DB34∕T 4414-2023 水利工程土石方施工信息化技术规程.pdf

ICS 93.020 CCS P 21 34 安徽省地方标准 DB34/T 44142023 水利工程土石方施工信息化技术规程 Specification for construct informatization technology of hydraulic engineering Earth-Rock 2023-03-01 发布 2023-04-01 实施 安徽省市场监督管理局 发 布 DB34/T 44142023 I 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由安徽省水利厅提出并归口。本文件起草单位：安徽省（水利部淮河水利委员会）水利科学研究院、中国水利水电科学研究院、定远县江巷水库工程建设局、安徽水安建设集团股份有限公司。本文件主要起草人：钱财富、赵宇飞、徐海波、王佩、张杨、宋新江、张丽娟、姜龙、杨军、曹彭强、皮进、周文渊、宋建正、周兵兵、吴杰、张强、韩超、张忠裔、姬钰、杨志、曹瑞琅、代世军、胡思远。DB34/T 44142023 1 水利工程土石方施工信息化技术规程 1 范围 本文件界定了水利工程土石方施工信息化技术的基本要求，并规定了水利工程土石方施工信息化技术的系统组成、监控参数、系统应用及资料整编。本文件适用于利用信息化技术对水利工程土石方施工质量进行控制管理。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 18314 全球定位系统（GPS）测量规范 GB/T 18894 电子文件归档与电子档案管理规范 DA/T 28 建设项目档案管理规范 JJF 1118 全球定位系统（GPS）接收机（测地型和导航型）校准规范 SL 176 水利水电工程施工质量检验与评定规程 SL 631 水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准-土石方工程 SL 634 水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准-堤防工程 SL 734 水利工程质量检测技术规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。土石方信息化系统 informatization system of earth-Rock construction 由硬件部分、软件部分、数据传输网络部分等组成，具有对土石方施工过程实时的机械施工状态等信息的采集、传输、处理、展示与施工评估等功能，实现对水利工程土石方碾压填筑工程和土石方明挖工程施工过程控制的信息系统。高精度定位接收机 high precision positioning receiver 安装在土石方施工设备上，定位精度达到水平1cm 1ppm，垂直2cm 1ppm，实现施工机具位置实时定位的卫星定位硬件设备。作业面 working platform 依据单元工程划分、信息化实时监控需求，水利工程土石方施工质量控制信息化系统中设置的施工范围。DB34/T 44142023 2 4 基本要求 应根据工程设计文件、施工图纸、施工组织设计、施工现场等要求建设土石方施工信息化系统。应在土石方施工之前完成土石方施工信息化系统建设。土石方施工信息化系统用户应包括但不限于建设单位、运行管理单位、设计单位、监理单位、施工单位和质量检测单位。土石方施工之前，土石方施工信息化系统主要用户应结合土石方施工信息化系统建设，编制水利工程土石方施工信息化系统管理办法，明确用户及角色在系统中权限、职责、工作内容等。5 系统组成 系统构成 5.1.1 土石方信息化系统应由硬件部分、软件部分、数据传输网络部分组成。5.1.2 土石方碾压填筑工程，土石方施工信息化系统应包括碾压轨迹实时监控、碾压速度实时监控、碾压遍数实时监控、碾压设备振动频率实时监控、压实度（相对密度）实时监控等模块。5.1.3 土石方明挖工程，土石方施工信息化系统应包括开挖轨迹实时监控、开挖高程实时监控、开挖边坡坡度实时监控、开挖方量实时监控、开挖断面实时监控等模块。硬件部分 5.2.1 RTK 基准站 RTK基准站由卫星信号接收机、接收天线、数传电台等硬件组成，应采用模块化设备，配备避雷装置。性能、安装及使用应满足 GB/T 18314、JJF 1118 规定。5.2.2 高精度卫星定位接收机 安装在土石方施工设备上进行机械位置高精度实时定位的卫星定位技术硬件设备，应采用模块化设备，配备避雷装置。定位精度应满足水平1cm 1ppm，垂直2cm 1ppm；防护安全级别应达到工业三防IP67级别；接收机安装及调试快速便捷。5.2.3 传感器 如下：土石方填筑施工机械应安装振动频率传感器、加速度传感器、土石料压实传感器等。性能指标应根据不同工况并满足土石方信息化统对施工质量控制所需要的数据采集频率、数据采集精度以及防护等级的要求；土石方明挖施工机械应安装高精度倾角传感器等，姿态测定精度应满足静态 0.1，动态1。软件部分 5.3.1 软件系统架构 土石方信息化系统应根据土石方施工过程需要，对实时采集到的施工数据进行处理与展示。软件系统架构应包括软件平台存储与处理数据的存储计算资源层、通用数据处理的中间件层及为不同用户提供操作服务接口的应用层。其中，不同层功能设计应满足不同的设计、施工等相关规范。DB34/T 44142023 3 5.3.2 软件功能 软件系统应具备项目分解、信息接收与统计、土石方施工过程实时监控、施工数据分析、施工过程回溯、施工机械效率统计、相关报表自动生成、用户远程登录、信息展示等功能。数据传输网络部分 5.4.1 数据传输网络可采用有线或无线网络等方式。5.4.2 无线网络可采用 GPRS 等公共网络或根据需要自建的无线局域网络。5.4.3 有线网络可采用由以太网光缆、路由器及网络适配器等组成的有线宽带网络。运行与维护 5.5.1 运行与维护管理规程由工程建设单位、监理单位、设计单位、施工单位与检测单位等主要用户共同制定。5.5.2 运行与维护管理规程主要包括系统运行管理规定、施工报警及纠正措施、数据分析与报表生成规定、软硬件设备主要负责人职责、系统定期检修维护等方面。5.5.3 运行维护人员应培训合格后上岗，培训内容应包括：系统软硬件设备具体布置情况；软硬件设备原理、性能、使用方法、注意事项等；软硬件设备安装方法、保护与维护方法；系统运行与维护管理规程等。6 监控参数 监控参数选择 6.1.1 监控参数的选择应符合 SL 631、SL 634 中的规定。6.1.2 土石方碾压填筑工程，监控参数应包括碾压设备行进位置定位、碾压轨迹、碾压速度、碾压遍数、振动状态、碾压厚度等。6.1.3 土石方明挖工程，监控参数应包括开挖轨迹、开挖高程、开挖边坡坡度、开挖方量、开挖断面等。6.1.4 根据土石方工程特点，可选择对土石方填筑和开挖施工过程中的某个重要施工阶段或重要工序的施工过程进行施工控制信息化监控。监控参数确定 6.2.1 土石方碾压填筑工程监控参数确定 6.2.1.1 碾压设备行进位置定位（三维坐标），应通过高精度卫星定位接收机实时定位，并利用常规测量方法进行校验予以确定。6.2.1.2 碾压轨迹，应结合碾压设备行进位置实时定位数据、行进时间和碾压轮尺寸等综合确定。6.2.1.3 碾压速度，应结合碾压设备行进位置实时定位数据、行进时间和行进（后退）距离等综合确定。6.2.1.4 碾压遍数，应结合碾压设备行进位置实时定位数据、碾压轨迹和碾压方向传感器等综合确定。6.2.1.5 振动状态，应结合碾压设备安装的激振力（加速度等）传感器进行确定。6.2.1.6 碾压厚度，应结合碾压设备行进位置实时定位数据、行进时间等综合确定。DB34/T 44142023 4 6.2.2 土石方明挖工程监控参数确定 6.2.2.1 开挖设备行进位置定位（三维坐标），应通过高精度卫星定位接收机实时定位，并利用全站仪等常规测量方法进行校验予以确定。6.2.2.2 开挖轨迹，应结合开挖设备行进位置实时定位数据、行进时间和开挖结构尺寸等综合确定。6.2.2.3 开挖高程、边坡坡度，应结合开挖设备行进位置实时定位数据、开挖结构尺寸、传感器实时数据等综合确定。6.2.2.4 开挖方量，应结合开挖设备行进位置实时定位数据、开挖结构尺寸、传感器实时数据及单元工程三维模型进行 BIM 计算确定。6.2.2.5 开挖断面，应结合开挖设备行进位置实时定位数据、开挖结构尺寸、传感器实时数据及单元工程三维模型进行 BIM 计算确定。7 系统应用 作业面划分 7.1.1 系统应用前应进行作业面划分。7.1.2 作业面划分应结合土石方工程项目分解以及土石方填筑分区设计情况进行确定，系统作业面划分原则上与实体工程的单元工程划分相兼顾。7.1.3 作业面划分应在上一层土石料碾压结束并检验完成之后进行，且与土石方碾压填筑施工协调同步。7.1.4 作业面划分应避免施工机械无法施工的边角地区以及高精度卫星导航系统精度较差地区。7.1.5 作业面划分应与土石方施工过程相一致，作业面划分及作业面数字化信息应及时导入系统，不得有滞后以及超前的单元工程划分。7.1.6 作业面划分结束后，应采用不同颜色对不同控制参数进行标定，及时建立单元工程三维模型，便于施工机械操作人员及信息化人员实时监控及施工调整。土石方碾压填筑工程 7.2.1 土石方碾压填筑施工作业前，应根据碾压试验结果设置碾压作业参数。7.2.2 应根据碾压试验结果，建立监控参数与常规压实度（相对密度）检测的相关模型。利用碾压过程实时监控结果和相对应的压实度（相对密度）检测结果，不断更新压实度（相对密度）相关模型。根据监控参数实时数据，利用相关模型，推算实时位置的压实度（相对密度）指标。7.2.3 土石方碾压填筑施工信息化监控，包括：碾压轨迹实时监控，如下：碾压轨迹实时统计，应动态反馈至系统监控终端和便携式数据终端，应以图形形式显示；应设置漏碾预警。碾压设备连续 3 m、5 m未按设置工况或设定范围行进，系统应以声音（或高亮显示、颜色显示）自动发出预警、报警，应及时调整方向纠偏。碾压速度实时监控，如下：碾压速度实时计算，应动态反馈至系统监控终端和便携式数据终端，应以数字形式显示；应设置碾压速度超限预警。碾压设备连续 5 s、10 s超过最大限速或连续 10 s低于最小限速时，系统应以声音（或高亮显示、颜色显示）自动发出预警、报警，应及时提降速纠正。碾压遍数实时监控，如下：碾压遍数实时统计，应动态反馈至系统监控终端和便携式数据终端，应以图形及数字形式显示；DB34/T 44142023 5 应设置超、欠碾预警。应符合不同粒径级配土石料的试验段碾压要求，系统应对超、欠碾区域以声音（或高亮显示、颜色显示）自动发出预警、报警，应及时停补碾纠正。碾压设备振动频率实时监控，如下：碾压设备振动频率实时统计，应动态反馈至系统监控终端和便携式数据终端，应以数字形式显示；应设置振动状态预警。碾压设备连续 5 m、10 m行进的激振状态不在设置工况或设定范围，系统应以声音（或高亮显示、颜色显示）自动发出预警、报警，应及时调整激振档位纠正。碾压厚度实时分析，如下：碾压厚度实时统计，应动态反馈至系统监控终端和便携式数据终端，应以数字形式显示；应设置碾压厚度预警。碾压设备连续 5 m、10 m行进的碾压厚度不在设置工况或设定范围，系统应以声音（或高亮显示、颜色显示）自动发出预警、报警，应及时调整土料摊铺厚度。压实度（相对密度）实时分析，如下：压实度（相对密度）实时分析，应动态反馈至土石方施工信息化系统监控终端和便携式数据终端；应设置压实度（相对密度）预警。碾压设备连续 10 m、20 m行进的压实度（相对密度）不在设置工况或设定范围内，系统应以声音（或高亮显示、颜色显示）自动发出预警、报警，应及时纠正。7.2.4 作业面质量评估，如下：相关单位应利用土石方施工信息化系统实时采集的数据评判土石方填筑作业面施工完成情况；判别项目为压实度（相对密度）、碾压轨迹、碾压速度、碾压厚度、碾压遍数、振动状态等指标达标面积占作业面面积的百分比；相关单位利用土石方施工信息化系统判断土石方碾压填筑作业面施工完成标准要求：不出现集中漏、欠碾的现象；判别项目达标面积不低于 95；有特殊要求的另行制定。7.2.5 检测，如下：土石方碾压填筑施工完成后，应按照 SL 734、SL 176 相关规定对土石方填筑质量进行检测；检测部位应以系统监控中压实度（相对密度）未达标区域为主，以碾压轨迹、碾压速度、碾压遍数、碾压厚度、振动状态等指标未达标区域为辅。土石方明挖工程 7.3.1 提前测定开挖设备的结构尺寸，并在信息化系统中录入。7.3.2 开挖施工作业前，根据当前单元工程开挖类型、开挖设备型号等控制参数，设置土石方明挖工程作业参数。7.3.3 土石方明挖施工信息化监控，包括：开挖轨迹实时监控：开挖轨迹实时计算，应动态反馈至系统的监控终端和便携式数据终端，应以图形形式显示；应设置开挖轨迹预警。开挖设备连续 5 min、10min开挖的轨迹不在设置工况或设定范围内，系统应以声音（或高亮显示、颜色显示）自动发出预警、报警，应及时控制监控指标纠正。开挖高程实时监控：开挖高程实时计算，应动态反馈至系统的监控终端和便携式数据终端，应以数字形式显示；应设置超挖、欠挖预警。开挖设备的实时开挖模型与设计模型进行实时三维模型计算，开挖高程不在设计工况或规范允许偏差范围内，系统应以声音（或高亮显示、颜色显示）自动发出预警、报警，应及时控制监控指标纠正。DB34/T 44142023 6 开挖边坡坡度实时监控：开挖边坡坡度实时计算，应动态反馈至系统的监控终端和便携式数据终端，应以数字形式显示；进行超挖、欠挖预警。开挖设备的实时开挖模型与设计模型进行实时三维模型计算，开挖边坡坡度不在设计工况或规范允许偏差范围内，系统应以声音（或高亮显示、颜色显示）自动发出预警、报警，应及时控制监控指标纠正。开挖方量实时监控：开挖方量实时统计，应动态反馈至系统的监控终端和便携式数据终端，应以图形及数字形式显示；进行开挖方量实时统计。应将某台开挖设备的实时开挖模型与原始地形模型进行实时三维模型计算，应以数据或图表实时反馈累计开挖方量和实时开挖方量。开挖断面实时监控：开挖断面实时计算，应动态反馈至系统的监控终端和便携式数据终端，应以图形形式显示；进行开挖断面实时监控，并与设计断面进行实时对比。将开挖设备的实时开挖模型、原始地形模型与设计模型进行实时三维模型计算，应以断面图形式实时监控开挖断面是否满足设计与规范要求。7.3.4 作业面质量评估，包括：相关单位应利用土石方施工信息化系统实时采集的数据评判土石方明挖作业面施工完成情况；判别项目为开挖中心线，开挖底高程、开挖底宽度、开挖边坡坡度、开挖坡脚线、滩面、平台高程及滩面、平台宽度等；相关单位利用土石方施工信息化系统判断土石方明挖作业面施工完成标准要求：判别项目合格率不低于 95；有特殊要求的另行制定。7.3.5 土石方明挖施工完成后，应按照 SL 734、SL 176 相关规定对开挖断面进行质量检测。7.3.6 土石方明挖施工信息化系统监控开挖断面可能出现偏差的位置进行检测位置选择。8 资料整编 土石方施工信息化项目实施结束后，应进行资料整编。资料整编应包括系统运行的日常资料整理、实时监控资料整编和资料成果分析报告。资料成果分析应采用绘制过程线、分布图、相关图及测值比较等方法对其进行分析与检查，并进行定性、定量以及综合性的分析。资料分析时，应对由于测量因素（包括仪器故障等）产生的异常测值进行处理，保证监控参数分析成果的有效性及可靠性。分析报告的基本内容应有工程概况、系统安装调试、系统工作情况说明及监控参数数据分析成果。资料成果归档应符合 GB/T 18894、DA/T 28 的相关要求。