混凝土施工质量评定系统软件设计及应用

陈 涛 李禛阳

（广西大藤峡水利枢纽开发有限责任公司，广西 桂平 537226）

大藤峡工程具有地质条件复杂、施工周期长、建设环境恶劣、施工难度大等特点，确保水利枢纽工程又好又快完工、建设国家优质工程是业主及所有参建方的重大使命和共同目标。工程施工质量直接决定了工程的寿命，因此如何对工程施工全过程的施工质量进行精细化的实时管控，实现远程、移动、实时、便捷管理与控制，是大藤峡工程建设实现高质量、高强度、安全施工的关键技术问题，也是参建各方关注的重要课题。

1 工程概述

大藤峡水利枢纽工程坝址位于珠江流域西江水系中游广西桂平市大藤峡峡谷出口处，坝址以上控制流域面积19.86万km2，约占西江流域面积的56.4%，水资源量占西江总量的56%。工程枢纽建筑物主要包括泄水、发电、通航、挡水、灌溉取水、过鱼建筑物等。水库正常蓄水位61.0m，汛限水位47.6m，水库总库容34.3亿m3，其中防洪库容15亿m3；电站装机160万kW，多年平均发电量61.3亿kW·h；船闸规模为二级航道标准通航3000t级船舶。

随着信息技术、互联网技术、物联网技术等高新技术的快速发展，使得大藤峡工程全过程施工质量的实时管控成为可能。本项目运用前沿尖端信息技术手段，通过自动采集、无线传输、自动评价、终端推送、数据挖掘等方法，构建大坝工程全过程的施工质量管理平台，实现大坝工程建设的全生命周期“数字化、信息化”的质量管理目标。

水利枢纽工程建设周期长、工程建设环节多、施工区域辽阔分散、参与单位及人员众多、施工环境复杂、通信基础设施落后，当前施工质量管理过程中存在的问题包括:数据不能实现有效及时的采集；对于在工程施工中的纸质文档、文件的保存和查询管理不方便，质量信息不能实现及时共享，各参建单位协调和沟通周期长、难度大；辅助工程项目的质量管理支撑信息不充分，业主及政府监管部门很难对质量评定工作的及时性、真实性和完整性进行评价，也很难从分散的质量评定成果中对工程整体质量进行定量的分析预测，更无法在出现质量事故时快速对当时的现场情况、参与人员进行信息回溯，及时形成处理措施与追责等。

面对当前质量和安全管理形势，必须从技术手段上研究解决工程的质量安全问题，建立科学有效的管控机制，运用信息技术，统一管理工程的设计与技术规范要求；运用计算机技术，让质量管理人员在施工现场直接在计算机设备上完成质量评定表的填写与审核；运用互联网技术，快速实现工程质量数据的自动归集与提交。用数字化、信息化的管理方式，破解工程质量安全管控的难题，进行系统性的工程建设过程质量监控信息化管理。

2 混凝土施工质量评定系统的开发设计

2.1 系统架构

2.1.1 系统硬件部署架构

混凝土施工质量评定系统硬件主要包括服务器和计算机终端等，各硬件通过互联网连接通信，见图1。

图1 系统硬件部署

服务器放置在办公楼机房，部署混凝土施工质量评定系统服务端软件和数据库软件，提供系统平台基础业务服务和数据库存储服务。

计算机终端是各用户的日常办公电脑，通过计算机电脑中的系统客户端软件访问服务器，用于施工现场数据的采集和传输，施工单位质检人员运用PAD记录各验收工序的质量数据，并提交监理审核，完成工序质量评定工作后上传数据至服务器。移动终端提供离线操作和在线操作两种方式，离线操作后数据本地保存，联入网络后进行数据上传操作；在线操作则将采集数据自动上传至服务器，无须人为上传操作。同时在有网络的条件下，可通过客户端软件查询浏览施工质量表单和信息，开展单元工程定义和单元工程质量评定业务工作。

2.1.2 系统功能结构

混凝土施工质量评定系统总体结构，由网络层、数据层、基础平台层、业务应用层组成，见图2。其中，网络层是基础，是混凝土施工质量评定系统业务运行、数据采集的基础平台；数据层与平台层是核心，是系统运行的关键环节；应用层是目标，是系统价值的最终体现。各层之间协同一致，互相促进。

图2 系统功能结构

a.网络层。混凝土施工质量评定系统采用标准的网络数据传输协议以支持其能够在复杂的网络环境中得到应用。主要包括大藤峡工程建设专网、外部互联网、无线网络（Wi-Fi）等。

b.数据层。数据层是系统数据存储的中心，由业务数据库和分布式文件存储器组成。

c.基础平台层。基础平台层以系统共享服务业务为核心，包括组织机构中心、用户中心、授权中心、访问控制服务、身份鉴别服务、流程服务、查询服务等，基础平台层为应用层的系统提供统一的服务支撑。

d.业务应用层。业务应用层包括PC业务系统相关的应用系统。系统业务应用以数据层和平台层提供的各种数据信息和服务为支撑，支持多平台多终端，满足工程管理人员随时随地进行业务过程处理、信息查询与可视化分析的需求。

2.2 关键技术

混凝土施工质量评定系统采用数据快速采集录入框架、本地数据存储、数据离线缓存与同步、分布式文件存储等多种技术解决数据采集和数据存储的核心业务问题。

采用数据快速采集录入框架，内置标准化检测检验项目、检测记录、标准计算公式以及评判规则，以快速引导式录入、标准化操作模式、自动数据统计与评判为手段，实现数据快速、准确录入的目标，方便用户提高录入效率。

采用本地数据存储技术，存储用户的登录验证相关信息、用户列表（用户名和密码的MD5值）、任务列表、表单列表、表单内容、验收单元列表、采集项目、采集内容、消息通知、消息内容、图片、音频、视频等信息。

采用数据离线缓存与同步技术，将基础数据通过数据包的形式一次性加载到终端本地，存储在终端数据库中，用时优先从本地数据库读取，在数据下载过程中，使用增量更新下载方式，基础数据同步到终端本地。

采用分布式文件存储技术，实现文件的上传、下载和在线预览，支持分布式存储，横向扩展存储能力，支持全文检索，快速查找定位文件资源。

2.3 开发设计功能

2.3.1 施工设计管理

施工设计管理是以大藤峡工程可交付成果为导向对项目工作逐层细分和分类，将项目工作任务分解成较小的、更易于管理的组成部分的过程；工程信息将工程的产品组织结构、合同信息、进度信息、质量信息等项目要素紧密地联系起来，按照一定的模式进行组织和展示，按照单位工程、分部工程、分项工程、单元工程逐级管理。参照批复的大藤峡工程项目划分文件，维护单位工程、分部工程、单元工程的编码、名称、起止高程、起止桩号等设计成果信息，建立一套完整详细的工程管理目录，建立单元工程与质量资料的组织关系，实现质量表单在验收单元上的自动归集。施工设计管理界面见图3。

图3 施工设计管理界面

2.3.2 工序质量验收

工序质量验收功能在PC端实现。PC端实现对工序质量验收评定表数据录入、流程审核、表单预览、数据查询、表单打印等功能。系统采用数字设备进行施工现场质量信息的记录采集，实现准确、全面、快速的现场质量记录采集，解决了现场记录纸张量大、质量评定周期长、管理分散等问题，改进了现场质量信息记录采集方式，提高了工作效率，尽可能降低了人为失误率，缩短了信息流转周期，提高了信息共享的及时性和安全性。数据录入界面见图4。

图4 数据录入界面

a.系统内置工程质量评定策略，实现工序质量等级的自动评定。系统可依据检验项目类型自动完成检测点的合格个数统计、合格率计算、项目等级判断，通过系统内置的工程质量评定策略规则，实现工序质量等级自动评定，为工程最终的质量等级评定提供依据。

b.提供质量检验评定表格在施工现场的审核功能。系统自动记录表单的填写时间、填写人员、提交时间、审核人员、审核时间等信息，保证质量检测工作的及时性和真实性。

2.3.3 单元工程质量评定

单元工程质量评定以验收单元中各工序质量评定结果为基础，评定出单元工程的等级。单元工程质量评定信息录入人员将评定结果填写完成、相关资料上传完成后，提交监理审核，监理工程师审核通过后，即完成一个单元工程验收与评定过程，则可进行单元工程评定表的打印，用于纸质资料归档。单元工程质量评定操作界面见图5。

2.3.4 综合查询

综合查询功能包括工序验收信息查询、工序质量表单查询、单元工程台账查询、单元工程质量优良率统计查询功能，用户依据实际工作需求从工程整体到单元工程再到各个工序层层递进查询质量验收信息，为日常施工质量管控工作提供有效数据支撑。通过系统业主、政府监管部门、施工单位和监理单位可及时、真实、完整地查询质量评定信息和资料；可依据质量评定成果对工程整体质量进行定量的分析预测，同时可在出现质量事故时快速对当时的现场情况、参与人员进行信息回溯，及时形成处理措施与追责，满足工程参建各方对施工质量精细化管理的要求。

a.工序质量验收信息查询功能汇总各施工工序质量验收评定表单详细数据，依据工程部位、时间周期统计未提交、审核中和已完成的施工质量验收评定表的创建人、创建时间、承包人、承包人审核时间、监理人、监理审核时间等审批流程信息，同时可输出标准化表单浏览各检验项目详细检验记录。

图5 单元工程质量评定操作界面

b.单元工程台账汇总功能综合汇总工程所有单元工程明细数据，依据工程部位、时间周期统计施工中和已完成的单元工程的开始时间、结束时间、评定时间、评定等级、质量评定表单流转信息等，见图6。

c.单元工程质量优良率统计功能综合汇总工程整体质量评定统计数据，统计工程整体验收单元数量、合格数量、优良数量、优良率，并以图表的形式直观展示验收单元优良率趋势，见图7。

图6 单元工程台账查询界面

图7 质量评定成果统计查询界面

3 系统应用效果

通过混凝土施工质量评定系统的实施和应用，业主可实时了解施工质量评定成果并掌握工程施工质量最新进展，为施工工程过程管理控制辅助决策提供有效支撑；监理和施工单位利用移动设备现场记录采集质量数据，在确保数据的准确、完整和有效性的同时，极大地降低了手写资料的工作量，缩短了质量资料上报和审批的时间周期，提高了资料流转和保存的安全性，提高了质量信息的共享性和业务处理工作效率，确保了工程施工过程质量验收与评定工作能真实、及时地开展。系统的应用为业主、政府监督部门及工程参建各方提高和改进施工技术、管理方法，解决工程建设的质量安全问题提供了有力保障。在业主、施工单位、监理单位的大力支持和积极配合下，混凝土施工质量评定系统在大藤峡工程建设应用中取得了显著的成效。

3.1 实现施工质量评定过程流程化、标准化

以数字终端代替纸质文件进行工序质量验收评定，约束了数据录入格式和签审顺序，减少了人为失误。

施工单位的初检、复检、终检采用数字终端在施工现场进行工序指标数据在线填录、申报和审核；监理工程师在现场对工序实际质量检验校核后，通过数字终端进行工序质量的验收与评定；最终可由系统打印生成归档要求的工序质量验收评定表单。

3.2 实现检验项目质量自动判定

通过预设检验项目、工序、单元工程的评定标准，自动判定检验项目是否合格，自动评定工序、单元工程的质量等级，有效辅助质量验收评定过程，提高工作效率。

3.3 约束质检人员按要求采集和报审

在现场作业面进行工序质量评定审批过程中，通过在数字终端采用电子签字+人物实时拍照的模式，保证工序验收申报与审批过程中签字的真实性，要求将现场的场景一同拍入，防止申报审批人不在岗远离工作面的代审代签情况。

4 结 语

通过混凝土施工质量评定系统的实施和应用，利用互联网技术、计算机应用技术，将大藤峡工程质量管理业务与流程相结合，实现施工作业现场质量检测评定过程的数字化管理，实现质量评定结果与评定依据在建设各方、政府监管机构间的有序共享，提供了一种体系化的工程质量控制与监管方法。此系统的推广与应用将有效地提高现场质量管理工作的效率，保障相关制度的严格落实和执行，为大藤峡工程建设质量的提升、工程的安全运行提供有力保障。