CN110512607B - 一种智能备仓方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能备仓方法，包括以下步骤：第一、信息采集；采集的信息包括：本仓设计信息、相邻仓的浇筑温度温控信息、气温信息和标准化施工工艺信息；第二、智能备仓设计；收到备仓需求后分步进行如下备仓步骤：准备仓面环境、调整温控标准和准备保温设备材料；第三、成果输出：输出的成果包括优化的仓面浇筑工艺设计图表和成本预估，其中优化的仓面浇筑工艺设计图表添加了经第二步骤优化的个性化温控标准、冷却水管的材料、长度、布置方式，温度计的数目、布置方式和保温设备材料的数目；成本预估包括将仓面浇筑工艺设计图表的材料、工艺、人力与成本关联，在得到备仓材料、工序、设备数量的同时计算出本仓成本的预估值。

Description

一种智能备仓方法

技术领域

本发明属于大坝施工技术领域，具体涉及一种智能备仓方法。

背景技术

备仓是一仓混凝土开仓浇筑前的综合准备工作，包括冲毛、模板拆立、钢筋绑扎、混止水安装、接缝灌浆系统埋设、埋件安装、冷却水管铺设、凝土浇筑、保温养护等多个工序。与温控相关的主要是冷却水管铺设、温度计埋设、保温养护。常规技术手段为开仓前进行仓面浇筑工艺设计图表绘制，罗列出大部分需要准备的材料设备的数目，施工控制标准，现场就按图表施工。

现有技术中，大体积混凝土领域的智能控制集中在开仓以及后期养护阶段，并没有专门针对备仓阶段的智能控制。例如，文献CN103628483A公开了一种混凝土坝浇筑入仓机械联合浇筑模拟与优化方法，包括以下步骤：一、将大坝混凝土浇筑仓位系统数字化，即获取包括各个仓位的空间位置、混凝土方量参数并保存于数据库中；二、将入仓机械的相关参数数字化，即获取包括入仓施工机械的空间定位、工作性能、运行特征、工作范围机械参数并保存于数据库中；三、将混凝土坝浇筑施工进度数字化，即将包括各个坝段、各个坝块的上升进度要求保存于数据库中；四、将混凝土坝浇筑质量要求数字化，即将包括坝体混凝土浇筑施工高差限制、间歇时间限制、温控参数施工技术要求参数保存于数据库中；五、将以上参数代入模拟模型和优化模型中，得到混凝土坝浇筑入仓设备的联合浇筑施工方案。文献CN102094528A公开了一种大体积混凝土冷却水管布置方法，包括以下步骤：a、采用实测或温度场数值仿真技术得出大体积混凝土的温度场分布情况，画出温度场的等温线图；b、沿等温线或接近等温线布置冷却水管，将进水设置在混凝土温度最高的区域，水管间距根据等温线间距布置或近似等间距布置。本发明提供的一种大体积混凝土冷却水管布置方法，克服了等间距布置冷却水管的缺点，能有效减小混凝土内部温度差异，减小混凝土内部温度应力，防止混凝土裂缝和限制裂缝扩展。

上述文献仅仅是从机械设备、施工进度、温度控制、冷水管布置中的某一个或几个方面进行仿真分析，并没有给出系统的、适用于备仓阶段的整体控制方案。

现有技术中备仓方法存在的问题包括：

1.采用人工方式备仓，效率低，拖长了施工间歇期，劳动强度高；

2.各仓温控标准均采用预先粗略的设计值，不能根据相邻仓温度情况、浇筑时间、本仓的实际位置等信息进行精细化设计。各仓均采用一样的温控设计标准，不能很好地满足各仓个性化温度控制要求；

3.备仓内容不够丰富。常规方法备仓只有材料设备的数目信息等，缺少与成本信息的关联。而且备仓不够精细，冷却水管长度没有预估值，温度计数目及埋设位置也没有提及。

发明内容

为此，本发明正是要解决上述技术问题，从而提出一种智能备仓方法，从智能温控入手，从施工工序各环节入手，对仓面温控施工组织、温控工艺、温控流程、冷却水管优化布置、机械设备配置、质量控制、安全文明等进行智能识别和建议，并进行工艺创新，备仓智能化、可视化设计形成规范化、标准化施工，加快单个工艺施工速度，缩短单个仓层施工间歇期，从而提升整个拱坝工程施工进度，确保大坝施工质量。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明提供一种智能备仓方法，包括以下步骤：

第一、信息采集；采集的信息包括：本仓设计信息、相邻仓的浇筑温度温控信息、气温信息和标准化施工工艺信息；

第二、智能备仓设计；收到备仓需求后分步进行如下备仓步骤：准备仓面环境、调整温控标准和准备保温设备材料；

第三、成果输出：输出的成果包括优化的仓面浇筑工艺设计图表和成本预估，其中优化的仓面浇筑工艺设计图表较常规的仓面浇筑工艺设计图表添加了经第二步骤优化的个性化温控标准、冷却水管的材料、长度、布置方式，温度计的数目、布置方式和保温设备材料的数目；成本预估包括通过对施工工艺标准化数据的采集和精细的温控设计，将仓面浇筑工艺设计图表的材料、工艺、人力与成本关联，在得到备仓材料、工序、设备数量的同时计算出本仓成本的预估值。

所述的本仓设计信息包括尺寸、空间位置、材料分区情况和预设的温控标准。

所述的预设的温控标准包括冷却水管的间距、布设方式、温度计数目及埋设位置和浇筑温度允许值。

所述的标准化施工工艺信息是通过现场试验与经验结合的方式，统计各施工环节的标准化施工工艺，包括所需人员、时间、材料数量和成本信息，统计现场各种运浇设备的数目及各自的运浇能力，形成完备的标准化施工工艺数据库，为后续备仓设计提供数据支撑。

所述的准备仓面环境包括冲毛和仓面清理；所述的冲毛的具体步骤为：计算基础仓收仓时刻至今的间隔期，若间隔期长于一定时间，采用钻机凿磨、较高水压进行冲毛，若间隔期短于一定时间，仅采用较低水压进行冲毛；所述的仓面清理的具体步骤为：开仓前进行周围保温板、仓面积水、杂物的清理，保证浇筑环境良好。

所述的调整温控标准包括调整浇筑温度控制标准、确定冷却水管布置方案和确定温度计数目与埋设位置。

所述的调整浇筑温度控制标准的具体步骤为：利用信息采集环节中的本仓设计浇筑温度允许值和计算基础仓的浇筑温度达标情况，若基础仓浇筑温度在基础仓设计允许浇筑温度一定范围附近，则本仓浇筑温度允许值仍采用预先设计值不变；若基础仓浇筑温度低于基础仓设计允许浇筑温度一定值，则降低本仓设计允许浇筑温度，降低量为基础仓设计允许浇筑温度与基础仓浇筑温度差值的一半；若基础仓浇筑温度高于基础仓设计允许浇筑温度一定值，则提高本仓设计允许浇筑温度，提高量为基础仓浇筑温度与基础仓设计允许浇筑温度差值的一半。

所述的确定冷却水管布置方案的具体步骤为：根据本仓所在部位、气温、温控要求以及现场具备的材料确定冷却水管的材料、间距和布设方式；若本仓位于固结灌浆盖重区，冷却水管采用焊接钢管，若位于其余部位则采用塑料水管；根据冷却水管的材质、管径、温控要求采用傅里叶热传导方程初步计算出本仓的配管率，所述配管率为预埋换热管长度与换热混凝土梯级之比；再考虑气温及所在部位对配管率进行调整；若本月平均气温高于一定值、本仓所在部位容易产生温度裂缝则提高配管率，反之则适当降低配管率；根据最终确定的配管率，结合本仓的尺寸信息计算出所需冷却水管的总长度与排列间距，包括水平间距和垂直间距；按每根支管长度不超过预定值，每根总管上有不超过预设根支管的标准进行冷却水管的支管分区布置，确定冷却水管的支管数目、总管数目与布设方案。

所述的确定温度计数目与埋设位置的具体步骤为：温度计数目应和通水回路数目相等且等于总管数，各温度计应对应布置在各通水回路控制区域的中心。

所述的准备保温设备材料包括准备喷雾机和准备保温材料；所述的准备喷雾机的具体步骤为：若预计浇筑时气温高于一定值，则需准备喷雾机进行仓面保温，喷雾机数量根据仓面大小及现场喷雾机的规格计算得到；所述的准备保温材料的具体步骤为：根据水平仓面、上下游面、横缝面各自的温控标准及尺寸，计算出所需保温材料的种类与数量。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1.采用智能方式备仓，由计算机自动完成绝大部分备仓设计，降低了劳动强度，效率高，有效缩短了施工间歇期，从而提升整个拱坝工程施工进度；

2.各仓温控标准均根据实际情况进行了个性化优化，更精细，很好地满足各仓个性化温度控制要求，提高了温控的质量，确保大坝施工质量；

3.备仓内容丰富精细且与成本关联。与常规方法相比，常规方法备仓只有材料设备的数目信息等，缺少与成本信息的关联。而且备仓不够精细，冷却水管长度没有预估值，温度计数目及埋设位置也没有提及。

4.规范化、标准化的施工可提高设备人员的工作效率，减少人力设备材料的冗余浪费。

5.智能备仓可提高大坝的数字化、智能化水平，便于施工数据的分析与储存。

附图说明

图1是本发明所述的智能备仓方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明旨在实现备仓的智能化，并根据各仓实际情况调整温控设计。为此，本发明提供一种智能备仓方法，包括以下步骤：

第一、信息采集；采集的信息包括：

1、本仓设计信息(包括尺寸、空间位置、材料分区情况、预设的温控标准(包括冷却水管的间距、布设方式、温度计数目及埋设位置、浇筑温度允许值))，

2、相邻仓的浇筑温度等温控信息，

3、气温信息，

4、标准化施工工艺信息(通过现场试验与经验结合的方式，统计各施工环节的标准化施工工艺，包括所需人员、时间、材料数量、成本等信息，统计现场各种运浇设备的数目及各自的运浇能力等，形成完备的标准化施工工艺数据库，为后续备仓设计提供数据支撑)；

第二、备仓设计；收到备仓需求后分步进行如下备仓步骤：

1、准备仓面环境。a、冲毛。计算基础仓(此处称待开仓下部相邻仓为基础仓)收仓时刻至今的间隔期，若间隔期长于一定时间，可认为混凝土强度已经较大，采用钻机凿磨、较高水压进行冲毛，若间隔期短于一定时间，可认为混凝土强度较小，仅采用较低水压进行冲毛。b、仓面清理。开仓前不久进行周围保温板、仓面积水、杂物的清理，保证浇筑环境良好；

2、调整温控标准。a、调整浇筑温度控制标准。利用第一步信息采集环节中的本仓设计浇筑温度允许值和计算基础仓的浇筑温度达标情况，结果分为3类，若基础仓浇筑温度在基础仓设计允许浇筑温度一定范围附近，则本仓浇筑温度允许值仍采用预先设计值不变；若基础仓浇筑温度低于基础仓设计允许浇筑温度一定值，则降低本仓设计允许浇筑温度，降低量为基础仓设计允许浇筑温度与基础仓浇筑温度差值的一半；若基础仓浇筑温度高于基础仓设计允许浇筑温度一定值，则提高本仓设计允许浇筑温度，提高量为基础仓浇筑温度与基础仓设计允许浇筑温度差值的一半；b、确定冷却水管布置方案。根据本仓所在部位、气温、温控要求、现场具备的材料等信息确定冷却水管的材料、间距、布设方式。具体来说，若本仓位于固结灌浆盖重区及其他特殊部位，冷却水管可采用焊接钢管，若位于其余部位可采用塑料水管。根据冷却水管的材质、管径、温控要求采用傅里叶热传导方程初步计算出本仓的配管率，所述配管率为预埋换热管长度与换热混凝土梯级之比。再考虑气温及所在部位对配管率进行小幅调整。具体来说，若本月平均气温高于一定值、本仓所在部位容易产生温度裂缝则适当提高配管率，反之则适当降低配管率。根据最终确定的配管率，结合本仓的尺寸信息计算出所需冷却水管的总长度与排列间距，包括水平间距和垂直间距。按每根支管长度不超过300m,每根总管上有不超过3根支管的标准进行冷却水管的支管分区布置，确定冷却水管的支管数目、总管数目与布设方案。c、确定温度计数目与埋设位置。温度计数目应和通水回路数目相等(一般等于总管数)，各温度计应对应布置在各通水回路控制区域的中心。

3、保温设备材料准备。a、喷雾机准备。若预计浇筑时气温高于一定值，则需准备喷雾机进行仓面保温，喷雾机数量根据仓面大小及现场喷雾机的规格计算得到。b、保温材料准备。根据水平仓面、上下游面、横缝面各自的温控标准及尺寸，计算出所需保温材料的种类与数量。

第三、成果输出：

1、优化的仓面浇筑工艺设计图表。较常规的仓面浇筑工艺设计图表添加了经步骤二优化的个性化温控标准，冷却水管的材料、长度、布置方式，温度计的数目、布置方式，保温设备材料的数目等信息(为步骤二工序的结果汇总)。

2、成本预估。通过对施工工艺标准化数据的采集和精细的温控设计，本发明可将上述仓面浇筑工艺设计图表的材料、工艺、人力与成本关联，在得到备仓材料、工序、设备数量的同时计算出本仓成本的预估值。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种智能备仓方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一、信息采集；采集的信息包括：本仓设计信息、相邻仓的浇筑温度温控信息、气温信息和标准化施工工艺信息；

第二、智能备仓设计；收到备仓需求后分步进行如下备仓步骤：准备仓面环境、调整温控标准和准备保温设备材料；

第三、成果输出：输出的成果包括优化的仓面浇筑工艺设计图表和成本预估，其中优化的仓面浇筑工艺设计图表较常规的仓面浇筑工艺设计图表添加了经第二步骤优化的个性化温控标准、冷却水管的材料、长度、布置方式，温度计的数目、布置方式和保温设备材料的数目；成本预估包括通过对施工工艺标准化数据的采集和精细的温控设计，将仓面浇筑工艺设计图表的材料、工艺、人力与成本关联，在得到备仓材料、工序、设备数量的同时计算出本仓成本的预估值。

2.根据权利要求1所述的智能备仓方法，其特征在于，所述的本仓设计信息包括尺寸、空间位置、材料分区情况和预设的温控标准。

3.根据权利要求2所述的智能备仓方法，其特征在于，所述的预设的温控标准包括冷却水管的间距、布设方式、温度计数目及埋设位置和浇筑温度允许值。

4.根据权利要求1所述的智能备仓方法，其特征在于，所述的标准化施工工艺信息是通过现场试验与经验结合的方式，统计各施工环节的标准化施工工艺，包括所需人员、时间、材料数量和成本信息，统计现场各种运浇设备的数目及各自的运浇能力，形成完备的标准化施工工艺数据库，为后续备仓设计提供数据支撑。

5.根据权利要求1所述的智能备仓方法，其特征在于，所述的准备仓面环境包括冲毛和仓面清理；所述的冲毛的具体步骤为：计算基础仓收仓时刻至今的间隔期，若间隔期长于一定时间，采用钻机凿磨、较高水压进行冲毛，若间隔期短于一定时间，仅采用较低水压进行冲毛；所述的仓面清理的具体步骤为：开仓前进行周围保温板、仓面积水、杂物的清理，保证浇筑环境良好。

6.根据权利要求1所述的智能备仓方法，其特征在于，所述的调整温控标准包括调整浇筑温度控制标准、确定冷却水管布置方案和确定温度计数目与埋设位置。

7.根据权利要求6所述的智能备仓方法，其特征在于，所述的调整浇筑温度控制标准的具体步骤为：利用信息采集环节中的本仓设计浇筑温度允许值和计算基础仓的浇筑温度达标情况，若基础仓浇筑温度在基础仓设计允许浇筑温度一定范围附近，则本仓浇筑温度允许值仍采用预先设计值不变；若基础仓浇筑温度低于基础仓设计允许浇筑温度一定值，则降低本仓设计允许浇筑温度，降低量为基础仓设计允许浇筑温度与基础仓浇筑温度差值的一半；若基础仓浇筑温度高于基础仓设计允许浇筑温度一定值，则提高本仓设计允许浇筑温度，提高量为基础仓浇筑温度与基础仓设计允许浇筑温度差值的一半。

8.根据权利要求6所述的智能备仓方法，其特征在于，所述的确定冷却水管布置方案的具体步骤为：根据本仓所在部位、气温、温控要求以及现场具备的材料确定冷却水管的材料、间距和布设方式；若本仓位于固结灌浆盖重区，冷却水管采用焊接钢管，若位于其余部位则采用塑料水管；根据冷却水管的材质、管径、温控要求采用傅里叶热传导方程初步计算出本仓的配管率，所述配管率为预埋换热管长度与换热混凝土梯级之比；再考虑气温及所在部位对配管率进行调整；若本月平均气温高于一定值、本仓所在部位容易产生温度裂缝则提高配管率，反之则适当降低配管率；根据最终确定的配管率，结合本仓的尺寸信息计算出所需冷却水管的总长度与排列间距，包括水平间距和垂直间距；按每根支管长度不超过预定值，每根总管上有不超过预设根支管的标准进行冷却水管的支管分区布置，确定冷却水管的支管数目、总管数目与布设方案。

9.根据权利要求6所述的智能备仓方法，其特征在于，所述的确定温度计数目与埋设位置的具体步骤为：温度计数目应和通水回路数目相等且等于总管数，各温度计应对应布置在各通水回路控制区域的中心。

10.根据权利要求1所述的智能备仓方法，其特征在于，所述的准备保温设备材料包括准备喷雾机和准备保温材料；所述的准备喷雾机的具体步骤为：若预计浇筑时气温高于一定值，则需准备喷雾机进行仓面保温，喷雾机数量根据仓面大小及现场喷雾机的规格计算得到；所述的准备保温材料的具体步骤为：根据水平仓面、上下游面、横缝面各自的温控标准及尺寸，计算出所需保温材料的种类与数量。

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