料填筑时所需的材料，设置心墙料开采的参数数据。

Description

大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法
技术领域
本发明涉及计算机辅助设计领域，尤其涉及一种大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法。
背景技术
目前砾石土心墙堆石坝工程在施工前还没有可以根据设计的施工方案进行工程施工过程仿真模拟的方法，由于工程规模大，施工方案复杂，现有技术难以准确表达工程施工的动态变化过程，而且在大坝工程实际建设过程中，心墙料填筑无法约束建模；没有心墙料开采的参数数据；无法对心墙料填筑施工工程的参数数据进行设置；不能对心墙料填筑单层施工可行性进行判断；对于设计出的施工方案是否合理缺少有效的判断依据。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法，包括如下步骤：
S1，在大坝工程建设过程中，心墙料填筑需要采用分条分幅约束建模；
S2，根据心墙料填筑时所需的材料，设置心墙料开采的参数数据；
S3，心墙料开采参数数据设置完毕后，开始心墙料填筑施工工程的参数数据设置；
S4，将心墙料填筑施工工程的参数数据设置后，对心墙料填筑单层施工可行性进行判断；
S5，可行性判断结束，对心墙料的填筑材料顺序进行规划，从而优化大坝工程心墙料的填筑实施过程。
所述的大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法，优选的，所述S1包括：
S1-1，砾石土心墙料是同层平起施工，为加快施工进度采用分条分幅方法进行施工，基于供料的连续性，其填幅之间实质在时间上是连续作业的，砾石土心墙料的填筑上升进度对大坝工程坝体上升进度具有控制性作用，根据预设心墙料填筑进度调整砾石土料场的供料进度；
S1-2，砾石土料填筑对整个坝体起控制和引导作用，且每个填筑层连续施工；砾石土料填筑不受块石料采块限制，进行连续运输，心墙料填筑的材料运输到整个填筑层，心墙料填筑碾压开始时间通过大坝各填筑区填筑顺序及各填筑区之间的衔接关系确定，心墙料填筑碾压结束时刻、为大坝工程质检开始时刻。
所述的大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法，优选的，所述S2包括：
S2-1，对大坝工程的心墙料填筑时，对料场原料采块工艺时耗进行计算，对开采测量放线时耗进行计算，测量放线时间的计算方法为，
Tcl(i,j)＝SQR[Nzbk(i,j)Tfx(i,j)]，
Tcl(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块的测量放线时间；
Nzbk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块主爆孔数量；Nzbk(i,j)＝SQR[S(i,j)Lzk(i,j)]+1，
Nzbk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块主爆孔数量；
S(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块的采场面积；
Lzk(i,j)为心墙料开采主爆孔炮孔率；
SQR为心墙料开采取整运算；
Tfx(i,j)为心墙料开采单孔测量放线时间。
所述的大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法，优选的，所述S2还包括：
S2-2，在心墙料开采时，计算安装炸药钻孔时耗，
①主爆孔单孔钻孔时耗
Tzbdk(i,j)＝SQR[Htjgd(i,j)Rzj(i)/Xzj(j)]，
Tzbdk(i,j)为心墙料开采主爆孔单孔钻孔时耗；
Htjgd(i,j)为心墙料开采该采层台阶高度；
Rzj(i)为心墙料开采施工机械设备数据库中选择的i种钻机的额定钻孔效率；
Xzj(j)为心墙料开采施工机械设备数据库中各类岩石对应的钻机效率系数；
②主爆孔群孔钻孔时耗
Tzbsh(i,j)＝SQR{[SQR(Nzbk(i,j)/Nzj(i,j))+1][Tzbdk(i,j)+Tzjyw(i)]/Kzjgx(i)}，
Tzbsh(i,j)为心墙料开采主爆孔群孔钻孔时耗；
Nzbk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块主爆孔数量；
Nzbk(i,j)＝SQR[S(i,j)Lzk(i,j)]+1算出；
Nzj(i,j)为心墙料开采施工机械设备库选择钻机时输入的台套数；
Tzbdk(i,j)为心墙料开采主爆孔单孔钻孔时耗；
Tzjyw(i)为心墙料开采施工机械设备库中钻机移动就位时间；
Kzjgx(i)为心墙料开采施工机械设备库中多台联合工作工效；
③预裂孔单孔钻孔时耗计算
Tyldk(i,j)＝SQR[Hyldk(i,j)Rzj(i)/Xzj(j)]
Tyldk(i,j)为心墙料开采预裂孔单孔钻孔时耗；
Hyldk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块预裂孔单孔深度，其中，
Hyldk(i,j)＝Htjgd(i,j)/Ihp(i,j)+Hylzz(i,j)，
Htjgd(i,j)为心墙料开采该采层台阶高度，是上一层底高程减去本采层的底高程所得；
Ihp(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块的后边坡坡比；
Hylzz(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块预裂孔超钻深度；
Rzj(i)为心墙料开采施工机械设备数据库中选择的i种钻机的额定钻孔效率；
Xzj(j)为心墙料开采施工机械设备数据库中各类岩石对应的钻机效率系数；
④预裂孔群孔钻孔时耗
Tylsh(i,j)＝SQR{[SQR(Nylk(i,j)/Nzj(i,j))+1][Tyldk(i,j)+Tzjyw(i)]/Kzjgx(i)}
Tylsh(i,j)为心墙料开采预裂孔群孔钻孔时耗；
Nylk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块预裂孔数量；
Nzj(i,j)为心墙料开采施工机械设备库选择钻机时输入的台套数；
Tyldk(i,j)为心墙料开采预裂孔孔单孔钻孔时耗；
Tzjyw(i)为心墙料开采施工机械设备库中钻机移动就位时间；
Kzjgx(i)为心墙料开采施工机械设备库中多台联合工作工效，无量纲。
⑤钻孔时耗
Tzk(i,j)＝{MAX[Tzbsh(i,j),Tylsh(i,j)]+Tcl(i,j)}/60，
Tzk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块钻孔时耗；
Tzbsh(i,j)为心墙料开采主爆孔群孔钻孔时耗；
Tylsh(i,j)为心墙料开采预裂孔群孔钻孔时耗；
Tcl(i,j)为心墙料开采第i采层j采块的测量放线时间。
所述的大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法，优选的，所述S3包括：
S3-1，对心墙料填筑施工工程的参数数据设置，采用目标工期方法：先计算当前至目标工期之间的天数；然后扣除气候环境限制不能施工的天数；扣除区间节假日，或者不扣节假日；
S3-2，对大坝工程心墙料填筑的工期分配方法：确定心墙料填筑有效施工日，对S3-1的工程时间进行选择，选择之后得到有效施工日，对施工日分配工作进度，计算全部填筑层分得的工期取整求和，与有效施工日的差值分配给填筑顺序在前的工程，因为底部填筑面积大，又在开工初期施工，底层的未有效保证施工完成，因此应优先保证底层填筑；
S3-3，计算砾石土心墙料填筑各层施工开工时间，经过工期分配处理得到各填层的有效施工日，再根据目标层逐层反推得到各填层施工结束日。
所述的大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法，优选的，所述S4包括：
S4-1，对大坝工程单层施工可行性判断，首先对心墙料填筑工期可行性宏观进行判断，如果Tlstwg(i)≤Dlstgro(i)，表示填筑层填筑方案可行，继续进行第i+1层施工计算；反之填筑层填筑施工超时，修改心墙料填筑施工工程的参数数据；Tlstwg(i)为心墙料填筑第i层砾石土料填筑结束时刻；Dlstgro(i)为心墙料填筑砾石土第i层施工结束日；
S4-2，大坝工程心墙料填筑工序间等待时间及匹配性判断，
Tynsjc(i,j,k)＝Tlstylsj(i,j,k)-Tlstnysh(i,j,k-1) k＝2，3...km，
Tynsjc(i,j,k)为心墙料填筑第i层第j条第k幅运料与碾压之间的等待时间；
Tlstylsj(i,j,k)为心墙料填筑第i层第j条第k幅运料时间；
Tlstnysh(i,j,k-1)为心墙料填筑第i层第j条第k-1幅碾压施工时耗；
如果Tynsjc(i,j,k)＝0，k＝2，3...km，那么心墙料填筑运料与碾压完全匹配；
如果Tynsjc(i,j,k)＞0，k＝2，3...km，为等待碾压的状态，参数为MAX(Tynsjc)和MIN(Tynsjc)；如果Tynsjc(i,j,k)＜0，k＝2，3...km，为等待运料的状态，参数为MAX(Tynsjc)和MIN(Tynsjc)；如果Tynsjc(i,j,k)大于0和小于0都存在，则大坝工程心墙料填筑填幅规划差异过大，停止执行下一步操作，进行修复检测；
S4-3，对心墙料填筑的目标工期宏观不可行判断，如果配置运料车辆数已多于最佳使用车辆数，且碾压设备配置已多，并且出现心墙料运料等待的状态，即：
Nys(i)≥Nzjcllst(i)且Tynsjc(i,j,k)＜0，k＝2，3...km，km为填筑石料第i层的最大填幅；
Nys(i)为心墙料填筑选择的轮式运料设备台数；
Nzjcllst(i)为心墙料填筑砾石土料第i层最佳车辆配置数；
Tynsjc(i,j,k)为心墙料填筑第i层第j条第k幅运料与碾压之间的等待时间；
则目标工期难以完成，进行下一个目标工期或目标高程的施工操作；
反之，通过优化施工设备配置完成目标工期，应与现场可提供的设备数量匹配，否则也是不合理的心墙料填筑施工配置方案；
S4-4，对大坝工程施工时，需要对反滤料填筑施工项目进行参数数据配置；
运输、填筑、质检三大坝面工序以及供料运输、供料可行性；要分别对上下游的反滤参数设置三重级别，根据用户的需求调整该反滤参数的获取级别，获取的级别越多，大坝工程建设优化程度高，
S4-5，对大坝工程施工时，需要对粘土来料填筑项目进行参数数据配置，粘土料只能平层平起施工，不分条，只分幅，大坝工程坝底廊道粘土与心墙料填筑砾石土料高程齐平，岸坡接触部位粘土料分层后与接触的材料齐平。
所述的大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法，优选的，所述S5包括：
S5-1，在大坝工程施工中的心墙料填筑遵循如下填筑顺序，建设土石坝大坝工程过程中各填筑心墙料采取平齐填筑，各填筑料填筑顺序和时间紧密衔接，平齐填筑通过分层模式的约束条件实现，约束条件为两层心墙与一层过渡齐平，两层过渡与一层堆石齐平，粘土、心墙和反滤分层一致；
S5-2，进行第一粘土和心墙层底层施工，上下游反滤层施工结束时间为最后一侧粘土和心墙层填筑完的时间；第一粘土和心墙层进行底层施工后，进行第一过渡层施工；
S5-3，第一过滤层施工完毕后，进行代表第二粘土和心墙层底层施工，上下游反滤层施工结束时间为最后一侧粘土和心墙层填筑完的时间；
S5-4，第一粘土和心墙层、第二粘土和心墙层和第一过滤层施工完毕后，进行堆石层施工；
S5-5，堆石层施工的同时，进行第三粘土和心墙层底层施工，上下游反滤层施工结束时间为最后一侧粘土和心墙层填筑完的时间；第三粘土和心墙层进行底层施工后，进行第二过渡层施工；堆石层的施工高程进度与第二过滤层施工高程进度一致；
S5-6，第二过滤层施工完毕后，进行代表第四粘土和心墙层底层施工，上下游反滤层施工结束时间为最后一侧粘土和心墙层填筑完的时间；
S5-7，执行S5-1至S5-6任一步骤时，反滤层都要与相应步骤中的层高齐平，根据大坝工程需要的层数，不断执行S5-1至S5-6，直至大坝工程心墙料填筑完毕。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明实现了在大坝工程建设过程中，心墙料填筑的分条分幅约束建模；根据心墙料填筑时所需的材料，设置心墙料开采的参数数据；同时对心墙料填筑施工工程的参数数据进行设置；实现了心墙料填筑单层施工可行性进行判断；从而优化大坝工程心墙料的填筑实施过程。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明各填筑区考虑搭接填筑顺序示意图；
图2是本发明各填筑区简化后填筑顺序示意图；
图3是本发明工作流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本发明通过工程模型结合施工方案进行6D施工仿真模拟，运用计算机图形显示技术，实现对工程在该设计施工方案下的坝体填筑进度4D计划，资源消耗情况，交通流量状态的可视化模拟展示，为判断施工方案的合理性和调整方案提供有效的依据。
如图3所示，本发明公开一种大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法，包括如下步骤：
S1，在大坝工程建设过程中，心墙料填筑需要采用分条分幅约束建模；
S2，根据心墙料填筑时所需的材料，设置心墙料开采的参数数据；
S3，心墙料开采参数数据设置完毕后，开始心墙料填筑施工工程的参数数据设置；
S4，将心墙料填筑施工工程的参数数据设置后，对心墙料填筑单层施工可行性进行判断；
S5，可行性判断结束，对心墙料的填筑材料顺序进行规划，从而优化大坝工程心墙料的填筑实施过程。
优选的，所述S1包括：
S1-1，砾石土心墙料是同层平起施工，为加快施工进度采用分条分幅方法进行施工，分条分幅的目的是尽快开始施工，分条分幅是相对的，主要便于施工组织和流水线规划，基于供料的连续性，其填幅之间实质在时间上是连续作业的，一般宜集中碾压等施工设备完成一幅，为后续工序提供作业场面。
砾石土料料源来自砾石土料场，一般可以视为连续开采运输，其可以堆存掺配，可以弥补连续性假设，与堆石料不一样的是其不受采块进度限制。砾石土心墙料的填筑上升进度对大坝工程坝体上升进度具有控制性作用，根据预设心墙料填筑进度调整砾石土料场的供料进度，砾石土料场面较为宽阔有加大供料强度的潜能，并可设堆存场来调剂供料进度。
S1-2，砾石土料填筑对整个坝体起控制和引导作用，且每个填筑层连续施工；砾石土料填筑不受块石料采块限制，进行连续运输，心墙料填筑的材料运输到整个填筑层，所以运输及填筑仿真计算以填筑层为对象。砾石土料运输仿真计算方法类似于块石料运输计算方法，心墙料填筑碾压开始时间通过大坝各填筑区填筑顺序及各填筑区之间的衔接关系确定，此外心墙料填筑和大坝工程质检两大工序仿真与土石坝类似，即心墙料填筑碾压结束时刻、为大坝工程质检开始时刻、质检结束时刻及单层施工结束时刻等计算类似堆石料(过渡料)填筑施工仿真。由于砾石土料填筑对整个坝体起控制和引导作用，需要进行单层施工可行性判断，即仿真得到的单层砾石土料填筑结束时刻需与砾石土单层施工结束日进行对比分析，砾石土单层施工结束日采用“目标工期反推法”确定。
优选的，所述S2包括：
S2-1，对大坝工程的心墙料填筑时，对料场原料采块工艺时耗进行计算，对开采测量放线时耗进行计算，
由于预裂孔的间距很小，一般只放两端的孔，中间的有钻机师傅根据间距和岩石条件自行调整，占用时间不多，基本不占直线工期。实际情况是放线一部分后就可以开钻，鉴于测量放线时间不长，为了防止干扰和确保循环工班的完成，视为放线结束后开始钻孔，测量放线时间的计算方法为，
Tcl(i,j)＝SQR[Nzbk(i,j)Tfx(i,j)]，
Tcl(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块的测量放线时间；
Nzbk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块主爆孔数量；Nzbk(i,j)＝SQR[S(i,j)Lzk(i,j)]+1，
Nzbk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块主爆孔数量，个；
S(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块的采场面积，由数字料场数据库给出，m2；
Lzk(i,j)为心墙料开采主爆孔炮孔率，本采块输入参数，个/m2；
SQR为心墙料开采取整运算，
Tfx(i,j)为心墙料开采单孔测量放线时间，min/孔，本采块输入参数。
优选的，所述S2还包括：
S2-2，在心墙料开采时，计算安装炸药钻孔时耗，
①主爆孔单孔钻孔时耗
Tzbdk(i,j)＝SQR[Htjgd(i,j)Rzj(i)/Xzj(j)]，
Tzbdk(i,j)为心墙料开采主爆孔单孔钻孔时耗，min；
Htjgd(i,j)为心墙料开采该采层台阶高度；
Rzj(i)为心墙料开采施工机械设备数据库中选择的i种钻机的额定钻孔效率，min/m；
Xzj(j)为心墙料开采施工机械设备数据库中各类岩石对应的钻机效率系数；
②主爆孔群孔钻孔时耗
Tzbsh(i,j)＝SQR{[SQR(Nzbk(i,j)/Nzj(i,j))+1][Tzbdk(i,j)+Tzjyw(i)]/Kzjgx(i)}，
Tzbsh(i,j)为心墙料开采主爆孔群孔钻孔时耗，min；
Nzbk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块主爆孔数量，个，
由Nzbk(i,j)＝SQR[S(i,j)Lzk(i,j)]+1算出；
Nzj(i,j)为心墙料开采施工机械设备库选择钻机时输入的台套数，台；
Tzbdk(i,j)为心墙料开采主爆孔单孔钻孔时耗，min，
Tzjyw(i)为心墙料开采施工机械设备库中钻机移动就位时间，min；
Kzjgx(i)为心墙料开采施工机械设备库中多台联合工作工效，无量纲。
备注：实际采料爆破中邻边采块有一排缓冲孔，其深度不足台阶高度，但因其是斜孔控制难度较大，实际时耗与钻主爆孔的时耗相当，所以概化统一。
③预裂孔单孔钻孔时耗计算
Tyldk(i,j)＝SQR[Hyldk(i,j)Rzj(i)/Xzj(j)]
Tyldk(i,j)为心墙料开采预裂孔单孔钻孔时耗，min；
Hyldk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块预裂孔单孔深度，m，其中，
Hyldk(i,j)＝Htjgd(i,j)/Ihp(i,j)+Hylzz(i,j)，
Htjgd(i,j)为心墙料开采该采层台阶高度，是上一层底高程减去本采层的底高程所得，有数字料场数据库可换算出，m；
Ihp(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块的后边坡坡比，由数字料场数据库给出；
Hylzz(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块预裂孔超钻深度，本采块输入参数，m。
Rzj(i)为心墙料开采施工机械设备数据库中选择的i种钻机的额定钻孔效率，min/m；
Xzj(j)为心墙料开采施工机械设备数据库中各类岩石对应的钻机效率系数；
④预裂孔群孔钻孔时耗
Tylsh(i,j)＝SQR{[SQR(Nylk(i,j)/Nzj(i,j))+1][Tyldk(i,j)+Tzjyw(i)]/Kzjgx(i)}
Tylsh(i,j)为心墙料开采预裂孔群孔钻孔时耗，min；
Nylk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块预裂孔数量，个；
Nzj(i,j)为心墙料开采施工机械设备库选择钻机时输入的台套数，台；
Tyldk(i,j)为心墙料开采预裂孔孔单孔钻孔时耗，min；
Tzjyw(i)为心墙料开采施工机械设备库中钻机移动就位时间，min；
Kzjgx(i)为心墙料开采施工机械设备库中多台联合工作工效，无量纲。
⑤钻孔时耗
Tzk(i,j)＝{MAX[Tzbsh(i,j),Tylsh(i,j)]+Tcl(i,j)}/60，
Tzk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块钻孔时耗，h；
Tzbsh(i,j)为心墙料开采主爆孔群孔钻孔时耗，min；
Tylsh(i,j)为心墙料开采预裂孔群孔钻孔时耗，min；
Tcl(i,j)为心墙料开采第i采层j采块的测量放线时间，min；
⑥两种钻孔工效匹配性判断
Tzbsh(i,j)/Tylsh(i,j)≥1.3系统提示“主爆孔钻孔滞后”；
Tzbsh(i,j)/Tylsh(i,j)≤0.7系统提示“预裂孔钻孔滞后”。
这样用户就可以重新配置钻机数量或者修改其能力、工效参数，以达到二者基本同步完成，减少等待时间。
⑦钻孔工班数
循环工班的组织是钻爆采料生产的一个重要优化技术参数。
如果MOD[Tzk(i,j),Tzkxh(i,j)]＝0，
Nzkgb(i,j)＝Tzk(i,j)/Tzkxh(i,j)，
反之Nzkgb(i,j)＝SQR[Tzk(i,j)/Tzkxh(i,j)]+1；
Nzkgb(i,j)为心墙料开采钻孔工班数，个；
Tzk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块钻孔时耗；
Tzkxh(i,j)为心墙料开采钻孔作业循环工班，h，本采块输入参数；
MOD为心墙料开采求余函数，如8对3求余为2。
测量放线在整个钻孔过程占用的时间相对较少，但是作为一项必须的工序，系统应考虑它，且如前所述，其放出几个孔，就可以开始钻孔了，直接加入钻孔时间来判定是否出现小工班更符合实际情况。钻孔小工班按下式判断：
如果MOD[Tzk(i,j),Tzkxh(i,j)]/Tzkxh(i,j)≤0.3，提示“末工班为小工班”。
这样就可以修改能力或者效率参数，使其减少一个工班，优化循环工班。
⑧钻孔完工日及最后工日的剩余工时，
如果MOD[Nzkgb(i,j),Nzkd(i,j)]＝0，表示已经是整工班
Dzk(i,j)＝Nzkgb(i,j)/Nzkd(i,j)，
Tzksy(i,j)＝0剩余工时为零，则下一工序只能在次日安排；
反之Dzk(i,j)＝SQR[Nzkgb(i,j)/Nzkd(i,j)]+1，有尾工班，
Tzksy(i,j)＝Tzk(i,j)-SQR[Nzkgb(i,j)/Nzkd(i,j)]Tzkxh(i,j)，
Dzk(i,j)为心墙料开采钻孔占用工日；
Tzksy(i,j)为心墙料开采钻孔剩余工时；
Nzkgb(i,j)为心墙料开采钻孔工班数，个；
Nzkd(i,j)为心墙料开采日钻孔工班数，个，本采块输入参数；
Tzkxh(i,j)为心墙料开采钻孔作业循环工班，h，本采块输入参数；
Tzk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块钻孔时耗，min。
优选的，所述S3包括：
S3-1，对心墙料填筑施工工程的参数数据设置，采用目标工期方法：先计算当前至目标工期之间的天数；然后扣除气候环境限制不能施工的天数；扣除区间节假日，或者不扣节假日；
附图1和2中，1代表第一粘土和心墙层，2代表第一过滤层，3代表第二粘土和心墙层，4堆石层，5代表第三粘土和心墙层，6代表第二过滤层，7代表第四粘土和心墙层。
S3-2，对大坝工程心墙料填筑的工期分配方法：确定心墙料填筑有效施工日，对S3-1的工程时间进行选择，选择之后得到有效施工日，对施工日分配工作进度，计算全部填筑层分得的工期取整求和，与有效施工日的差值分配给填筑顺序在前的工程，一层1天。因为底部填筑面积大，又在开工初期施工，底层的未有效保证施工完成，后续填层不可能实施，因此应优先保证底层填筑。
砾石土料各填筑层运料、铺料、碾压、质检等所有流水工作须在分配工作日内完成。
S3-3，计算砾石土心墙料填筑各层施工开工时间，经过工期分配处理得到各填层的有效施工日，再根据目标层逐层反推得到各填层施工结束日。
优选的，所述S4包括：
S4-1，对大坝工程单层施工可行性判断，首先对心墙料填筑工期可行性宏观进行判断，如果Tlstwg(i)≤Dlstgro(i)，表示填筑层填筑方案可行，继续进行第i+1层施工计算；反之填筑层填筑施工超时，修改心墙料填筑施工工程的参数数据；Tlstwg(i)为心墙料填筑第i层砾石土料填筑结束时刻；Dlstgro(i)为心墙料填筑砾石土第i层施工结束日；
修改方法：将运料车辆配置为最佳车辆数，重新仿真，如果满足工期可行性，再进行工序匹配性判断。如果还不满足，则增加碾压设备，直至满足再进入供需匹配性判断。
S4-2，大坝工程心墙料填筑工序间等待时间及匹配性判断，
Tynsjc(i,j,k)＝Tlstylsj(i,j,k)-Tlstnysh(i,j,k-1) k＝2，3...km，
Tynsjc(i,j,k)为心墙料填筑第i层第j条第k幅运料与碾压之间的等待时间，h；
Tlstylsj(i,j,k)为心墙料填筑第i层第j条第k幅运料时间，h；
Tlstnysh(i,j,k-1)为心墙料填筑第i层第j条第k-1幅碾压施工时耗；
如果Tynsjc(i,j,k)＝0，k＝2，3...km，那么心墙料填筑运料与碾压完全匹配；
如果Tynsjc(i,j,k)＞0，k＝2，3...km，为等待碾压的状态，参数为MAX(Tynsjc)和MIN(Tynsjc)；如果Tynsjc(i,j,k)＜0，k＝2，3...km，为等待运料的状态，参数为MAX(Tynsjc)和MIN(Tynsjc)；如果Tynsjc(i,j,k)大于0和小于0都存在，则大坝工程心墙料填筑填幅规划差异过大，停止执行下一步操作，进行修复检测；
S4-3，对心墙料填筑的目标工期宏观不可行判断，如果配置运料车辆数已多于最佳使用车辆数，且碾压设备配置已多，并且出现心墙料运料等待的状态，即：
Nys(i)≥Nzjcllst(i)且Tynsjc(i,j,k)＜0，k＝2，3...km，
Nys(i)为心墙料填筑选择的轮式运料设备台数，台；
Nzjcllst(i)为心墙料填筑砾石土料第i层最佳车辆配置数，辆；
Tynsjc(i,j,k)为心墙料填筑第i层第j条第k幅运料与碾压之间的等待时间，h。；
则目标工期难以完成，进行下一个目标工期或目标高程的施工操作；
反之，通过优化施工设备配置完成目标工期，可以通过多次模拟试算实现。即使能实现，优化得到的施工设备配置情况，应与现场可提供的设备数量匹配，否则也是不合理的心墙料填筑施工配置方案；
S4-4，对大坝工程施工时，需要对反滤料填筑施工项目进行参数数据配置，
一般反滤料须同层平起施工，其填筑面积不大，不分条只分幅，此分幅也是为流水作业需要，实际是连续的，有制备料堆存场，可以假定为供料充足。
运输、填筑、质检三大坝面工序以及供料运输、供料可行性与砾石土料类似。不同的是，要分别对上下游的反滤参数设置三重级别，根据用户的需求调整该反滤参数的获取级别，获取的级别越多，大坝工程建设优化程度高，
S4-5，对大坝工程施工时，需要对粘土来料填筑项目进行参数数据配置，粘土料只能平层平起施工，不分条，只分幅，其分幅模式和原则与反滤料一样，其施工也是与反滤料类似。大坝工程坝底廊道粘土与心墙料填筑砾石土料高程齐平，岸坡接触部位粘土料分层后与接触的材料齐平。
优选的，所述S5包括：
S5-1，在大坝工程施工中的心墙料填筑遵循如下填筑顺序，
建设土石坝大坝工程过程中各填筑心墙料采取平齐填筑，特殊情况下才存在窄幅先起，各填筑料填筑顺序和时间紧密衔接，平齐填筑通过分层模式的约束条件实现，约束条件为两层心墙与一层过渡齐平，两层过渡与一层堆石齐平，粘土、心墙和反滤分层一致，允许一定的分层误差，平齐填筑亦是根据同样的约束条件实现。实际施工过程中大坝各填筑区之间存在搭接，填筑顺序如图1，简化后的填筑顺序如图2。附图为剖视图，填筑顺序：1→2→3、4同时进行→5(3后进行5)→6(4、5都完成后进行6)→7
S5-2，进行第一粘土和心墙层底层施工，上下游反滤层施工结束时间为最后一侧粘土和心墙层填筑完的时间；第一粘土和心墙层进行底层施工后，进行第一过渡层施工(包括上下游过渡，结束时间为最后一侧填筑完的时间)；
S5-3，第一过滤层施工完毕后，进行代表第二粘土和心墙层底层施工，上下游反滤层施工结束时间为最后一侧粘土和心墙层填筑完的时间；
S5-4，第一粘土和心墙层、第二粘土和心墙层和第一过滤层施工完毕后，进行堆石层施工，(包括上下游堆石，结束时间为最后一侧填筑完的时间)；
S5-5，堆石层施工的同时，进行第三粘土和心墙层底层施工，上下游反滤层施工结束时间为最后一侧粘土和心墙层填筑完的时间；第三粘土和心墙层进行底层施工后，进行第二过渡层施工；堆石层的施工高程进度与第二过滤层施工高程进度一致；
S5-6，第二过滤层施工完毕后，进行代表第四粘土和心墙层底层施工，上下游反滤层施工结束时间为最后一侧粘土和心墙层填筑完的时间；
S5-7，执行S5-1至S5-6任一步骤时，反滤层都要与相应步骤中的层高齐平，根据大坝工程需要的层数，不断执行S5-1至S5-6，直至大坝工程心墙料填筑完毕。

Claims (7)

1.一种大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，在大坝工程建设过程中，心墙料填筑需要采用分条分幅约束建模；
S2，根据心墙料填筑时所需的材料，设置心墙料开采的参数数据；
S3，心墙料开采参数数据设置完毕后，开始心墙料填筑施工工程的参数数据设置；
S4，将心墙料填筑施工工程的参数数据设置后，对心墙料填筑单层施工可行性进行判断；
S5，可行性判断结束，对心墙料的填筑材料顺序进行规划，从而优化大坝工程心墙料的填筑实施过程。
2.根据权利要求1所述的大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法，其特征在于，所述S1包括：
S1-1，砾石土心墙料是同层平起施工，为加快施工进度采用分条分幅方法进行施工，基于供料的连续性，其填幅之间实质在时间上是连续作业的，砾石土心墙料的填筑上升进度对大坝工程坝体上升进度具有控制性作用，根据预设心墙料填筑进度调整砾石土料场的供料进度；
S1-2，砾石土料填筑对整个坝体起控制和引导作用，且每个填筑层连续施工；砾石土料填筑不受块石料采块限制，进行连续运输，心墙料填筑的材料运输到整个填筑层，心墙料填筑碾压开始时间通过大坝各填筑区填筑顺序及各填筑区之间的衔接关系确定，心墙料填筑碾压结束时刻、为大坝工程质检开始时刻。
3.根据权利要求1所述的大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法，其特征在于，所述S2包括：
S2-1，对大坝工程的心墙料填筑时，对料场原料采块工艺时耗进行计算，对开采测量放线时耗进行计算，测量放线时间的计算方法为，
Tcl(i,j)＝SQR[Nzbk(i,j)Tfx(i,j)]，
Tcl(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块的测量放线时间；
Nzbk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块主爆孔数量；Nzbk(i,j)＝SQR[S(i,j)Lzk(i,j)]+1，
Nzbk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块主爆孔数量；
S(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块的采场面积；
Lzk(i,j)为心墙料开采主爆孔炮孔率；
SQR为心墙料开采取整运算；
Tfx(i,j)为心墙料开采单孔测量放线时间。
4.根据权利要求3所述的大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法，其特征在于，所述S2还包括：
S2-2，在心墙料开采时，计算安装炸药钻孔时耗，
①主爆孔单孔钻孔时耗
Tzbdk(i,j)＝SQR[Htjgd(i,j)Rzj(i)/Xzj(j)]。
Tzbdk(i,j)为心墙料开采主爆孔单孔钻孔时耗；
Htjgd(i,j)为心墙料开采该采层台阶高度；
Rzj(i)为心墙料开采施工机械设备数据库中选择的i种钻机的额定钻孔效率；
Xzj(j)为心墙料开采施工机械设备数据库中各类岩石对应的钻机效率系数；
②主爆孔群孔钻孔时耗
Tzbsh(i,j)＝SQR{[SQR(Nzbk(i,j)/Nzj(i,j))+1][Tzbdk(i,j)+Tzjyw(i)]/Kzjgx(i)}，
Tzbsh(i,j)为心墙料开采主爆孔群孔钻孔时耗；
Nzbk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块主爆孔数量；
Nzbk(i,j)＝SQR[S(i,j)Lzk(i,j)]+1算出；
Nzj(i,j)为心墙料开采施工机械设备库选择钻机时输入的台套数；
Tzbdk(i,j)为心墙料开采主爆孔单孔钻孔时耗；
Tzjyw(i)为心墙料开采施工机械设备库中钻机移动就位时间；
Kzjgx(i)为心墙料开采施工机械设备库中多台联合工作工效；
③预裂孔单孔钻孔时耗计算
Tyldk(i,j)＝SQR[Hyldk(i,j)Rzj(i)/Xzj(j)]
Tyldk(i,j)为心墙料开采预裂孔单孔钻孔时耗；
Hyldk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块预裂孔单孔深度，其中，
Hyldk(i,j)＝Htjgd(i,j)/Ihp(i,j)+Hylzz(i,j)，
Htjgd(i,j)为心墙料开采该采层台阶高度，是上一层底高程减去本采层的底高程所得；
Ihp(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块的后边坡坡比；
Hylzz(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块预裂孔超钻深度；
Rzj(i)为心墙料开采施工机械设备数据库中选择的i种钻机的额定钻孔效率；
Xzj(j)为心墙料开采施工机械设备数据库中各类岩石对应的钻机效率系数；
④预裂孔群孔钻孔时耗
Tylsh(i,j)＝SQR{[SQR(Nylk(i,j)/Nzj(i,j))+1][Tyldk(i,j)+Tzjyw(i)]/Kzjgx(i)}
Tylsh(i,j)为心墙料开采预裂孔群孔钻孔时耗；
Nylk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块预裂孔数量；
Nzj(i,j)为心墙料开采施工机械设备库选择钻机时输入的台套数；
Tyldk(i,j)为心墙料开采预裂孔孔单孔钻孔时耗；
Tzjyw(i)为心墙料开采施工机械设备库中钻机移动就位时间；
Kzjgx(i)为心墙料开采施工机械设备库中多台联合工作工效，无量纲；
⑤钻孔时耗
Tzk(i,j)＝{MAX[Tzbsh(i,j),Tylsh(i,j)]+Tcl(i,j)}/60，
Tzk(i,j)为心墙料开采第i采层第j采块钻孔时耗；
Tzbsh(i,j)为心墙料开采主爆孔群孔钻孔时耗；
Tylsh(i,j)为心墙料开采预裂孔群孔钻孔时耗；
Tcl(i,j)为心墙料开采第i采层j采块的测量放线时间。
5.根据权利要求1所述的大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法，其特征在于，所述S3包括：
S3-1，对心墙料填筑施工工程的参数数据设置，采用目标工期方法：先计算当前至目标工期之间的天数；然后扣除气候环境限制不能施工的天数；扣除区间节假日，或者不扣节假日；
S3-2，对大坝工程心墙料填筑的工期分配方法：确定心墙料填筑有效施工日，对S3-1的工程时间进行选择，选择之后得到有效施工日，对施工日分配工作进度，计算全部填筑层分得的工期取整求和，与有效施工日的差值分配给填筑顺序在前的工程，因为底部填筑面积大，又在开工初期施工，底层的未有效保证施工完成，因此应优先保证底层填筑；
S3-3，计算砾石土心墙料填筑各层施工开工时间，经过工期分配处理得到各填层的有效施工日，再根据目标层逐层反推得到各填层施工结束日。
6.根据权利要求1所述的大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法，其特征在于，所述S4包括：
S4-1，对大坝工程单层施工可行性判断，首先对心墙料填筑工期可行性宏观进行判断，如果Tlstwg(i)≤Dlstgro(i)，表示填筑层填筑方案可行，继续进行第i+1层施工计算；反之填筑层填筑施工超时，修改心墙料填筑施工工程的参数数据；Tlstwg(i)为心墙料填筑第i层砾石土料填筑结束时刻；Dlstgro(i)为心墙料填筑砾石土第i层施工结束日；
S4-2，大坝工程心墙料填筑工序间等待时间及匹配性判断，
Tynsjc(i,j,k)＝Tlstylsj(i,j,k)-Tlstnysh(i,j,k-1)k＝2，3...km，
Tynsjc(i,j,k)为心墙料填筑第i层第j条第k幅运料与碾压之间的等待时间；
Tlstylsj(i,j,k)为心墙料填筑第i层第j条第k幅运料时间；
Tlstnysh(i,j,k-1)为心墙料填筑第i层第j条第k-1幅碾压施工时耗；
如果Tynsjc(i,j,k)＝0，k＝2，3...km，那么心墙料填筑运料与碾压完全匹配；
如果Tynsjc(i,j,k)＞0，k＝2，3...km，为等待碾压的状态，参数为MAX(Tynsjc)和MIN(Tynsjc)；如果Tynsjc(i,j,k)＜0，k＝2，3...km，为等待运料的状态，参数为MAX(Tynsjc)和MIN(Tynsjc)；如果Tynsjc(i,j,k)大于0和小于0都存在，则大坝工程心墙料填筑填幅规划差异过大，停止执行下一步操作，进行修复检测；
S4-3，对心墙料填筑的目标工期宏观不可行判断，如果配置运料车辆数已多于最佳使用车辆数，且碾压设备配置已多，并且出现心墙料运料等待的状态，即：
Nys(i)≥Nzjcllst(i)且Tynsjc(i,j,k)＜0，k＝2，3...km，km为填筑石料第i层的最大填幅；
Nys(i)为心墙料填筑选择的轮式运料设备台数；
Nzjcllst(i)为心墙料填筑砾石土料第i层最佳车辆配置数；
Tynsjc(i,j,k)为心墙料填筑第i层第j条第k幅运料与碾压之间的等待时间；
则目标工期难以完成，进行下一个目标工期或目标高程的施工操作；
反之，通过优化施工设备配置完成目标工期，应与现场可提供的设备数量匹配，否则也是不合理的心墙料填筑施工配置方案；
S4-4，对大坝工程施工时，需要对反滤料填筑施工项目进行参数数据配置；
运输、填筑、质检三大坝面工序以及供料运输、供料可行性；要分别对上下游的反滤参数设置三重级别，根据用户的需求调整该反滤参数的获取级别，获取的级别越多，大坝工程建设优化程度高，
S4-5，对大坝工程施工时，需要对粘土来料填筑项目进行参数数据配置，粘土料只能平层平起施工，不分条，只分幅，大坝工程坝底廊道粘土与心墙料填筑砾石土料高程齐平，岸坡接触部位粘土料分层后与接触的材料齐平。
7.根据权利要求1所述的大坝工程的砾石土心墙料填筑模拟优化方法，其特征在于，所述S5包括：
S5-1，在大坝工程施工中的心墙料填筑遵循如下填筑顺序，建设土石坝大坝工程过程中各填筑心墙料采取平齐填筑，各填筑料填筑顺序和时间紧密衔接，平齐填筑通过分层模式的约束条件实现，约束条件为两层心墙与一层过渡齐平，两层过渡与一层堆石齐平，粘土、心墙和反滤分层一致；
S5-2，进行第一粘土和心墙层底层施工，上下游反滤层施工结束时间为最后一侧粘土和心墙层填筑完的时间；第一粘土和心墙层进行底层施工后，进行第一过渡层施工；
S5-3，第一过滤层施工完毕后，进行代表第二粘土和心墙层底层施工，上下游反滤层施工结束时间为最后一侧粘土和心墙层填筑完的时间；
S5-4，第一粘土和心墙层、第二粘土和心墙层和第一过滤层施工完毕后，进行堆石层施工；
S5-5，堆石层施工的同时，进行第三粘土和心墙层底层施工，上下游反滤层施工结束时间为最后一侧粘土和心墙层填筑完的时间；第三粘土和心墙层进行底层施工后，进行第二过渡层施工；堆石层的施工高程进度与第二过滤层施工高程进度一致；
S5-6，第二过滤层施工完毕后，进行代表第四粘土和心墙层底层施工，上下游反滤层施工结束时间为最后一侧粘土和心墙层填筑完的时间；
S5-7，执行S5-1至S5-6任一步骤时，反滤层都要与相应步骤中的层高齐平，根据大坝工程需要的层数，不断执行S5-1至S5-6，直至大坝工程心墙料填筑完毕。
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