第1章 概述 1
1.1 拱坝的建设与发展 1
1.1.1 国外拱坝的建设 1
1.1.2 中国拱坝的建设 3
1.1.3 特高拱坝的建设 4
1.2 特高拱坝建设特点和面临的挑战 5
1.2.1 我国特高拱坝建设特点 5
1.2.2 特高拱坝建设面临的挑战 5
1.2.3 高拱坝施工过程控制技术发展现状 6
1.3 数字化、智能化建坝的发展趋势 9
1.3.1 信息技术在筑坝技术方面的研究应用 9
1.3.2 高拱坝施工过程智能控制的发展趋势 10
1.4 溪洛渡特高拱坝智能化建设 11
1.4.1 溪洛渡拱坝工程概况 11
1.4.2 溪洛渡拱坝建基面和坝体结构优化设计 13
1.4.3 溪洛渡拱坝建设面临的挑战 19
1.4.4 溪洛渡特高拱坝智能化建设 25
参考文献 26
第2章 特高拱坝智能化建设理论和体系 33
2.1 概述 33
2.1.1 控制论的基本要求 33
2.1.2 高拱坝施工过程控制要求 34
2.1.3 特高拱坝智能化建设理论 34
2.1.4 高拱坝智能化建设内涵 35
2.2 全面感知 36
2.2.1 基于互联网的全过程智能化监测 36
2.2.2 大坝全景信息模型DIM 37
2.2.3 基于原型试验的工程参数获知 38
2.3 真实分析 40
2.3.1 基于互联网的施工工序工效分析 41
2.3.2 耦合进度的全坝全过程真实工作性态分析 41
2.3.3 基于监测数据的坝体坝基参数反演 42
2.3.4 施工过程安全分析和评价准则 44
2.4 实时控制 44
2.4.1 实时控制判断准则和判别标准 45
2.4.2 高拱坝智能化建设专家系统 47
2.4.3 高拱坝施工智能控制技术 48
2.4.4 智能控制核心装置 51
2.5 智能化建坝业务协同平台 53
2.6 拱坝智能化建设管理模式和科研模式 54
2.6.1 “智能大坝”建设项目管理模式 54
2.6.2 “4+1+N”管理执行模式 55
2.6.3 “智能大坝”建设的科研模式 55
参考文献 56
第3章 高拱坝施工过程智能化监测和数据挖掘 65
3.1 高拱坝施工过程监控体系和方法 65
3.1.1 高拱坝施工过程系统描述 65
3.1.2 高拱坝施工过程监控体系和方法 66
3.2 基于互联网的智能感知技术 67
3.2.1 生产数据自动采集系统 67
3.2.2 仓面数据智能采集系统 72
3.2.3 混凝土温度检测系统 78
3.3 复杂环境下数据双向传输系统 88
3.4 大坝全景信息模型 90
3.4.1 建筑信息模型 90
3.4.2 大坝全景信息模型 91
3.4.3 模型功能 94
3.5 基于大数据理念的施工数据挖掘与应用 98
3.5.1 高拱坝施工数据特征和数据挖掘 98
3.5.2 高拱坝施工过程数据挖掘分析流程 98
3.5.3 高拱坝混凝土施工数据挖掘与分析 99
3.5.4 溪洛渡拱坝仓面施工数据挖掘分析 101
参考文献 103
第4章 全坝全过程真实工作性态分析与预测 107
4.1 全坝全过程真实工作性态仿真理论和方法 107
4.1.1 高拱坝真实荷载模拟 108
4.1.2 关键参数获取与分析 112
4.1.3 快速仿真分析平台软件系统 114
4.2 全坝、全过程仿真关键技术难题 116
4.2.1 高拱坝快速自动建模方法 116
4.2.2 横缝真实性态模拟模型 119
4.2.3 夹层代孔列法渗流场模拟 119
4.2.4 方程组求解的高效并行算法 120
4.3 真实工作性态仿真分析和预测流程 121
4.3.1 仿真分析和预测流程 121
4.3.2 安全评价指标体系 123
4.4 溪洛渡拱坝施工期工作性态跟踪仿真、预测与控制 124
4.4.1 坝体-基础真实参数获取 124
4.4.2 横缝工作性态分析和开合控制 129
4.4.3 全坝全过程悬臂高度敏感性分析 134
4.4.4 施工期坝体-基础整体工作性态分析 138
4.4.5 施工期关键部位、关键节点工作性态分析 142
4.4.6 施工期入冬温控防裂措施分析与优化 147
4.5 溪洛渡拱坝初期蓄水真实工作性态反馈分析与预测 149
4.5.1 大坝初期蓄水过程 149
4.5.2 初期蓄水监测资料分析 149
4.5.3 初期蓄水坝体-坝基工作性态分析 159
4.5.4 初期蓄水大坝安全评价 165
参考文献 165
第5章 高拱坝整体协调变形机理及个性化温控措施 171
5.1 高拱坝横缝真实工作性态和辨识分析 171
5.1.1 高拱坝横缝变形异常现象 172
5.1.2 高拱坝横缝变形机理 174
5.1.3 高拱坝横缝工作性态辨识方法 176
5.1.4 高拱坝横缝粘结强度控制方法 180
5.2 高拱坝悬臂高度个性化控制技术 182
5.2.1 悬臂高度对坝体影响分析 182
5.2.2 悬臂高度个性化控制分析方法 182
5.2.3 溪洛渡特高拱坝悬臂高度个性化控制 183
5.3 高拱坝复杂基础坝趾灌浆作用机理与时机 187
5.3.1 灌浆压力选取方法 187
5.3.2 高拱坝基础处理灌浆理论研究 188
5.3.3 溪洛渡拱坝施工期坝趾灌浆时机研究 190
5.4 高拱坝施工期动态、个性化温控标准与控制技术 193
5.4.1 干热河谷高温季节温控和防裂措施分析 193
5.4.2 高温季节预冷混凝土入仓冷击技术研究 196
5.4.3 高拱坝个性化温控标准与同冷区分区控制技术 200
5.4.4 高拱坝中冷和二冷时间动态控制技术 206
5.4.5 高拱坝孔口区域温控标准和冷却过程个性化控制技术 211
5.4.6 高陡边坡坝段温控防裂动态控制技术 229
参考文献 236
第6章 高拱坝施工进度仿真与实时控制技术 241
6.1 高拱坝施工期施工过程特性分析 241
6.1.1 高拱坝施工进度影响要素分析 241
6.1.2 高拱坝施工进度分析与控制特点 242
6.2 高拱坝施工期进度仿真模型与方法 243
6.2.1 高拱坝施工进度仿真方法及特点 243
6.2.2 高拱坝施工进度仿真模型 244
6.2.3 高拱坝施工进度仿真系统 250
6.3 高拱坝施工进度分析与实时控制技术 255
6.3.1 基于互联网的高可靠度工效分析 255
6.3.2 高拱坝施工进度仿真和实时控制技术 258
6.3.3 进度延误预警与动态纠偏 263
6.4 溪洛渡拱坝进度实时控制典型案例 264
6.4.1 总进度分析与资源配置论证 264
6.4.2 耦合温控与应力的浇筑形态控制 267
6.4.3 深孔钢衬部位快速高效施工仿真 269
6.4.4 孔口门槽复杂结构微观仿真分析 274
6.4.5 缆机换索影响分析 277
6.4.6 基础处理方案优化及敏感性分析 281
6.4.7 接缝灌浆进度优化决策 282
6.4.8 仿真分析准确性评价 285
6.5 高拱坝施工进度实时控制管理模式 286
参考文献 287
第7章 坝体-基础施工过程智能控制关键技术 291
7.1 大体积混凝土通水冷却智能温控技术 291
7.1.1 智能温控控制方法与原理 291
7.1.2 通水冷却智能温控技术 299
7.1.3 溪洛渡拱坝通水冷却智能温控实践 303
7.2 高拱坝混凝土施工“一条龙”数字监控技术 312
7.2.1 混凝土运输全过程数字监控技术 312
7.2.2 仓面平仓振捣作业质量数字监控技术 316
7.2.3 溪洛渡拱坝振捣质量数字监控实践 320
7.2.4 溪洛渡拱坝混凝土运输全过程数字监控 324
7.3 基础处理数字灌浆技术 329
7.3.1 灌浆现场数据监控系统 329
7.3.2 溪洛渡拱坝基础处理数字灌浆实践 332
7.3.3 数字灌浆管理模式 334
7.4 拱肩槽边坡开挖爆破高精控制技术 335
7.4.1 精细爆破概念 335
7.4.2 精细爆破理论基础和技术条件 335
7.4.3 溪洛渡拱肩槽精细爆破技术 336
7.4.4 溪洛渡拱肩槽精细爆破效果综述 349
7.5 基于实时定位系统的智能安全管理 350
7.5.1 基于3G和WiFi无线技术的安全管理和调度系统 350
7.5.2 安全管理和调度系统架构 351
7.5.3 工作效率分析方法——以监理人员为例 352
7.5.4 溪洛渡拱坝施工现场人员智能安全管理 356
参考文献 366
第8章 高拱坝智能化建设协同工作平台构建和开发 371
8.1 协同平台需求分析 371
8.1.1 变革管理模式实现现代管理需求 371
8.1.2 解决高拱坝施工过程难点的必要手段 371
8.1.3 实现设计、科研与生产紧密结合与一体化 372
8.1.4 高拱坝全生命期运营安全需求 372
8.2 平台体系结构设计 373
8.2.1 平台设计原则 373
8.2.2 平台整体方案 373
8.2.3 平台体系结构 374
8.2.4 平台主要技术 375
8.3 平台模块与功能 376
8.3.1 设计成果集成 377
8.3.2 混凝土施工管理 377
8.3.3 混凝土质量管理 381
8.3.4 混凝土温度控制 382
8.3.5 固结（帷幕）灌浆 384
8.3.6 接缝灌浆 389
8.3.7 金属结构制作与安装 391
8.3.8 安全监测 394
8.3.9 综合查询与分析 395
8.3.10 温度与应力仿真分析 410
8.3.11 工程联机分析 413
8.3.12 预报警 415
8.3.13 工程数字档案 418
8.3.14 短信通知提醒 420
8.4 溪洛渡拱坝业务协同平台建设与应用 421
8.4.1 数据采集和双向传输系统搭建 422
8.4.2 智能温控数字测温系统 422
8.4.3 协同工作平台iDam应用 423
参考文献 427
第9章 总结和展望 431
附录 437