一种斜坡混凝土面板滑模施工质量监测方法与流程

本发明属于斜坡混凝土面板施工质量监测，尤其涉及一种斜坡混凝土面板滑模施工质量监测方法。

背景技术：

1、面板堆石坝及斜坡混凝土防护结构施工过程中，滑模施工能够沿设计坡面连续完成混凝土浇筑成型，其施工质量不仅受混凝土工作状态影响，还与滑模姿态、两侧牵引同步状态及脱模后混凝土早期稳定状态密切相关，尤其在长距离连续滑升过程中，局部轨道阻滞、牵引不同步及混凝土脱模变形容易沿坡向形成连续质量影响区，因此需要对滑模运行状态和新浇混凝土成型状态进行同步连续监测。

2、现有滑模施工监测通常侧重滑模位置、卷扬机运行参数及倾角数据，通过单项参数是否超过设定阈值判断施工异常，但滑模整体离开设计坡面、左右两侧不同步移动和单侧运动阻滞可能表现出相近的位置偏差，仅依据单个测点或卷扬机运行状态难以确定偏差形成原因，容易出现牵引设备实际运行正常而滑模已经发生偏斜，或者单侧阻滞后仍继续提高牵引力的问题。

3、此外，现有施工质量检查主要在混凝土脱模后依靠人工观察表面坍边、鼓出、拖裂及露石状态，缺少对同一实体断面脱模初期几何变化的连续测量，同时异常评价多按照固定时间进行累计，滑模停顿和降速状态容易造成异常持续时间与实际受影响面板长度不对应，难以准确确定质量异常沿坡向形成的实体范围及对应施工调整措施。

技术实现思路

1、本发明旨在解决现有斜坡混凝土面板滑模施工质量监测过程中主要依据滑模位置、牵引设备运行状态及人工外观检查分别进行判断，难以将滑模姿态偏离、两侧牵引不同步及混凝土脱模后早期变形进行关联的问题，同时解决采用固定时间报警难以反映异常沿实际施工面板形成的影响长度，导致滑模机械异常和混凝土成型异常难以准确区分的问题。

2、本发明采用的技术方案如下：一种斜坡混凝土面板滑模施工质量监测方法，包括以下过程。

3、根据混凝土面板设计轴线、设计坡面和两侧分缝位置建立坡面施工坐标系，沿坡向按照设定施工距离提取设计断面，将滑模本体监测点、设计面板位置及滑模施工里程统一转换至坡面施工坐标系，并按照滑模实际移动距离连续划分施工监测窗。

4、在各施工监测窗内同步获取滑模本体多个监测点的空间位置、滑模倾斜状态、左右牵引钢丝绳拉力、左右卷扬机实际收绳量、滑模移动状态、第一脱模面轮廓、第二脱模面轮廓及面板表面图像。

5、根据滑模左右两侧相对于当前设计断面的法向偏离、左右两侧坡向实际移动差及滑模横向倾斜状态生成坡面姿态等效偏离量，根据坡面姿态等效偏离量识别滑模整体离面、左右坡向不同步及横向倾斜形成的姿态异常。

6、根据左右牵引钢丝绳拉力差、左右卷扬机实际收绳差及左右牵引方向差生成双牵引耦合偏差，并结合坡面姿态等效偏离量确定滑模偏差对应的牵引不同步状态、模板运动阻滞状态及牵引检测异常状态。

7、在滑模下缘后侧沿坡向设置具有固定间距的两个激光轮廓扫描位置，使同一实体面板断面在混凝土刚脱离模板约束后及经过稳定时间后分别形成第一脱模面轮廓和第二脱模面轮廓，根据同一断面两次轮廓的平均变化程度及横向非均匀变化程度生成脱模面稳定偏差。

8、根据脱模面稳定偏差确定异常横向位置，并调取对应面板表面图像，对脱模坍边、模板拖裂及表面光学干扰进行复核，使激光轮廓几何变化与面板表面状态形成对应关系。

9、按照每个施工监测窗对应的实际滑模移动距离，对坡面姿态等效偏离量、双牵引耦合偏差和脱模面稳定偏差进行连续累积，生成连续施工质量风险量，使施工质量风险与已经形成的实际混凝土面板长度建立对应关系。

10、根据连续施工质量风险量中不同监测量的贡献状态生成施工调整指令，当双牵引耦合偏差占主导时执行卷扬机同步复核及对应侧轨道检查，当脱模面稳定偏差占主导时执行滑模降速及混凝土工作状态复核，当坡面姿态等效偏离量和双牵引耦合偏差同步增加时先降低滑升速度再执行牵引差速修正。

11、施工完成后，将各施工监测窗对应的坡面姿态等效偏离量、双牵引耦合偏差、脱模面稳定偏差、表面缺陷复核结果、施工调整指令及调整后复核结果按照坡向施工里程关联，生成面板施工质量监测带。

12、本发明有益效果如下：

13、（1）通过滑模左右法向偏离、左右坡向移动差和横向倾斜状态生成坡面姿态等效偏离量，将不同形式的滑模姿态变化转换至实际模板偏移状态，实现滑模整体离面、左右不同步及横向倾斜的联合监测，解决单一监测点位置正常时无法反映滑模整体姿态异常的问题。

14、（2）通过同步分析左右牵引力、实际收绳量及牵引方向形成双牵引耦合偏差，并结合滑模姿态响应判断牵引不同步和模板运动阻滞，使施工调整动作能够对应实际异常成因，解决仅根据卷扬机运行参数调整两侧牵引而无法确认滑模真实运动状态的问题。

15、（3）利用同一混凝土实体断面脱模前后两个阶段的轮廓变化生成脱模面稳定偏差，再按照实际滑模移动长度累积连续施工质量风险量，能够直接识别混凝土脱模后的连续坍边、鼓出及局部变形，并将异常映射至实际面板施工位置，提高斜坡混凝土面板滑模质量监测的针对性和现场可执行性。

1.一种斜坡混凝土面板滑模施工质量监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的斜坡混凝土面板滑模施工质量监测方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述坡面施工坐标系包括与设计面板最大坡降方向一致的坡向轴、与面板横向方向一致的横向轴及垂直设计面板的法向轴；沿所述坡向轴按照固定施工距离提取所述设计断面，每个设计断面包括左边缘设计点、右边缘设计点、设计面板中心点及设计法向方向；根据左右卷扬机实际收绳量对应的平均实际移动距离划分所述施工监测窗，使各施工监测窗对应相同的实际面板施工长度。

3.根据权利要求2所述的斜坡混凝土面板滑模施工质量监测方法，其特征在于，所述步骤s2中，根据滑模左侧监测点相对于当前设计断面的法向投影距离生成左侧法向偏离量，根据滑模右侧监测点相对于当前设计断面的法向投影距离生成右侧法向偏离量，根据滑模左右两侧的坡向实际移动位置生成左右坡向实际移动差，并根据所述左侧法向偏离量、所述右侧法向偏离量、所述左右坡向实际移动差和滑模横向倾角生成所述坡面姿态等效偏离量；根据所述左侧法向偏离量和所述右侧法向偏离量的变化方向、所述左右坡向实际移动差及所述滑模横向倾角确定滑模整体离面状态、平面偏斜状态及横向倾斜状态。

4.根据权利要求3所述的斜坡混凝土面板滑模施工质量监测方法，其特征在于，所述步骤s3中，分别获取左侧平均牵引力、右侧平均牵引力、左侧实际收绳增量、右侧实际收绳增量及左右牵引钢丝绳相对于坡向轴的牵引角度，根据左右平均牵引力之间的不均衡程度、左右实际收绳增量之间的不同步程度及左右牵引角度之间的差异生成所述双牵引耦合偏差；当一侧平均牵引力增加且对应侧实际坡向移动量低于另一侧实际坡向移动量时生成对应侧运动阻滞状态，当左右平均牵引力保持接近且左右实际收绳增量持续分离时生成收绳同步异常状态。

5.根据权利要求4所述的斜坡混凝土面板滑模施工质量监测方法，其特征在于，所述步骤s4中，在滑模下缘后方设置第一激光轮廓扫描位置，并沿滑模行进方向与所述第一激光轮廓扫描位置间隔设置第二激光轮廓扫描位置，根据滑模移动速度和两个激光轮廓扫描位置之间的安装间距将同一实体面板断面的所述第一脱模面轮廓和所述第二脱模面轮廓进行匹配，将所述实体面板断面沿横向划分为多个轮廓采样位置，根据各轮廓采样位置两次扫描的法向变化量及各法向变化量相对于当前实体面板断面平均法向变化量的离散程度生成所述脱模面稳定偏差。

6.根据权利要求5所述的斜坡混凝土面板滑模施工质量监测方法，其特征在于，所述步骤s5中，根据所述脱模面稳定偏差确定发生局部几何变化的横向位置，提取所述横向位置对应的面板表面图像；当两次脱模面轮廓形成局部凹陷且所述面板表面图像出现连续粗骨料裸露区域时生成脱模坍边复核结果，当两次脱模面轮廓保持稳定且所述面板表面图像出现沿滑模移动方向连续分布的表面撕裂纹时生成模板拖裂复核结果，当图像异常位置随观察状态改变且两次脱模面轮廓保持稳定时生成表面光学干扰复核结果。

7.根据权利要求6所述的斜坡混凝土面板滑模施工质量监测方法，其特征在于，所述步骤s6中，将所述坡面姿态等效偏离量、所述双牵引耦合偏差和所述脱模面稳定偏差分别按照对应施工允许基准进行归一化，并按照各施工监测窗对应的实际滑模移动距离对连续多个施工监测窗进行长度加权累积，生成所述连续施工质量风险量；滑模停止移动时停止增加对应的施工长度累计量，滑模恢复移动后根据新形成的实际滑模移动距离继续进行连续累积。

8.根据权利要求7所述的斜坡混凝土面板滑模施工质量监测方法，其特征在于，所述步骤s7中，当所述连续施工质量风险量主要由所述双牵引耦合偏差形成时生成左右卷扬机同步复核指令及对应侧轨道检查指令，当所述连续施工质量风险量主要由所述脱模面稳定偏差形成时生成滑模降速指令及混凝土工作状态复核指令，当所述坡面姿态等效偏离量和所述双牵引耦合偏差同步增加时生成降低滑升速度后执行牵引差速修正的施工调整指令；施工完成后，将各施工监测窗对应的所述坡面姿态等效偏离量、所述双牵引耦合偏差、所述脱模面稳定偏差、所述表面缺陷复核结果、所述施工调整指令及调整后复核结果按照坡向施工里程进行关联，生成所述面板施工质量监测带。