水利水电工程施工中现代技术运用研究

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

张金微

泰安市泰山区彩山水库管理所 山东 泰安 271000

摘要

随着我国水利水电工程建设行业的快速发展,现代技术在施工过程中的应用方向越发广泛。本文主要针对水利水电工程施工期间的现代技术运用进行研究,积极分析现代技术在施工期间的优势以及挑战,针对相关技术的应用进行探讨。通过对施工期间常见问题解决方案进行总结,主要目的在于为水利水电工程施工提供技术支撑,更好的提升施工质量和效率,保障工程安全与稳定。


关键词

水利;水电;工程;施工;现代技术

正文


水利水电工程作为我国基础设施建设的重要组成部分,对国民经济和社会发展具有举足轻重的作用。近年来,随着我国经济的快速发展,水利水电工程建设规模不断扩大,对施工技术提出了更高要求。现代技术在水利水电工程施工中的应用,不仅提高了施工质量和效率,还为工程安全提供了有力保障。然而,现代技术在施工过程中也面临诸多挑战,如技术选择、施工管理、人员培训等。

一、水利水电工程施工运用现代技术的意义

(一)提高施工质量和效率

水利水电工程运转期间,现代技术的使用首先体现在显著提高施工质量与效率。通过引入先进的施工设备、工艺、材料,例如自动化机械、智能监测系统、高性能混凝土等,可以有效减少人为误差与影响,确保工程质量稳定可靠。同时,现代施工技术例如BIM技术,可以实现施工过程中的可视化管理与协同作业,积极优化施工流程并且缩短施工周期,提升工程的整体施工效率。这一工作不仅有助于降低施工成本,还可以确保工程按照时间顺利完成,满足社会发展的需求[1]

(二)保障施工安全

现代技术在水利水电工程施工中的应用,对于保障施工安全具有重要意义。例如,无人机、遥感技术等可以实现对施工现场的实时监控,及时发现安全隐患,提前预警,避免安全事故的发生。此外,智能监测系统可以实时监测工程结构、地质环境等关键参数,确保施工过程中的安全可控。在紧急情况下,现代技术如无人机救援、远程操控设备等,能够迅速响应,减少人员伤亡,保障施工人员的安全。

(三)降低环境影响

水利水电工程施工的过程中,现代技术的使用将会更好的降低对环境造成的影响。例如,绿色施工技术、环保材料的使用,将会减少施工过程对土壤、水资源、空气的污染。另外,现代施工设备例如环保挖掘机、噪音振动小的施工机械等,可以降低施工期间产生的噪音以及振动,减少对周边居民生活造成的影响。除此之外,通过优化施工方案与施工模式,可以规划施工区域,避免对生态环境造成严重的破坏,实现工程建设的可持续发展[2]

(四)促进技术创新与产业升级

现代技术在水利水电工程施工期间的应用与落实,推动了技术创新以及产业升级优化。一方面,这些技术促进了传统施工技术的改进与优化,例如智能施工设备、自动化生产线等,提升施工效率和产品质量。另一方面,现代技术的使用将会带动相关产业链的发展,例如新材料、新设备、新工艺的研发与进一步应用,这将会为我国的水利水电工程建设提供技术支撑。除此之外,现代技术的使用将会培养高素质的工程技术发展,提升我国水利水电工程的发展水平。

二、水利水电工程施工期间常见现代施工技术

(一)BIM技术

BIM(建筑信息模型)技术在水利水电工程施工当中的应用,现如今已经成为提升施工效率与施工质量的重要方式。通过建设一个全面、完善的三维模型,BIM技术可以将工程项目当中的所有信息实现集成管理,包括设计图纸、材料清单、施工计划等方面内容。这种集成化信息管理模式,可以让施工团队在统一平台上实现协同优化,避免传统施工期间信息传递不畅以及设计变更频繁的问题[3]

在施工之前,BIM模型的使用可以开展详细的碰撞检测,帮助设计团队在虚拟的环境当中发现一些潜在的设计冲突问题,从而在施工之前及时解决,避免现场施工过程中出现返工以及延误等情况。除此之外,BIM模型还可以模拟施工过程,包括施工进度、资源分配、成本估算等,帮助施工团队积极优化施工效率,提升施工质量。在施工的过程中,BIM技术也可以实时更新,为现场管理人员提供决策依据以及帮助。例如,通过BIM模型,能够对施工进度开展监督管控,确保工程按照预定计划开展。同时,BIM模型还可以用于施工过程中的变更管理,快速响应设计变更,减少对施工造成的影响以及阻碍。

(二)无人机技术

无人机技术在水利水电工程施工中的应用范围广泛,包括地形测绘、工程监测、安全巡查和应急响应等多个方面。无人机搭载的高分辨率相机和激光雷达等设备,能够快速、准确地获取施工现场的详细数据,这些数据对于地形分析和工程设计至关重要。

在施工过程中,无人机可以定期进行工程监测,如监测大坝、隧道等关键结构的变形情况,及时发现潜在的安全隐患。此外,无人机还可以用于安全巡查,如检查施工现场的安全设施和施工人员的安全行为,提高施工现场的安全性。在自然灾害发生时,无人机能够迅速到达现场进行空中侦察,为救援行动提供宝贵的信息[4]

(三)智能监控系统

智能监控系统可以在施工现场部署各种传感器,例如应变计、倾斜仪、水位计等,这些传感器可以对施工现场的关键参数开展实时的监测以及分析。这些传感器收集到的数据可以通过无线网络传输到监控中心,通过专业的软件来进行分析以及处理,为施工管理人员提供实时、完善的数据支持以及决策依据帮助。智能监控系统在水利水电工程当中的使用,不仅有助于更好的提升施工安全性,也可以积极保障工程质量。例如,通过对大坝的应力变化进行监测,将会对大坝的稳定性以及耐久性进行评估。通过对水位的实时变化进行监测,可以对水库的调度和防洪工作进行优化改进。除此之外,智能监控系统也可以用于施工期间对环境的监测,例如施工周边水质、空气质量等,确保施工活动符合周边环保要求。

(四)绿色施工技术

在水利水电工程施工期间,近些年开始出现一些绿色施工技术,主要目的在于通过使用环保材料以及施工方法,减少对环境造成的影响。在材料选择方面,优先使用一些可回收材料、低挥发性有机化合物材料、粘合剂等环保材料。在施工工艺方面,则是比较推荐使用干法施工、装配式施工等减少现场污染的施工技术,同时也能够控制施工现场产生的建筑废弃物。

除此之外,绿色施工技术还包括对施工流程进行优化,例如合理安排施工时间,减少夜间施工对周边居民造成的影响。另外,使用节能设备,例如太阳能照明、节能空调等,降低施工期间产生的能源消耗量。通过这些举措,水利水电工程施工将会达成经济效益、社会效益、环境效益的三者统一以及优化[5]

(五)自动化施工技术

自动化施工技术在水利水电工程施工当中的应用,主要体现在提升施工效率并且降低劳动强度方面。例如,在混凝土浇筑的过程中,自动化混凝土泵送系统可以对混凝土浇筑速度与浇筑位置进行精确的控制,减少浇筑期间产生的浪费问题,提升浇筑质量与浇筑水平。

在钢筋加工期间,自动化钢筋加工设备则是可以更加高效、精确的完成钢筋切割、弯曲、焊接等工艺,减少人工操作带来的误差以及影响,提升钢筋加工精度以及效率。在隧道掘进等施工环节,使用自动化掘进设备,将会结合预设的程序开展隧道掘进处理,确保隧道掘进的速度与质量达标。通过使用自动化施工技术,不仅可以提升施工效率,也将会在这一过程中减少施工带来的安全隐患与影响,为更多的施工人员提供安全施工环境。同时,自动化技术的推广与落实,也将会培养新一代自动化施工人才,提升整个施工行业的技术水平。

三、水利水电工程施工期间现代技术应用优化策略

(一)加强BIM技术与施工管理的深度融合

在水利水电工程施工的过程中,通过BIM技术,将技术与施工管理结合在一起,将会更好的提升施工效率与施工质量水平。在开展工作的过程中,可以打造出一个全面、完善的BIM模型结构,积极优化模型期间的设计细节、材料属性、施工进度等相关信息,保障施工设计、施工现场、施工运营期间的全面对接与管控。通过BIM模型模式下的虚拟施工技术,可以积极发现施工期间的设计冲突、施工难点,提前解决施工方案与施工问题,避免施工现场出现变更以及返工等问题。另外,BIM模型还可以对施工进度开展管理与优化,对施工过程完成模拟与管控,积极优化施工计划,合理分配各类资源,保障施工效率达标。除此之外,结合BIM模型进行及时更新,施工管理人员也将会对施工进度完成监督管控,及时做好调整与处理,这对保障工程质量具有关键意义和重要价值。

(二)推广无人机技术在施工现场的应用

首先,无人机在水利水电工程施工中扮演着至关重要的角色,特别是用于高精度地形测绘。通过搭载先进的测绘设备,无人机能够快速、准确地获取施工现场的地形数据,这些数据对于工程设计至关重要。与传统的人工测绘相比,无人机测绘不仅大幅减少了实地测绘的时间和人力成本,而且提高了数据的精确度和可靠性,为工程设计提供了坚实的基础。其次,无人机在施工现场的日常监测中发挥着重要作用。例如,对于大坝、隧道等关键结构的安全监测,无人机可以定期进行空中巡查,实时监控工程结构的健康状况。这种非接触式的监测方式,不仅能够及时发现并处理潜在的安全隐患,还能避免传统监测方法中可能存在的安全风险,如人员进入危险区域。此外,无人机在施工材料的运输和现场巡查中也显示出其独特的优势。在运输过程中,无人机可以快速将材料从一处运输到另一处,节省了人力和时间,提高了施工效率。

(三)构建智能监测系统,实现施工过程实时监控

在施工现场的关键位置,例如大坝、隧道、边坡等,需要布置多种类型的传感器,其中包括温度传感器、湿度传感器、应力传感器、位移传感器等,这些传感器的合理分布可以确保收集到施工现场的全面数据,为后续的分析与决策提供准确依据以及支撑帮助。智能监测系统需要使用先进的通信技术与数据处理算法,确保数据的实时采集、传输、存储。通过无线网络、光纤、其他通信手段,可以将传感器收集到的数据实时传输到监控中心,方便施工管理人员可以更加及时的获取到各类信息内容。在数据分析与预警方面,智能监测系统需要具备强大的数据处理能力,可以对收集到的数据进行实时分析,识别出各类异常情况,并且及时发出预警。例如,在监测到温度异常升高、应力超过安全阈值或者位移异常期间,系统将会迅速报警,提醒更多施工人员采取对应的措施进行处理。

(四)推广绿色施工技术,实现可持续发展

推广绿色施工技术,对于水利水电工程施工领域来说可以实现可持续发展,这具有重要意义和关键价值。这一战略的实施与开展,不仅可以保护环境、节约资源,还能够在这一基础上更好的提升企业社会责任感以及市场竞争能力。在这一过程中,选择环保材料非常关键。在施工期间,需要积极选择无毒、无害、可降解的绿色建筑材料,从而减少施工期间对环境的污染以及影响。其次,还需要使用节能设备与节能技术,这属于降低能源消耗的关键途径与重要方式。通过引进更加先进的节能设备,对施工工艺开展优化,可以降低施工期间的碳排放量。再次,则是需要对施工工艺进行优化与升级,提升施工效率,减少施工废弃物排放量,达成资源化利用。

(五)培养复合型人才,提升施工技术水平

首先,需要加强施工技术人员的专业培训,确保施工技术人员可以熟练掌握并且使用BIM技术、无人机技术、智能监测系统等现代科技手段与方式。通过系统性的培训,可以提升技术人员在这些领域当中的使用能力,为工程项目的顺利进行提供强力技术支持。其次,还需要鼓励技术人员参与科研项目,这将会有助于科研技术人员拓宽视野,在实践期间培养技术创新与科研能力。通过参与科研项目,技术人员将会在这一过程中积累工作经验,提升自己的专业素养,为水利水电工程施工技术创新贡献出更多的力量。

结束语:

随着时代的发展,我国水利水电工程施工领域正在不断的发展与进步。现代技术的广泛应用开始为水利水电工程建设的质量、效率、安全提供了强有力的保障与支持,希望在未来可以针对水利水电工程施工期间现代技术的应用进行进一步的优化与改进,从而为我国水利水电事业的长远发展提供有益参考与帮助。通过现代信息技术的使用,不仅提升了施工效率,降低了成本,也可以为工程安全性与可靠性提供有力保障与支持。

参考文献:

[1]赵文靖.推进水利工程运行管理智能化的实践探索[J].中国战略新兴产业,2022,(23):89-91.

[2]胡延丰.信息化技术在农村水利工程现代化建设中的应用[J].科技创新与应用,2022,12(08):141-143.

[3]沈继凯.信息技术在水利工程管理中的应用探究[J].居舍,2021,(34):166-168.

[4]陆宇杰.现代数字技术在水利工程施工管理中的应用探讨[J].工程建设与设计,2021,(24):216-218.

[5]杨磊.探究节能环保技术与水利水电工程施工的有效结合[J].中国设备工程,2021,(23):267-268.

 

 


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