水利水电工程中的现代施工技术及管理策略分析

河海大学，江苏 南京 210098

水利水电工程的施工时间较长、工程量较大，涉及多个不同专业之间的配合，应加强对工程的施工管理，提高施工质量。在科技迅速发展的今天，应将自动控制技术、机电一体化技术、信息技术和供电技术等与水利水电工程施工技术进行深度融合，从而提高工程的施工质量和技术水平。文章首先分析了工程所涉及的基本内容和施工风险点及施工技术要点，然后具体阐述了水利水电工程项目的现代施工技术，最后分析了工程的施工安全管理和施工质量管理策略。

1 水利水电工程

水利水电工程涉及的内容较多，包括水力学、机电工程学、工程管理等，可以与现代信息技术、自动控制技术以及工程管理理念相结合，是综合性较强的工程。水利水电工程的施工建设地点一般离市区较远，故应充分保证施工材料的供应，保证施工进度，克服施工环境方面的困难[1]。为了保证项目的有序施工，应加强对工程项目中的风险点管理，包括外部风险因素和内部风险因素。对于施工材料的管理，应保证材料所存放的环境温度和湿度等符合要求，并及时清理材料中混入的泥沙等杂质，保证材料的质量不受影响。同时应严格把关材料的采购，降低因材料质量问题造成的施工风险。此外，应把握施工的各个技术要点，进而提高施工质量。

2 水利水电工程中的现代施工技术

2.1 信息技术

在水利水电工程中应用了信息技术，如GIS地理信息系统，利用该系统可以对水利水电工程中的各类信息进行智能化分析。同时对水电水利工程基础地理信息数据获取、BIM与三维GIS集成、三维可视化应用等方面进行研发与应用实践，为水电水利工程勘察、设计、运维的信息化与智能化提供支撑。在实际应用中采用插件式三维GIS平台，可提供道路、隧洞、桥梁等设施的参数化设计及工程量自动计算、多元数据综合分析与可视化等相关功能[2]。同时，在水利水电工程的设计阶段，可以采用BIM技术进行辅助设计，并采用复杂BIM模型自动分解与重构方法，使大型BIM模型在三维GIS平台中既保留了必要的模型细节，又减小了数据量。

除了信息化软件的应用，信息化系统在水利水电工程中也具有较大的应用控制。利用信息技术可以构建闸门监控系统、水文自动监测系统以及工程施工的数字化管理系统，该方法的基本原理如图1所示。该系统通过将管理平台搭建在施工工程的中心点上，使管理平台辐射范围更广。该平台的软件架构可以采用分布式的布置方式，运用多种不同的通信方式实时采集工程施工现场的数据信息[3]。通过设置身份信息注册模块，使进入该管理平台的系统网络需要进行实名认证，保证了该管理平台网络的安全性能。通过对施工数据的实时储存，可以实时掌握现场的施工情况，从而有效管控工程的施工质量和施工安全水平，提高施工管理的数字化水平。

图1 水利水电工程施工的数字化管理方法

从图1可知，利用水利水电工程施工过程的数字化管理方法，可以对整个水利水电工程施工过程进行有效监控，并根据所监测到的施工情况，进行相应的控制。对于施工现场的数据采集方式，可以通过摄像头或其他传感器进行采集，并将所采集的数据传输到云端进行存储，实现对工程施工现场的智能化管理和控制。此外，根据所掌握的施工现场的数据信息，还可以对施工现场的安全水平进行相应的预测，使工程中的各类风险点都能够得到有效管控，保障工程的施工安全。

2.2 自动化施工技术

自动化和智能化是今后社会的重要发展方向，在水利水电工程的施工过程中，可以将自动化技术和水利水电工程施工技术深度融合，提高工程的施工效率和质量。同时水利水电工程需要采用机电设备进行施工，在机电系统中采用自动化控制技术，可以构建机电一体化系统，提高机电控制系统的控制性能，并且提高施工效率，其中机电一体化控制系统原理如图2所示。

图2 机电一体化控制系统原理图

从图2可知，在水利水电工程中的机电控制系统的运行中，控制系统的输出量可以通过反馈控制环节，将反馈信号传输到输入部分，与输入量一起叠加后传入控制系统，从而提高控制系统的性能，并将所输出的控制信号传输到执行机构子系统中，完成整个自动化控制过程[4]。在自动化控制系统中，需要控制子系统和执行机构子系统之间协调配合，保证自动化控制系统的各项功能都能够可靠发挥。在水利水电工程的施工过程中，采用电气自动化系统和机械自动化系统，可以实现水利水电工程各个模块的自动化施工作业，保证施工效率和施工质量。

2.3 风光互补发电系统

水利水电工程的规模较大，用电负荷总量较大，同时对供电可靠性要求较高，一般需要采用专门的施工专变，保证水利水电工程的可靠电力供应。由于水利水电工程的施工地点一般较为偏远，如果为了工程需要远距离架设电力线路，则会明显增加工程的施工成本。为了提高工程项目的经济性，可以就地开发利用风光互补发电系统，降低水利水电工程的用电成本，其中风电和光伏的典型发电特性曲线如图3所示。

图3 风电和光伏的典型发电特性曲线

从图3可知，风电和光伏在发电特性上存在明显的互补特性，夜间风电的出力水平较高，白天的光伏发电量较大，故从全天整个时段来看，发电系统的出力特性较为平缓，不会对系统造成较大的冲击。在水利水电工程项目施工过程中，就地开发地利用风光互补发电系统，可以降低电力线路的架设长度，还可以选用容量较小的变压器，从而有效降低施工成本。

3 水利水电工程的管理策略

3.1 水利水电工程的安全管理

在水利水电工程的施工过程中，应时刻把握安全的基本原则，不能因缩短施工周期或者降低施工成本，而带来施工安全隐患。对于施工人员的安全管理，应加强对现场施工人员的安全培训和技术培训，提高施工人员的安全意识，尤其加强施工管理人员的培训，强化安全管理。此外，在水利水电工程的施工现场中，存在着大量的设备和材料，故应加强对现场材料的安全管理。如果发现施工现场存在较大的施工安全隐患，则应及时采取适当的措施进行解决，保证施工安全。

3.2 水利水电工程的质量管理

施工质量是工程项目的生命线，在施工管理过程中，应协调好施工进度、施工成本和施工质量之间的关系。在施工管理的过程中，应坚持不能为了压缩施工成本而降低施工质量的原则，同时也不能为了加快施工进度而忽视施工质量。健全施工组织管理制度是提高施工质量的措施之一，应强化施工质量考核制度。此外，积极采用现代化的施工新技术也是提高施工质量的重要保证，加强技术监督，提高施工技术水平。

4 结束语

水利水电工程是重要的基础工程之一，提高水利水电工程的施工技术水平和施工质量具有较强的必要性。文章所分析的水利水电工程中的现代化施工技术和管理策略，可以在实际的水利水电工程施工中进行应用，从而促进水利水电工程施工技术的进一步发展。