钢壳沉管混凝土施工信息化系统（PDF51页）

钢壳混凝土沉管预制信息化系统研发及模型试验汇报中交第二航务工程局有限公司2017年9月让世界更畅通目录第一部分钢壳混凝土沉管预制信息化系统第二部分模型试验目录第一部分钢壳混凝土沉管预制信息化系统第二部分模型试验目录1工程背景和研究现状2信息化施工系统必要性及目标3系统研发总体思路4系统总体构架及主要功能模块目录1工程背景和研究现状2信息化施工系统必要性及目标3系统研发总体思路4系统总体构架及主要功能模块1、工程背景和研究现状工程背景-结构参数-工程难点深中通道海底隧道采用钢壳混凝土沉管方案，隧道总长6845m，沉管段长5035m，分为32个管节，其中标准管节26个，非标准管节6个；单个标准管节（E2~E27）长165m，宽46m，高10.6m；单个标准管节舱室数量为2530个，不同体积舱室多达17种。本工程总用钢量约32万吨，混凝土约90万m3。1、工程背景和研究现状工程背景-结构参数-工程难点国内首次采用“三明治”双层钢壳混凝土沉管结构，规模尺寸世界第一；自密实混凝土性能要求高，配制和质量稳定性控制难度大；密肋封闭结构，混凝土不易填充密实，脱空检测及缺陷处理难度大；单个管节舱室数量大、规格多，工艺参数控制及施工组织难度大；钢壳结构易受环境和已浇筑混凝土水化热影响，变化大，施工质量难控制；混凝土浇筑顺序不当易导致钢壳变形，影响安装精度。1、工程背景和研究现状研究现状-工程案例及技术成果-前期研究成果-工程难度对比-待解决技术和管理问题大阪港梦洲隧道那霸沉管隧道新若户沉管隧道采用“三明治”沉管隧道主要有神户港隧道、大阪梦洲隧道、那霸隧道和新若户隧道等；单个管节最大长度106m、最大断面宽度36.9m、最大高度约9m;•矩形断面：35.4m×8.6m•管节数量：8个•断面舱室数量：约40个•矩形断面：36.9m×8.7m•管节数量：8个•断面舱室数量：约40个•矩形断面：27.9m×8.4m•管节数量：7个•断面舱室数量：约36个1、工程背景和研究现状采用“三明治”沉管隧道主要有神户港隧道、大阪梦洲隧道、那霸隧道和新若户隧道等；采用高流动性自密实混凝土，浇筑速度“先快后慢”，顶部20cm以下浇筑速度30m3/h，顶部20cm以内15m3/h；研究现状-工程案例及技术成果-前期研究成果-工程难度对比-待解决技术和管理问题1、工程背景和研究现状采用“三明治”沉管隧道主要有神户港隧道、大阪梦洲隧道、那霸隧道和新若户隧道等；混凝土从生产、运输到浇筑进行过程管理，并记录关键参数（扩展度、入模温度、出机时长、浇筑速度等）信息。施工管理概图运行管理界面1、扩展度2、入模温度3、出机时长4、浇筑速度研究现状-工程案例及技术成果-前期研究成果-工程难度对比-待解决技术和管理问题1、工程背景和研究现状采用“三明治”沉管隧道主要有神户港隧道、大阪梦洲隧道、那霸隧道和新若户隧道等；已开发信息化系统对混凝土生产和运输进行了监管，并未覆盖至全部工序（混凝土浇筑与检测），且大部分数据通过人工记录、传递与分析，因此并未实现生产全过程管控。研究现状-工程案例及技术成果-前期研究成果-工程难度对比-待解决技术和管理问题1、工程背景和研究现状研制出高流动性自密实混凝土，扩展度650±50mm、V形漏斗＜15s;验证并优化了加劲肋开孔布置及开孔大小；标准舱室浇筑速度：顶面20cm以下40m³/h，顶面20cm以内20m³/h；采用冲击回波法，可检测较大脱空缺陷。检测结果研究现状-工程案例及技术成果-前期研究成果-工程难度对比-待解决技术和管理问题冲击回波法测试现场排气孔开孔现场1、工程背景和研究现状研究现状-工程案例及技术成果-前期研究成果-工程难度对比-待解决技术和管理问题工程管节数量（个）断面尺寸（m）管节长度（m）神户港沉管隧道634.6m×9.1m约88m大阪港梦洲沉管隧道836.9m×8.7m约100m那霸沉管隧道835.4m×8.6m90m~92m新若户沉管隧道727.9m×8.4m67m~106m深中通道沉管隧道3246m×10.6m165m/123m相比于日本已建钢壳沉管隧道，深中通道沉管管节数量更多，断面尺寸更大1、工程背景和研究现状研究现状-工程案例及技术成果-前期研究成果-工程难度对比-待解决技术和管理问题13207925281200720480126070056025301870660050010001500200025003000舱室数量矩形舱室梯形舱室大阪港梦洲那霸隧道新若户深中通道相比于日本已建钢壳沉管隧道，深中通道沉管舱室类型和数量更多，结构更为复杂（单个管节2530个舱室，共3大类17小类）梯形舱室（660）矩形舱室（1870）1、工程背景和研究现状研究现状-工程案例及技术成果-前期研究成果-工程难度对比-待解决技术和管理问题相比于日本已建钢壳沉管隧道，深中通道沉管单次浇筑舱室和混凝土方量更大，投入资源更多、施工组织和调度管理更复杂···15···11510···212···1510···5n···12n12m······1、工程背景和研究现状研究现状-工程案例及技术成果-前期研究成果-工程难度对比-待解决技术和管理问题相比于日本已建钢壳沉管隧道，深中通道沉管单舱室砼施工采集数据多，人工记录易出错，单个管节（2530个舱）数据匹配与追溯更繁琐生成任务单•当前任务信息（砼生产方量、浇筑舱室信息）•各主管部门负责人签字复核•项目负责人签发新任务······•各线砼生产任务量•每车砼初检流动度和出机温度•砼初检试验员······砼生产表单•每个运输车辆基本信息•每车砼终检流动度及入模温度•砼终检试验员······砼运输表单当个舱室砼浇筑表单•浇筑舱室信息（舱室编号及方量）•砼浇筑前舱室温度•砼浇筑过程中温度变化•砼浇筑过程中管节温度•砼浇筑速度•砼实际浇筑方量•值班技术员······•检测舱室编号•砼28天强度•砼缺陷位置•砼缺陷范围•砼缺陷深度•检测技术员······砼检测表单2530个舱室！！1、工程背景和研究现状研究现状-工程案例及技术成果-前期研究成果-工程难度对比-待解决技术和管理问题工艺参数可控性信息记录可靠性信息传递及时性施工过程追溯性资源配置合理性缺陷快速定位17类舱室对应17类工艺控制参数参数匹配与控制难度大施工过程数据量大如何保证数据准确性与可靠性？施工工序环环相扣，浇筑舱室转换频繁如何保证信息传递及时性？单舱关联数据多如何保证数据准确匹配与追溯？单次任务＞1000m³如何实现各线各点间资源合理配置?管节舱数＞2000个如何快速、准确定位缺陷舱室？1、工程背景和研究现状研究现状-工程案例及技术成果-前期研究成果-工程难度对比-待解决技术和管理问题工艺参数可控性信息记录可靠性信息传递及时性施工过程追溯性资源配置合理性缺陷快速定位17类舱室对应17类工艺控制参数参数匹配与控制难度大施工过程数据量大如何保证数据准确性与可靠性？施工工序环环相扣，浇筑舱室转换频繁如何保证信息传递及时性？单舱关联数据多如何保证数据准确匹配与追溯？单次任务＞1000m³如何实现各线各点间资源合理配置?管节舱数＞2000个如何快速、准确定位缺陷舱室？1、工程背景和研究现状研究现状-工程案例及技术成果-前期研究成果-工程难度对比-待解决技术和管理问题工艺参数可控性信息记录可靠性信息传递及时性施工过程追溯性资源配置合理性缺陷快速定位17类舱室对应17类工艺控制参数参数匹配与控制难度大施工过程数据量大如何保证数据准确性与可靠性？施工工序环环相扣，浇筑舱室转换频繁如何保证信息传递及时性？单舱关联数据多如何保证数据准确匹配与追溯？单次任务＞1000m³如何实现各线各点间资源合理配置?管节舱数＞2000个如何快速、准确定位缺陷舱室？1、工程背景和研究现状研究现状-工程案例及技术成果-前期研究成果-工程难度对比-待解决技术和管理问题工艺参数可控性信息记录可靠性信息传递及时性施工过程追溯性资源配置合理性缺陷快速定位17类舱室对应17类工艺控制参数参数匹配与控制难度大施工过程数据量大如何保证数据准确性与可靠性？施工工序环环相扣，浇筑舱室转换频繁如何保证信息传递及时性？单舱关联数据多如何保证数据准确匹配与追溯？单次任务＞1000m³如何实现各线各点间资源合理配置?管节舱数＞2000个如何快速、准确定位缺陷舱室？1、工程背景和研究现状研究现状-工程案例及技术成果-前期研究成果-工程难度对比-待解决技术和管理问题工艺参数可控性信息记录可靠性信息传递及时性施工过程追溯性资源配置合理性缺陷快速定位17类舱室对应17类工艺控制参数参数匹配与控制难度大施工过程数据量大如何保证数据准确性与可靠性？施工工序环环相扣，浇筑舱室转换频繁如何保证信息传递及时性？单舱关联数据多如何保证数据准确匹配与追溯？单次任务＞1000m³如何实现各线各点间资源合理配置?管节舱数＞2000个如何快速、准确定位缺陷舱室？1、工程背景和研究现状研究现状-工程案例及技术成果-前期研究成果-工程难度对比-待解决技术和管理问题工艺参数可控性信息记录可靠性信息传递及时性施工过程追溯性资源配置合理性缺陷快速定位17类舱室对应17类工艺控制参数参数匹配与控制难度大施工过程数据量大如何保证数据准确性与可靠性？施工工序环环相扣，浇筑舱室转换频繁如何保证信息传递及时性？单舱关联数据多如何保证数据准确匹配与追溯？单次任务＞1000m³如何实现各线各点间资源合理配置?管节舱数＞2000个如何快速、准确定位缺陷舱室？目录1工程背景和研究现状2信息化施工系统必要性及目标3系统研发总体思路4系统总体构架及主要功能模块2、信息化施工系统的提出及研发目标信息化系统的提出研发一套钢壳混凝土沉管预制信息化系统，对混凝土生产、运输、浇筑、检测全过程进行管控技术和管理问题解决方案目标······1···2···3···4···5···6·········实时高效受控优质2、信息化施工系统的提出及研发目标系统研发目标•保证预制质量•优化资源配置•提高施工工效•建设“智慧工地”•提高工程质量•提升管理水平•打造品质工程引领行业进步，实现“智能建造”。项目目标工程目标行业目标目录1工程背景和研究现状2信息化施工系统必要性及目标3系统研发总体思路4系统总体构架及主要功能模块3、系统研发总体思路•参数可控性•记录可靠性•传递及时性•过程追溯性系统研发总体思路基于BIM、智能传感和物联网技术，研发涵盖混凝土生产、运输、浇筑、检测的钢壳沉管预制全过程信息化管理系统，利用大数据辅助决策，实现沉管预制各环节任务智能分配、实时监控记录以及施工缺陷快速定位、自动生成报表的优质、高效、智能化、精细化管理。相关问题解决手段智能传感物联网BIM混凝土生产混凝土运输混凝土浇筑混凝土检测•实时监控•自动采集•无线网络•数据库管理目录1工程背景和研究现状2信息化施工系统必要性及目标3系统研发总体思路4系统总体构架及主要功能模块4、系统总体构架及主要功能系统总体构架钢壳混凝土沉管预制信息化系统建筑信息系统（BIM）生产调度系统（MSS）资源及文件管理系统数据库管理系统施工监控系统（MCS）4、系统总体构架及主要功能系统运行管理信息化监控中心砼生产管理砼运输管理砼浇筑管理混凝土质量检测数据库系统任务4、系统总体构架及主要功能主要功能（模块）-建筑信息系统-施工监控系统-生产调度系统信息集成：管节编号、舱室属性、信息模型制作、基本参数信息表达辅助制造：将BIM模型的图纸、表格、文件等信息转换成任务审批系统能识别的格式后进入生产阶段数据交互：可实现前端实测数据与后端模型数据的交互，查看项目进度和工程质量等信息，并以4D方式展示建筑信息系统简称BIM（BuildingInformationModeling），是虚拟的建筑，是现实建筑的真实再