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1.1在岩溶区域的运用情况分析
我们国家当前建设了一大批的水利项目,而这些项目所在区域的地质结构存在着很大的差异。在众多的项目中,最为常见的结构式岩溶体。如今在此类区域开展建设工作的时候,工作者必须要结合项目的具体状态和有关的工艺规定选取合理的工艺方法,只有这样才能够保证施工的品质良好。接下来具体分析基础灌浆工艺在此类区域的应用情况。使用高压灌浆技术对岩溶地区实施基础灌浆。要想保证水利项目的结构密实,就要做好施工工作。假如其结构受到影响的话,就容易发生渗漏以及缝隙等现象、在具体的工作中,工作者为了确保项目的品质合乎项目的设计规定,往往使用高压灌浆法,此举能够确保泥浆下渗到土层中,进而提升土层的稳定性,同时还能提升它的强度,增加项目的使用时间。使用高压旋喷灌浆技术对岩溶地区实施基础灌浆。而在对岩溶地区基础进行处理的过程中,施工人员还可以采用高压旋喷灌浆施工技术,来对其进行处理。这种施工方法主要是通过钻孔设备来对其地层结构进行处理,然后再将水泥浆液通过钻机设备灌注到孔中,把泥浆与岩溶土有效的掺和到一起,此时我们就得到了一种全新形式的地质结构,它的好处是能够使得之前的水利项目的岩溶区域的地层结构本身的强度得以显著的提升,此时水利项目的结构就不会受到干扰,我们就会得到较高品质的项目。使用基础灌浆技术对浅层含岩溶地区实施基础灌浆。浅层含岩溶地区一般岩溶深度较浅,需要将浅层岩溶中的沙土挖掘出来,然后在使用水泥砂浆对原有较浅的岩溶地区进行回灌。使用基础灌浆技术对深层岩溶地区实施基础灌浆。一般情况,当岩溶的深度在50米时,可以把这种岩溶称为深层岩溶,在对深层岩溶的基础进行施工时,如果继续使用上述的方法来处理的话会面对一些难以解决的问题,所以此时我们要使用别的灌浆方法来处理,可以用普通的灌浆方法对岩溶地区的周围进行灌浆处理,水泥浆进入深层岩溶的过程中会对深层岩溶中的其他填充物进行排挤,因为其受到的挤压力非常大,因此之前的填充物质以及浆液等会快速的融合而且固结。
1.2在吸浆量大的区域的运用情况分析
通常来讲,我们在处理岩缝区域的灌浆工作的时候,会将时间控制在三个小时之内,在具体的工作中,用到的水泥量也有一定的规定,一般情况,单位面积的岩缝在灌浆的过程中使用水泥的数量应该小于120~220kg/m。所以,当岩峰的吸浆正常的时候,我们可以依照平时工作的步骤来开展。不过当我们进行灌浆工作的时候,会出现吸浆量过大的现象,由于浆液无法合乎要求,因此要使用合理的方法来应对这种现象。导致这种大浆量的缘由非常多,不过认真分析起来其本质的缘由主要在于地质。当我们在开展灌注工作的时候,泥浆存在多种流动方式,比如它或许会从一些我们难以发现的通道流向其他的一些区域,还有一种情况是会从灌注区域周围的地表淌出来。当我们使用此类方法开展灌浆工作的时候,结束的时候灌浆压力要较之于之前想象的低一些。当遇到这种情况的时候要随时改变策略,降低灌注压。在完成一段时间的工作之后,等灌入的浆液固结的时候,假如没有别的原因的话可按照我们之前设计好的数值再次开展工作。
2漏水显著情况下的灌浆工作
当我们在开展水利项目的建设工作的时候,经常性的会碰到漏水的问题,有时候漏水会非常的厉害。通过我们以前的工作经验得知,导致渗漏现象的缘由是项目的选点不当,比如把项目建设在可溶岩区域就会导致渗漏问题,工作中遇到这种问题的时候如果还是按照上述的方法来处理的话,就会面临很大的弊端。比如其不但会耗费非常多的资金,而且获取的效益也不高。此时就要适时的选择别的方法来应对。
2.1采用模袋灌浆的处理方法
该方法之所以被大量的使用,主要是因为模袋有着非常强大的抗磨能力。其材料大多是尼龙,在进行灌注的时候,模袋里面的泥浆在彼此挤压的时候会流失一定的水,此时袋里面仅仅存留水泥和土,而泥浆的浆液含量就变少了,对于其快速凝结来讲非常有好处。而且由于模袋对其产生很大的束缚力,能够确保其中的沙土不会流掉,此时就能够发挥非常显著的堵塞效益。
2.2采用填充级配料进行处理
一般情况下采用的填充级配料多为水泥、粗砂及砾石,在使用砾石作为填充级配料的时候一定要注意砾石的大小。假设在单纯使用砾石的情况下仍然没有很好的成效,则可以利用粘稠度较高的水泥冲灌级配料,水泥冲灌及配料的主要组成材料一般为砾石、砾石与沙土混合物,使用这两种材料的目的是可以形成自然的反过滤层。在级配料的过程中,配料的材料和数量应该灵活掌握。使用粒料的主要是使用加大的粒料在狭窄处形成“桥架”,使用巧匠将缝隙在中途完全阻塞,形成反过滤层,以此来达到将整个通道堵死的目的。
3结束语
关键词:水利工程;施工管理;对策
Abstract: water conservancy project construction quality direct impact on the water conservancy project can benefit the normal play, water conservancy project construction management make the quality of the construction got certain security, this paper mainly analyzes the water conservancy project construction management of the existence of the problems, and also proposes the construction management process effective countermeasures.
Keywords: water conservancy projects; Construction management; countermeasures
中图分类号:TV 文献标识码:A文章编号:
水利工程施工管理的任务是:把握好水利施工的特点及规律,把施工过程进行有效的组织,建立建全统一的指挥系统,调动所有有利因素,把发人力,财力,物力的作用发挥到极致,以高效,高质,低成本,获得最高的经济效益。
一、水利存在的一些问题
1员工的素质比较低
历史管理体制一直影响着工程施工质量,现场施工人员及管理人员的综合管理量能非常有限,过于依赖公司和企业各职能部门,一些项目管理人员虽然有着较强的技术素养,但是对成本、进度、质量及综合管理的能力比较弱,部分项目管理人员在管理上有一套,但没有较多的现场经验与技术,同时在财务管理方面也缺乏经验。项目管理人员的素质高低直接影响到项目管理的好坏。
2技术落后,业务水平不高
一般的设计和监理工作大部分都是由上级业务部门来处理,基层的技术人员有依赖思想,会产生一定是惰性情绪,这使得施工的技术水平得不到提高。水利工程的施工人员缺乏主观能动性,也没有引进先进的技术,使得水利工程的设计不科学不合理,更谈不上工程建的艺术性。基层的管理人员大多是从事灌溉管理工作的,由于上传下达的事务多,没有足够时间学习进修,所以技术水平得不到提高,又因为实践经验较少,所以承担不论技术性强的工作。
3企业制度、机制不健全
大型水利施工企业一般都有着悠久的历史,技术人员也很齐全,施工装备优良,同时还有较多的有经验的员工,由于经营机制落后、缺少资金、管理费用过高、激励机制不健全,工程技术人员又缺乏创新精神,同时制度和机制管理也存在着一定的问题,不能顺应企业发展的需要,制约了企业的发展。
4安全管理方式简单
现有的安全管理教育大多都停留在理论上,不能结合水利项目实际和从业人员专业特点来进行培训,形式陈旧,不分层次的进行培训,满足不了各种阶层管理者的教育需求,同时,也没有成立专门的安全责任队伍,安全措施不得力。
5监理市场不规范
一是监理人员数量有限队,人员素质参差不齐,人员无证上岗的现象也时常出现,缺乏责任心;二是监理市场不规范,监理单位存在“一条龙”、“同体监理”、“自行监理”现象,监理成“兼理”;三是监理工作不到位,工作深度和广度都达不到标准,缺乏有效的管理方法和手段。
二、加强水利工程施工管理的对策
1加强科学管理,提高管理者的素质
自动化、现代化技术是目前的先进技术,我们需要不断引进这方面的管理技术,加快工程管理预警系统建设,逐步实现水利工程信息化管理,提高水利工程管理的技术水平。积极培养既懂管理又懂水利,既懂经济又懂法律的新型管理人才,现有管理人员也要加强培训,通过提高管理者素质和管理水平,达到加强水利工程管理的目的。
2完善各项制度,规范施工秩序
施工人员在工现场施工时,要学习有施工技术标准和有关规
范,要把员工们的思想统一起来,提高他们的认识,要不断完善各项规章制度,制定好人员的职责,权力,奖惩措施以及例会制度等等,制定好的制度要坚决执行,定期召开各种例会,让施工人员和管理人员了解各工段的施工情况,明确施工人员的职责和权力,规范施工秩序,经常组织施工人员轮流学习新方法,新工艺,形成程序化,规范化作业,为工程的顺利施工保驾护航。
3加强安全管理
“质量为本、安全第一”,由此可见安全管理是头等大事。随着我国经济的不断发展,工程建设中安全事故的比例也处于上升的趋势,但是近几年来,随着国家对安全生产的高度重视,在各行各业中掀起了大搞安全生产的,当然,水利施工行业也越来越重视安全生产工作,我们要在抓好质量进度等方面的同时也要抓好安全生产。在具体施工管理中,抓好安全管理要做好以下几个方面:一是建章立制,完善体系,层层把关,逐级签订安全生产目标责任书。监督人员要检查和督促施工人员背诵安全规章制度和安全操作规程,并且要按照制度操作。二是建立施工安全及文明施工的不当行为进行公布,制作专门的公布栏。对存在有违规及不当行为的人员予以适时公布,并给予一定的处罚,引起各施工人员的高度重视。三是建立对项目经理、安全管理人员安全生产知识和安全管理能力考核制度以及施工中作业人员持证上岗制度,严把第一关。通过上述措施的采取,避免工程施工中不安全问题的出现。
4加强监理人员管理
在项目工程还为开工时,监理单位就要把项目监理机构及其监理人员书面告知项目法人和被监理单位。项目总监理工程师负责全面履行监理合同约定的监理单位职责,开工、停工、返工、复工、质量缺陷处理等有关指令,签署监理文件,协调项目法人、施工、材料设备供应、质量检测等有关各方之间的关系。工程一旦开工,原则上是不允许更换项目总监理工程师,如果一定要换,也必须先征求该项目的法人代表和水务局同意后才可以更换项目总监理工程师。
三、总结
我国经济的高速发展促进了水利工程的施工管理技术的不断提高。管理,是企业的核心工作。它直接影响着水利工程效益的高低和工程能否正常运行。所以,我们要正确的认识水利工程施工管理的重要性和必要性,实实在在的搞好工程的建设质量,为水利工程的管理工作做贡献。
参考文献:
[1]王国华,孙锋.水利工程施工不同阶段的质量控制[J].黑龙江水利科技,2009,4.
[2]潘菊玲,师万强,张艳丽.浅议水利施工质量控制[J].内蒙古水利,2009,(4).
[关键词]给排水;工程管理;建筑施工
中图分类号:TU992.05 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)17-0184-01
1、建筑给排水施工的主要问题
在建筑安装工程中,给排水分部工程虽然从工程量和投资角度上看是较少的,但是在建筑产品的质量投诉中,却占有较大的比例。虽然这些质量问题没有直接发生在建筑主体施工阶段可是许多问题的产生与建筑主体施工阶段承包商不重视给排水工程有着必然的联系。
在主体结构施工阶段,给排水工程的施工量较小。这时候的主要工程就是预留、预埋,要重点检查预埋和预留有无遗漏,位置是否正确,固定是否牢靠。可承包商从领导至项目负责人对此普遍不够重视,甚至有些承包商在此阶段连基本的给排水专业人员也不配备。很多工程由于各方面的原因,漏留或位置不正确,导致在装修阶段大量开孔,或勉强安装,严重影响防水性能和美观,并给工程留下了质量缺陷和事故隐患。实际上,在建筑主体施工阶段给排水工程的施工也是一个非常关键的内容。给排水施工质量的好坏不但直接影响到整个给排水分部工程的质量,而且影响到住宅整体的质量和安全,施工管理人员必须对此有足够的重视,并采取切实可靠的措施,保证给排水工程施工的质量。
2、建筑给排水施工管理的控制重点
分项工程施工前做好协调工作。给排水施工由于工程投资较少,加之承包商不重视,经常不配备专业人员;或由于工程分包情况,彼此缺少沟通。在土建主体施工阶段,需要预埋、预留时,人员却没有到岗。这就需要在例会上即时提出,展示出对工程质量的预控职能,做好施工工序的有效衔接。在建设工程施工过程中,给排水安装工程的施工与其他工种的施工有着非常密切的关系,控制好它们之间的配合、协调施工,能节省工料,加快施工进度,确保工程质量。因此能否控制、协调好各工种的工作是衡量给排水管理工作是否到位的重要标志之一。在给排水安装施工过程中,施工管理人员须针对管道安装的不同阶段进行控制、协调、检查,有的放矢,严格要求,才能达到事半功倍的效果。
在建设工程施工的不同阶段,给排水管道施工安装的控制重点是不同的,总体来讲,为了对给排水施工管理进行切实的控制,其控制要点可概括如下:
3、施工阶段的安全管理
3.1 材料检验
首先依据有关施工规范和设计文件。进行材料的几何尺寸、强度和密封试验。杜绝使用劣质施工材料事件发生。其次对各类施工材料,按设计要求核对其材质、型号、规格,并进行外观检查。
3.2 施工现场管理
总承包单位要加强施工现场的管理,做到:由总承包单位组织协调各施工单位对在相邻施工区分界处的同类管线碰头事宜,要具体落实施工日期、施工地点、施工人员、质量检验等事项。总承包单位对各施工单位施工进度统一协调指导,各施工单位在同一时期内在各自承担的施工区域内完成施工任务。
3.3 施工安全管理
施工期间到各施工单位施工现场检查指导,杜绝违章作业。各施工单位开挖管沟需要断路时,应提前上报总承包单位,总承包单位应根据施工道路布置条件,统一安排在同一时间内、同一条道路上,几个施工单位在若干处开挖管沟施工,限期完成施工并恢复道路交通。凉水塔安装施工要以防火工作为重点,合理安排施工顺序。使用电动工具时,对导线绝缘性和工具安全性进行检查,以防止电火花引起火灾。总承包单位统一规划埋设临时施工用水管网,管线埋设在冰冻线以下,在施工用水主管网每l00m长度内应设置消火栓1个。
3.4 施工质量管理
总承包单位在工程施工中,应会同建设单位和各施工单位质量管理部门,按照质量管理计划,管理施工质量。对工程施工全过程实行“停、检、检”制度。施工每到一个质量控制点后暂停施工。首先由施工单位质量管理部门进行质量检验,检验合格后通知总承包单位质量管理部门到施工现场联合检验,检验合格后方可进行下一道施工工序。监督检查各施工单位质量保证体系是否完善以及正常运转和施工单位能否在施工现场严格执行施工纪律,并且定期开展质量检验评比活动,使用经济手段奖优罚劣。对给排水系统中易出现问题,造成损坏的部位,进行科学论证,采取有效措施予以保护,相应措施如下:一是地下管网中非金属管道穿越公路管段,做e20混凝土浇筑360。。二是对已施工完毕的地下井,可在井口四周堆起土围墙,防止施工车辆碾压或撞坏和污水流入井内。对已施工完毕的非金属地下管线,应在管线回填土表面上,每间隔20m长度插立一块警示牌,严禁大型车辆碾压。三是对已施工完毕的消防器材四周围设置临时护围栏杆和一块警示牌,防止来往的施工辆碰撞。四是对地下管网中碳钢金属管道进行防腐作业,由总承包单位委托具有较高专业水平的防腐公司,进入施工现场,集中进行机械化批量防腐作业,总承包单位质量检验员每天到现场检验,既可提高管道防腐质量,又可以降低工程成本。工程施工后期总承包单位应邀请建设单位有关人员积极参与工程收尾工作。
4、试验与验收管理
1)碳钢金属管道在分段进行强度、严密性试验合格后,管段与管段相互联结的焊口和管段与管网联结的焊口,在无法做强度、严密性试验时。必须进行焊缝无损探伤检验,以确保联结焊口的质量。
2)铸铁管道与非金属管道试验时,各施工单位在各自施工区分界线附近井下临时封闭管口,首先从排水管网中管底标高最高处井口注入水,打开相邻施工单位分界处井下被封闭的管口,使上游管段中的水向下游管段排放,直到排水管网全部试验合格为止。
3)各施工单位在管线试验期间,应设专职人员设置、记录和拆除管线临时盲板。
4)供水系统和循环水系统管网水冲洗。应与供水系统、循环水系统各种水泵试运转相结合,使两项工作同时进行。
5)排水管线冲洗时。在注水的排水井壁与井底水流冲击处用镀锌铁皮做好防护。
6)循环水管道的大口径管段,在进行人工处理时,必须要有相应的安全保护措施,并且不允许单人进入管道。
7)中间交接:试车阶段开始,总承包单位应邀请建设单位参与工程收尾工作,并且对工程质量、工程完工日期做相应的了解,试车合格后,由总承包单位组织按施工规范有关规定办理工程中间交接。
结语
总而言之,市政工程的给排水设计与施工时,应充分结合道路实际以及施工技术特点,使给排水施工的合理性得到进一步的完善,为了确保市政给排水施工工程质量的可靠性,就要依赖于市政管理人员正确的施工管理方法和丰富的施工管理经验,从而提高工程效益,保证高质量完成给排水施工工程,继而使城市居民生活质量得到有效保障。
参考文献
[1] 雷洁兰.浅谈建筑给排水施工存在的安全问题及对策[J].科技创新导报.2009(01).
论文摘要:随着社会经济的发展,景观与环境生态水利工程建设正成为现代水利发展的一个重要方向。本文分析了水利工程景观设计的发展必要性,探讨了水利工程景观设计的原则和策略。
近年来随着社会经济的发展和城市现代化进程的加快,对城市的水利工程建设提出了新要求和内容,除满足防洪安全的要求外,还要提出改善和美化环境的要求。使城市环境得到保护、保持生态平衡、市民生活更趋舒适。城市水利工程建设应该主动适应这种需求,逐步实现从传统工程水利向资源水利、生态水利的转变,注重水利工程的景观和美学要求,要用新理念进行规划设计。
一、水利工程景观设计的发展与需求
20世纪90年代,随着社会经济的不断进步和发展,在城市现代化建设中对于改善水域环境的要求不断提高。以改善水域环境和生态系统为主要目标的“城市环境水利工程”建设,成为水利现代化建设的重要内容。按照现代城市的功能,对流经市区的河流归纳起来有两类要求:①对河中水流的要求是:水质清洁、生物多样性、生机盎然和优美的水面景观。②对滨河带的要求是:能反映本地独特历史、文化、风俗的滨河景观;能提供一充满鲜花、有人工景点、公园化的休闲、娱乐、体育活动空间;能营造一充满文化、艺术、科学气氛,具有现代气息、人水关系协调、引人胜、便于人水亲近的滨河带。
人们提出这些要求是社会进步的体现,也是社会经济发展的必然。水利建设者应当适应这种趋势,满足社会的要求。在水利工程的规划、设计、施工等方面进行调整和完善,注入更多的人文、艺术、科学和现代气息,注重工程的环境效益和美学效益。从这个角度来说,现代水利可以称之为“大水利”,即“通过流域的综合整治与管理,使水系的资源功能、环境功能、生态功能都得到完全地发挥,使全流域的安全性、舒适性(包括对生物而言的舒适性)都不断改善,并支持流域实现可持续发展。”
水利工程,改造山河、兴利除害、综合开发、合理利用、积极保护、科学管理水资源,使之更好的服从人们的意志,更好地为人类造福,这不仅改变了自然界中天然水流的形态,也改变了周围的自然环境和社会环境.国内外的大量实践都表明,许多水利工程不仅发挥了它们正常的工程效益,而且也越来越显示它们的环境效益,成为一种新颖的,十分引人注目的旅游资源,在发展旅游业方面发挥了重要的作用,作出了重要的贡献。开发水利工程旅游,已经成为水资源利用的一个重要方面。在生态经济环境水利阶段,人们普遍关注环境与生态问题,普遍重视资源开发与环境保护、生态保护的协调发展。在这样的前提下,强调水利工程建筑物的环境功能和美学价值,己成为国际、国内在水利工程设计方面的新趋势。
二、水利工程景观设计的原则
2.1技术与美学相结合的原则
水利工程建筑物和枢纽布局不能单纯追求美学效果,它首先要实现工程的基本功能,并满足技术优化的要求.即使是城市环境美化水利工程,其基本要求是保证工程的安全、稳定、技术可行和经济合理等。因此,水利工程的美学设计必须首先满足工程的技术、经济要求,并在此基础上对景观构成元素进行美学调整。技术美是水利工程的美学基础。
2.2生态环境(改善)保护原则
从生态学角度来说,河流是生态环境中能量转换和生物活动的廊道,为生态环境敏感区域。在河道上修建水利工程,一方面在一定程度上会破坏河流生态环境、打破生态系统的平衡;另一方面,水利工程能改善河流的水质,提高河流的自净能力。尽管河流生态系统有自我恢复的能力,恢复期与河流生态生命力有关,但不能百分百的恢复,有些河流的生态甚至完全不能恢复。因此,水利工程建设应注意对周边环境以及流域的生态进行保护,不应以生态的破坏、环境的退化为代价。注重环境和生态的保护是水利工程景观(美学)设计应遵循的原则之一。
2.3强调个性和创新的原则
水利工程常常因其独特性和大空间的跨越带来景观特质和震撼的效果,给人留下深刻的映象,具有地标的意义。要发挥水利工程景观特点,必须在设计中注重水工建筑物的个性发挥,注重建筑物的布局和色彩方面的创新。同时,也要注重与周围环境(如:城市建筑)的和谐,综合考虑工程所在地区的地域性、文化性、整体性等方面的因素。
三、水利工程景观规划策略
3.1沿河绿地
滨水环境的总体构思应尽可能扩大沿河绿地,形成较为连续性绿化带,用绿色来勾画古城的轮廓,延续城市文脉。同时,以良好的绿色空间,优化环境景观质量,体现现代化城市的新形象。
3.2闸坝结合,扩展沿河水面。
规划河道可修建彩色橡胶坝,泵房外观可按风景区房屋标准设计,橡胶坝的主要功能是增加蓄水面积,以形成水面,形成人工湖美景。水边设置亲水步道、平台、桥梁、滨水建筑物等,供游人欣赏水面景色。
通过新建湿地连通闸向人工湿地定期供水,以增加水面及绿地面积,改善和美化生态环境、给市民和游人提供良好的视觉效果。同时可为生态化污水净化技术的引进提供良好的试验场所。
3.3生态护堤
可规划采取自然土质岸坡、自然缓坡、植树、植草等生态工程护堤,既防止水土流失,又为水生植物的生长、水生动物的繁育、两栖动物的栖息繁衍活动创造条件。对于河岸边坡较陡的地方,采用木桩、木框加毛块石等工程措施,这种护工程既能稳定河床,又能改善生态和美化环境,避免了混凝土工程带来的负面作用。在应用草皮、木桩护坡时也可以运用土工编织物,袋内灌泥土、粗沙及草籽的混合物,既抗冲刷,又能长出绿草。有利于堤防保护和生态环境的改善。
3.4绿化树种及花草
沿河绿化树种,以合欢、国槐、银杏、杨树、柳树等乔木为骨干树种,以桂花、雪松、紫薇、黄杨球、桃树等灌木和牡丹、月季、三叶草、金边书带草、马尼拉草坪等花草为主要植被,形成多种类、多层次生态群落。
参考文献
[1]王蜀南,王鸣周.环境水利学[M].北京:中国水利水电出版社,1996
水利工程仿真模拟设计设计软件采用多专业协同设计软件,在同一数据库平台下,能解决三维地址地形建模(DTM)与地质建模(DGM)、大坝选址、水工设计、土建施工、机电安装等一系列关键问题,在很大程度上提高仿真精度和时间的要求,完成覆盖软件生命周期的全过程,达到减少设计周期、加深设计深度、提高设计质量、控制成本及提高企业革新等目的。
二.理论分析与设计:
(一)目前水利工程仿真模拟设计软件发展状况:
1.自20世纪80年代以来,已经出现了图形级的标准,如PHIGS,GKS;图形交换级的标准,CGI,IGES以及近年来正在不断完善的STEP等。STEP标准覆盖了整个软件生命周期的数据交换标准,对协同设计,并行施工,集成制造等具有重要意义。
2.智能化是又一特点,它首先体现在把设计领域的专家知识和工程技术人员的经验融入到CAD系统中,使之成为可以继承的知识库;其次是其本身的智能化,如人机接口,数据采集,自动精模,方案选优,仿真模拟以及多媒体技术应用等等。
3.集成化是一大发展趋势,一方面CAD技术与CAPP(计算机辅助工艺流程规划),CAM(计算机辅助制造)以及MIS(管理信息系统),PDM(产品数据管理),MRP(制造资源管理)等系统相集成。另一方面随着当前全球化发展,使得人们在internet上构造CAD/CAM集成化成为可能。
4.科学计算可视化,虚拟设计,虚拟制造技术是设计人员进行对产品的时间操作,以及进行各种模拟实验分析,可以及早看见产品外型,从而可以帮助设计多方位地观察与平审设计成果。
(二)水利工程仿真模拟设计软件概念:
就是利用计算机强有力的计算功能与高效的图形处理能力,来直观,智能的辅助过程设计人员进行过程设计与分析的一种技术。它同时实现过程的可视化与智能化。它包括工程设计条件可视化(地质,水文,地形,枢纽布置及施工条件等可视化),设计建模可视化,计算分析过程可视化与成果设计可视化(三维真实感图形显示及空间数据的图表,文挡输出)。
(三)水利工程仿真模拟设计软件目标:
力求把水利工程的设计、管理主要涉及到的水文泥沙、地质、地表(含规划、环保)、水工、施工、机电等专业的设计工作的过程、相互之间的关系和结果通过先进的计算机平台及辅助设备以可视化的形式展现出来,达到虚拟设计/虚拟制造的目的。协同设计的基础是建立一个统一的数据库,包括地质地形的空间数据、水工建筑物(大坝、厂房等)的三维实体数据、施工计划组织的实时数据以及真实条件下的计算机仿真和实时渲染数据等。与以前的技术不同,由于建立在统一的数据库平台之上,任何修改都将及时地反馈给整个工程的相关部门和人员(权限许可),并及时地通过三维图形的方式展现出来。虚拟设计/虚拟制造技术的应用和实时仿真完全不同于以前的动画渲染,它是满足设计详细要求的具体施工计划的真实三维显示。
(四).水利工程仿真模拟设计软件需要解决的问题:
1.地质、地形勘测
2.环境及水库分析
3.水工建筑物及枢纽设计
4.施工组织设计
5.机电设计
6.工程概预算
7.工程监测
(五).水利工程仿真模拟设计软件解决方案:
1.在地质勘探方面:可以利用航拍、钻探、"3S"技术(即GISGPSRS)得到的地形数据,直接生成地形的三维模型包括地下三维地质情况的分布,便于直接了解复杂的地质构造情况,方便地进行地形模型的建立,作为坝体、地下厂房、导流洞等建筑物设计的原始依据。
2.在三维地形表述的基础上,建立水利水电工程的全三维模型,包括坝体、导流洞、泄洪洞、地下厂房等建筑以及与此相关联的设备、管线的布置等仿真模型。这些设备与地形数据完全相关,从而构成一个复杂的水利水电系统,真实反映工程建成以后的面貌。
建立的三维模型还能够输出到有限元分析软件中,进行结构强度的预测。三维模型不仅可以与地形模型很好地关联,而且工程模型也还是参数化的,一旦设计有新的更改,只需要修改相应部分的三维模型,与此相关的设备、管线布置以及由三维模型自动投影生成的二维工程图(符合目前图纸标准)都会得到相应的修改,从而保证了设计的唯一性和相关性,快速地完成多个设计方案的对比和选择。
3.工程概预算方面:通过建立大坝真实全三维实体数值仿真模型,能够完全精确模拟大坝形体的各个细节,包括孔口部位、进水口、闸门槽等。水利工程计算机辅助设计能够精确计算各坝段各截面的面积、各点的坐标以及体积,其精度满足大坝混凝土工程量计量要求。将坝体内部各种材料的配合比及使用范围输入到坝体三维数值仿真模型中,从而使精确计量程序不仅能够计算坝体的工程量,而且还能够计算不同材料的用量,并进一步为概预算及施工期业主的材料供应计划提供科学的依据。
4.施工方案动态仿真结果分析及查询通过建立的三维实体数字模型,计算出开挖方量及填筑方量,对工程进行预测和模拟,动态展示山体开挖和大坝浇注的全过程,得出详细的施工强度和施工顺序等重要指标。使工程的项目管理和进度分析达到实时控制与动态管理,以便科学指导工程施工,辅助业主和监理工程师进行有效的决策。
计算机模拟系统模拟混凝土施工过程,不仅可全面、周密地反映各种影响混凝土施工的因素,而且改变施工参数、修改方案比较及敏感性分析均比较容易,可完全弥补传统工程类比法的缺点。采用计算机模拟施工方案成功解决了过去依靠人工手段无法解决的许多难题,能大大提高了设计人员和项目管理人员的效率,取得巨大的技术经济效益。
根据数字化工程施工过程中的一般规律、施工工艺和流程、合同文件、技术规范以及实体特定的结构形式、施工条件的特定要求,利用本模块建立系统分析模型和模拟计算数学模型。设计相应的数据库管理、数据录入及编辑、大坝模拟施工过程计算、图形处理、报表自动生成及分析、查询以及菜单控制等系统,集成在统一界面下完成所有的功能。
(六).水利工程施工模拟界面设计:
主界面由部分组成,分别是溢洪道土石方开挖、溢洪道土石方开挖进度合计、大坝混凝土浇筑进度、大坝混凝土浇筑进度合计。这四部分从数据库中读取数据并动态的显示出来。包括一些重要的施工数据如:层号、厚度、体积、高程、开挖(浇)时间、结束时间等。点击“显示设置”来设置需要显示或者隐藏的对象,达到最好的视觉效果。这些表既可以用于显示,也可用于查询。
(七).水利工程仿真模拟设计软件开发环境:
1.软件环境:系统采用Windowsxp/2000/98作为工作平台,开发应用软件有VisualC++6.0,AutoCAD2000以上均可,ArcViewGIS,MSExcel,MSAccess,3dMAX,GIS与GPS的系列软件等等。
2.硬件环境:考虑到系统功能中图形数据处理量大,与三维图形处理分析操作需要,推荐配置:PentiumIV1.4G+512MB内存+真彩色显示卡(3D加速功能)+10G硬盘,或者更高配置为好。
三.实例应用与总结展望:
水利工程仿真模拟设计软件采用专业协同设计软件水利工程计算机辅助设计软件,在同一数据库平台下,能解决三维地址地形建模、大坝选址、水工设计、土建施工、机电安装等一系列关键问题,在很大程度上提高仿真精度和时间的要求,完成覆盖软件生命周期的全过程,达到减少设计周期、加深设计深度、提高设计质量、控制成本及提高企业革新等目的。
用水利工程仿真模拟设计软件建立真实三维地形地貌模型(DTM)及三维地质模型(DGM)并行三维水工设计(大坝模型、强度计算等)建立整个水利水电系统模型(包括坝体、导流洞、泄洪洞、地下厂房等建筑以及与此相关联的设备、管线的布置)工程概预算三维工程施工仿真及工程监控在统一的数据库平台上完成以上功能,涵盖从草图设计到工程完工全过程,满足虚拟设计/虚拟制造的要求。
水利工程仿真模拟设计软件在水电工程设计过程中,从地质--坝工--厂房--枢纽及施工组织设计模拟都能系统准确地反映实际设计中的一般规律和特点。因而,采用本系统进行多专业协同可视化设计与指导施工,使各工种各工序的衔接、资源的分配、材料的供应都是均衡地有节奏地进行,从而使水电工程的勘测、设计与施工管理达到国际一流水平。相信未来的水利建设将是计算机设计的新领域,而不是象传统的水利设计那样耗时耗力耗资耗人。未来的水利规划设计管理完全实现自动化。计算机在水利上的利用有着广阔的发展前境需要我们一代代水利人的共同努力。
以下是三峡水电站设计应用实例:
参考文献:
1.黄健全,罗明高,胡雪涛.实用计算机地质在制图.北京:地质出版社,1998
2.张菊明.三维地质模型的设计与显示.中国数学地质进展,1995,7
3.康凤举.现代仿真技术及其应用.北京:国防工业出版社,2001
4.水利概论河海大学出版社
5.李青元.曹代勇.三维矢量结构GIS拓补关系及其动态建立.测绘学报