高心墙堆石坝原生集成式智能无人碾压系统研发及应用

无人碾压技术是大坝填筑施工研究的前沿,有助于提高堆石坝施工质量和效率。然而,目前缺乏对多料种复杂施工环境条件下无人碾压系统的研究,且现有的无人碾压多基于RTK-GNSS和毫米波雷达对位姿与障碍物进行感知,缺乏对压实质量、环境障碍物和位姿的多模态感知;现有的无人碾压多采用外挂执行机构的方式进行改装,设备耐久性和稳定性难以得到保证。针对上述不足,采用感知设备、执行设备和控制设备统一设计和集成装配的方式,自主研发了集成多模态智能感知、智能规划决策和智能控制等功能的无驾驶舱原生集成式智能无人碾压系统。其中,智能感知采用RTK-GNSS、毫米波雷达和机器视觉等多种模态方法实现对车体位姿和环境障碍物的精准感知;基于能量守恒原则,采用加速度计等实现对有效压实功率的精准感知;智能规划决策集成了事前的全覆盖路径规划与事中的碾压参数动态优化等算法;智能控制中通过蝴蝶优化算法动态调控比例-积分-微分算法的控制参数,实现了复杂条件下循迹的精准控制;此外,基于B/S架构研发了原生集成式智能无人碾压数字孪生平台,实现了碾压施工过程中物理空间与孪生空间的双向交互。研发的原生集成式智能无人碾压系统在两河口水电站堆石区、过渡区和砾石土心墙区等复杂施工条件下开展了应用研究,结果表明,相较于传统碾压施工方法,该系统一次碾压质量达标率提升2.42%,效率提升15.20%。     

某高沥青混凝土面板堆石坝下游堆石料碾压试验研究

某抽水蓄能电站上水库主坝最大坝高182.3 m,大坝基础地质条件及填筑料料源岩性复杂,工程建设技术难度大.大坝下游堆石区填筑料为上水库石料场开采的弱、微风化白云岩与全、强风化玢岩混合料,在招标设计阶段和施工图阶段,分别开展了碾压试验,根据碾压试验结果提出了合理可行的施工方案,为大坝顺利填筑奠定了基础.碾压试验结果表明,...     

泸定水电站大坝接触黏土料碾压试验及成果分析

为验证大坝心墙接触黏土料的设计填筑标准,确定经济合理的碾压施工参数,选择适宜的碾压机械设备,以确保大坝碾压作业的施工质量,进行了心墙接触黏土料现场碾压试验.试验成果表明,选用的机械、机具及工艺满足现场碾压要求;该区域土体属中压缩性土,具中等偏下抗剪强度,极微透水性,土料适宜用于心墙接触黏土填筑.     

试论大坝碾压混凝土的施工工艺

碾压混凝土坝是一个新兴的坝型,它将土石坝的机械化作业用于碾压混凝土施工。本文通过对麒麟观电站碾压混凝土施工工艺的试验、研究和探讨,总结出大坝碾压混凝土从基础处理、入仓方式、铺料、碾压等施工工艺的基本施工方法,值得同类型大坝施工参考和借鉴。     

黄家湾水利枢纽面板堆石坝碾压试验

黄家湾水利枢纽工程属Ⅱ等大(2)型工程,挡水大坝为混凝土面板堆石坝。介绍了黄家湾水利枢纽坝体填筑标准、碾压试验方法和过程,研究了大坝堆石料、过渡料、垫层料和特殊垫层料在不同碾压遍数、不同加水量下的碾压效果,确定了经济合理的碾压施工参数和施工方法,为大坝坝体各区填筑施工和压实质量控制提供了技术依据。     

基于CA-RL的堆石坝填筑仓面碾压作业动态路径规划

碾压作业是堆石坝填筑仓面施工的关键工序,科学合理规划碾压路径能够在保障碾压质量的前提下提高碾压效率。在当前路径规划研究基础上进一步考虑碾压机数量变化、压实质量感知等动态要素可以提高路径规划模型面对复杂动态的仓面施工环境的适应性。本文通过建立基于元胞自动机的填筑仓面信息模型、提出条带整体压实质量评价方法,解决压实质量等仓面信息的储存更新的问题;通过建立基于强化学习的碾压作业路径规划模型、构建碾压机状态集和动作集、设计奖励函数和探索利用策略,解决碾压机数量变化的路径分配的问题;耦合上述两种模型,实现堆石坝填筑仓面碾压作业动态路径规划。结合国内某堆石坝工程开展了工程应用,结果表明：本方法可动态考虑碾压机数量变化、压实质量感知等要素,路径规划结果在保障碾压质量的前提下路径长度相较现场施工实际路径平均缩短22.3%,能够有效提升碾压效率。     

采砂改变级配砂砾料筑坝压实特性及碾压施工参数研究

某水库规划砂砾料场由于人工采砂,导致砂砾料级配劣化、离散性大,原设计包线、开采条件和坝的填筑控制标准等均发生变化,为保证大坝的填筑质量,大坝设计填筑标准相对密度由75%提高到了80%。为了验证新填筑标准的合理性,并确定经济高效的碾压施工参数,本文通过天然含水和充分洒水条件下不同铺料厚度、不同碾压遍数下的现场碾压试验,系统研究了含水率、铺料厚度、碾压遍数和含砾量等因素对扰动砂砾料压实性能的影响,在此基础上结合新的填筑标准,探讨了碾压施工参数和施工工艺。     

两河口水电站庆大河挡水坝大坝填筑碾压试验

为了确保挡水坝大坝填筑质量满足设计技术要求,需在主体大坝填筑前进行坝体各填筑料碾压试验,以获得科学、合理的施工参数。文章主要介绍了大坝填筑碾压试验过程、试验结果和依据试验参数施工的结果。     

大朝山水电站全断面碾压混凝土双曲拱围堰施工

大朝山水电站工程全断面碾压混凝土双曲拱围堰体形复杂，基础覆盖层厚度变化很大，气候条件特殊，施工难度大。施工中采用围堰基础分块浇筑、深槽置于覆盖层上、堰体混凝土不分缝通仓连续浇筑等技术措施，有效地保证了碾压混凝土连续快速施工。在2个月内，堰体浇筑上升了40.5m。首次成功地在碾压混凝土中大掺量地使用PT掺和料，为大坝碾压混凝土施工积累了宝贵的经验。     

井子水库堆石坝填筑碾压试验及结果分析

为了复核堆石坝填筑设计标准的合理性，确定达到设计标准的压实方法，在大坝主体工程施工前，需要对不同填筑区填筑材料进行碾压试验。通过对井子水库各填筑区碾压试验方法、试验过程的阐述，以及对碾压试验结果的分析，确定了适用于本工程大坝填筑的施工机械、铺料厚度和碾压遍数等施工参数。     

大坝填筑碾压施工无人驾驶技术的研究与应用

近年来,利用高精度定位技术以及物联网技术,对土石坝填筑碾压施工过程开展了实时智能化监控系统的研发与应用研究,取得了较好的效果。如何利用无人驾驶碾压机械实现智能施工成为了研究人员关注的焦点。利用激光雷达、短波雷达、卫星定位等关键技术,研发了不改变施工机械油路、电路等控制系统以及机械结构的无人驾驶改造技术,能够实现自主施工环境感知、自主施工行为决策、自主施工动作执行的目的。结合建立的土石坝填筑施工过程实时智能化监控系统,实现了大坝填筑碾压施工全过程智能化,有效保证了施工质量,提高了施工过程管理水平。土石坝填筑碾压施工无人驾驶技术通过在河南出山店水库大坝中的应用,验证了该技术的适用性与有效性,具有广阔的推广应用空间。     

水布垭面板堆石坝填筑碾压参数的合理选择

面板堆石坝填筑施工时碾压参数选择是否合理直接关系到大坝填筑质量的好坏、施工难度的大小以及成本投入的多少。大坝填筑施工前必须进行现场碾压试验以确定合理的碾压参数，并对设计控制标准进行复核。通过水布垭面板堆石坝现场生产性碾压试验，对各项碾压参数的试验成果进行了深入分析和研究，提出了合理的碾压参数及建议控制标准。     

基于Georobot/WLAN的碾压智能监控系统初步试验研究

针对基于GPS的土石坝碾压实时监控系统存在高程精度不高(一般为2 cm左右)、车载设备(GPS接收机)贵重且易受损害(振动、洒水等影响)、卫星信号在深山峡谷易被遮挡等不足,设计了一套基于Georobot/WLAN的碾压智能监控系统,以克服基于GPS的监控系统的以上不足。首先,介绍了基于Georobot/WLAN的碾压智能监控系统结构;然后阐述了Georobot监测原理与理论精度、碾压参数(轨迹、遍数、速度等)的控制方法;最后利用小汽车模拟振动碾压机碾压运行过程,测试该系统对碾压轨迹、遍数、速度等参数进行实时、远程、智能、高精度监控的可行性和可靠性,并分析系统测定高程的精度。试验结果表明,该监控系统可对碾压轨迹、遍数、速度等参数进行实时、远程、智能、高精度监控,可视化结果直观、与实际情况相一致,且高程精度达到了5. 3 mm,相比基于GPS的监控系统高程精度提高了约73%。该监控系统可应用于碾压施工质量监控中,对于提高碾压施工水平与管理水准具有十分重要的现实意义,应用前景广阔。     

影响碾压混凝土层间结合质量的因素及改进措施

碾压混凝土重力坝采用平层分层摊铺、分层碾压的施工方式,突出地存在层间结合问题,如处理不当,将影响坝体的稳定。本文对影响碾压混凝土层间结合质量的因素进行了分析,并提出了改进措施。     

碾压混凝土筑坝技术在大型水电主体工程中的应用

结合铜街子水电站大坝工程,对碾压混凝土的材料性能、初凝时间测定方法、振实机理等进行了研究;分析了碾压混凝土坝的应力场、渗流场、温度场;提出了碾压混凝土坝的观测项目及其设计;研究了施工工艺,改进并配套了施工机具;总结出适合我国特点的碾压混凝土筑坝新技术。     

阎王鼻子水库坝体碾压混凝土现场碾压试验研究

为了满足阎王鼻子水库坝体碾压混凝土施工需要 ,在水库上游纵向混凝土围堰和溢流坝右导墙进行了两次碾压混凝土现场碾压试验。通过现场试验验证了室内试验推荐的碾压混凝土配合比的合理性 ,确定了现场施工碾压混凝土配合比、施工工艺参数及控制措施     

西藏查龙水电站面板坝填筑施工

查龙电站面板堆石坝坝体及沙砾石副坝填筑体按不同填筑区填筑沙砾石料。窝托及吉刻苦堂料场沙砾石料经勘察质量基本符合要求。通过碾压试验确定了最优碾压参数。对填筑料、碾压等严格按照坝体填筑施工技术要求施工并严格进行质量检查与控制。经检查评定查龙水电站面板坝填筑施工质量属优良水平。     

100 m级薄碾压混凝土双曲拱坝施工期的温度应力分析

碾压混凝土拱坝采取整体碾压的施工方式,温度荷载是主要的设计荷载之一。作者通过三维有限元仿真分析,揭示了100m级薄碾压混凝土双曲拱坝施工期温度及温度应力变化特征,可供大坝温控设计参考。     

莲花水电站大坝施工质量控制

莲花电站面板堆石坝从石料开采，加工制备到上坝填铺碾压，实行全过程的质量控制。依据规范和设计要求，进行了堆石料的爆破，碾压试验及垫层料的制备，掺合级配试验，优选出一套合理的碾压参数的检验压实密度的评定标准，从而为进行施工质量控制和检验压实质量提供了依据。在监控过程中，由大坝指挥部统一协调和研究解决质量或进度难题，以保证获得良好的填筑密实度。     

基于施工全过程参数的堆石坝掺砾土心墙压实质量实时评价

料源参数和施工参数是影响掺砾土心墙压实质量的重要因素。针对当前研究中料源参数被局限于掺砾土,且施工参数考虑不全面,缺乏掺拌参数,不能客观实时评价仓面压实质量的问题,提出了一种基于双向极限学习机(Bidirectional extreme learning machine, B-ELM)算法,综合考虑施工全过程参数的掺砾土心墙压实质量实时评价模型。研究模型将掺砾土心墙碾压填筑施工过程中土料参数、石料参数等料源参数,掺拌参数、碾压参数等施工参数和气象参数作为模型的输入参数,采用B-ELM算法构建压实质量实时评价模型,将该模型嵌入堆石坝碾压施工质量实时监控系统中,可以实现压实质量的实时评价。结合西南某在建的掺砾土心墙堆石坝,采用本文提出的压实质量实时评价模型,实现了对碾压施工单元压实质量的实时评价。此外,将该模型与基于掺砾土料源参数的压实质量评价模型进行对比,结果表明,二者在精度上具有一致性,该模型在鲁棒性上具有优越性,并且可以实现压实质量的实时评价;与现场实测压实度比较分析,该模型对压实度评价更为准确和稳定。研究成果可为碾压堆石坝施工技术和设计工作提供参考。