2.10 数字大坝技术应用
溧阳抽水蓄能电站工程主坝填筑量大、料源复杂，为确保大坝填筑质量，保证工程长期安全运行，借鉴类似工程经验如糯扎渡、梨园电站，引进了GPS施工质量实时监控及信息反馈技术。GPS监控系统于2011年10月1日在上水库主坝开始试运行，2011年12月17日零时起正式投入运行。同时在试运行期间，编制并确定了GPS运行管理制度、数字大坝监理细则、大坝施工质量实时控制（数字大坝）系统建设与运行周报、施工验收用表等。
2.10.1 系统建设的总目标
（1）对溧阳抽水蓄能电站面板堆石坝碾压施工质量进行实时监测和反馈控制，为保证大坝填筑施工过程始终处于受控状态提供技术支持。
（2）对工程质量、安全监测、施工进度等信息进行集成管理，构建大坝综合数字信息平台；为面板堆石坝建设过程的质量监控、运行期坝体的安全分析提供支撑平台。
（3）实现业主和监理对工程建设质量的深度参与，精细管理。通过系统的自动化监控，不仅使业主放心工程质量，而且可实现对工程建设质量控制的快速反应。
（4）有效提升工程建设的管理水平，实现工程建设的创新化管理，为打造优质精品工程提供强有力的技术保障。
2.10.2 系统总体结构
溧阳数字大坝系统主要包括：面板堆石坝填筑碾压过程实时监控系统、面板堆石坝上坝运输过程实时监控系统、大坝施工信息PDA实时采集与调度系统、“数字大坝”综合信息集成系统、安全监测数字化系统。
2.10.2.1 面板堆石坝填筑碾压过程实时监控系统
通过在碾压机上安装施工信息采集仪器，对坝体填筑碾压机械施工过程进行实时自动监测，以达到监控坝体填筑碾压施工参数的目的。面板堆石坝填筑碾压过程实时监控系统主要实现如下功能：
（1）动态监测施工作业面碾压机械运行轨迹、速度、振动状态和碾压高程等，并在坝体施工数字地图上可视化显示。
（2）实时自动计算和统计施工作业面各位置的碾压遍数、压实厚度等，并在坝体施工数字地图上可视化显示。
（3）当碾压机械运行超速，以及振动状态、碾压遍数不达标时，系统自动给车辆司机、现场监理和施工人员发送报警信息，并在现场监理分控站PC监控终端上醒目提示，同时把该报警信息写入施工异常数据库备查。
（4）在每单元施工结束后，输出碾压质量图形报表，包括碾压轨迹图、碾压遍数图、压实厚度图和碾压层平整度（高程）图等，作为质量验收的辅助材料。
（5）在总控中心和现场监理分控站对大坝填筑碾压情况进行监控，实现远程、现场“双监控”。
（6）把整个建设期所有施工单元的碾压质量信息存至网络数据库，供后续分析应用。
2.10.2.2 面板堆石坝上坝运输过程实时监控系统
对上坝运输车辆安装车辆自动定位设备和自动监测卸料装置，上坝运输过程实时监控系统可实现上坝运输车辆从料场到坝面的全程监控，主要包括以下6个方面：①料场料源匹配动态监测及报警；②各分区/不同来源的各种性质料源的上坝方量统计；③道路行车密度统计，各工作面车辆优化调度；④车辆信息及空满载监控；⑤上坝运输车驶离工区报警；⑥车辆运输上坝三维动态监控。
2.10.2.3 大坝施工信息PDA实时采集与调度系统
系统主要实现如下具体功能：①采集各运输车辆的所载料性质及卸料目的地，并可在现场根据实际情况变化修改车辆所载料性质和目的地，以及实现车辆动态调配（调入或调出）；②现场试验数据（如试坑试验）与现场照片图片的PDA采集与编辑，包括整个施工期内的所有试坑信息；③现场采集数据通过PDA无线传输至系统中心数据库，实现库中数据的有效管理与网络共享。
2.10.2.4“数字大坝”综合信息集成系统
采用GIS技术、GPS技术、网络技术、多媒体及虚拟现实技术（VR）等，将抽水蓄能电站大坝建设过程中涉及的工程枢纽布置、质量信息、进度信息和安全监测信息等进行动态采集与数字化处理，构建抽水蓄能电站大坝综合数字信息平台和三维虚拟模型，把空间信息以三维形式直观地表现出来，在虚拟的“数字大坝”环境下，实现各种工程信息的集成化、可视化管理，并在工程整个生命周期里，实现综合信息的动态更新与维护，为工程决策与管理、大坝安全运行与健康诊断等提供全方位的信息支撑和分析平台。
2.10.3 系统功能的实现
2.10.3.1 大坝填筑碾压过程实时监控系统
（1）实时监控：碾压轨迹、行走速度、碾压遍数、激振力、压实厚度等。
（2）实时报警：当碾压参数不达标时，自动发送报警信息。
（3）实时生成图形报告：用于仓面压实质量评估。
2.10.3.2 坝料上坝运输过程实时监控系统
（1）车辆在线状态及空满载监视。
（2）上坝车辆卸料正确性监测及报警。
（3）车辆出场自动报警。
（4）道路行车密度统计。
2.10.3.3 大坝施工信息PDA采集与调度系统
（1）试验检测数据（坑测）的PDA采集。
（2）上坝运输车辆调度信息的PDA采集（调度人员对车辆的临时调度及时调整，卸料规范程度大大提升）。
2.10.3.4 大坝施工进度数字化系统
（1）实际施工进度形象面貌和信息集成。
（2）实现大坝施工过程的三维动态可视化。
（3）计划进度和实际进度的对比分析。
2.10.3.5 安全监测数字化系统
（1）安全监测动态信息集成管理。
（2）安全监测布置与信息的可视化查询。
（3）观测值的统计分析。
2.10.4 制定碾压参数控制准则
在系统运行过程中，不但制定了多项管理办法，如系统运行、硬件设备操作、GPS系统监控管理办法，还根据现场实施情况制定了碾压参数控制准则：
（1）达到标准碾压遍数的区域占仓面总面积的比例不低于90%，且无明显漏碾、欠碾区域。
（2）碾压机连续10s超过4km/h则系统发出超速报警，速度小于4km/h所占比例大于90%。
（3）填筑层压实厚度不得超过标准厚度的10%。
2.10.5 坝面填筑碾压过程实时监控结果
2.10.5.1 标准遍数控制
排除工区断电断网设备故障等特殊情况，监控的453个仓面，均符合上述碾压遍数的控制准则，碾压遍数控制结果汇总表见表2-23。
表2-23 碾压遍数控制结果汇总表
2.10.5.2 碾压机速度控制
碾压机除个别小仓面外，绝大部分仓面的碾压机速度控制均已达标，如图2-22所示。
图2-22 碾压速度控制结果
2.10.5.3 压实厚度控制
压实厚度基本上得以控制，尤其是在加入开仓前监理验收的环节，厚度更加规范。压实厚度控制结果汇总表见表2-24。
表2-24 压实厚度控制结果汇总表
2.10.6 监控结果分析
2.10.6.1 碾压参数控制
（1）碾压遍数均达到控制要求（一直保持）。
（2）碾压机行驶超速现象得到明显改善。
（3）压实厚度基本上得到了控制。
2.10.6.2 上坝运输车辆监控
（1）存在因PDA调度不及时产生的误报警，闭合。
（2）存在有事车辆出场情况的报警，闭合。