基于BIM的闸涵防碳化施工质量控制模型_宋辉.pdf

信息化水利技术监督2023 年第 2 期DOI:10.3969/j.issn.1008-1305.2023.02.012基于 BIM 的闸涵防碳化施工质量控制模型宋辉(河北省子牙河河务中心，河北 衡水 053000)摘要:为了对闸涵防碳化施工质量进行控制，提出基于 BIM 的闸涵防碳化施工质量控制模型，以闸涵防碳化施工材料、配料类型、防水防碳化能力以及粗糙度为约束参数，并将 BIM 地理信息数据库作为底层数据资料。结果表明，采用该方法进行闸涵防碳化施工质量控制的过程引导性收敛性均较好，具有较好的过程控制品质，提高了施工质量的控制能力，为进一步优化水利施工质量提供参考。关键词:BIM;闸涵防碳化;施工质量;控制;多源信息融合中图分类号:TP391;TV523文献标识码:A文章编号:1008-1305(2023)02-0039-03收稿日期:2022-09-30作者简介:宋辉(1981 年)，女，高级工程师。E-mail:3290736648 随着水利水电工程建设的不断推进，闸涵防碳化施工质量控制研究受到人们的重视，在闸涵防碳化施工中，由于施工环境和施工材料的影响，需要进行闸涵防碳化施工质量的优化控制。通过对闸涵防碳化施工过程参数控制、质量控制的可靠性因素分析，建立闸涵防碳化施工质量控制模型，采用最优化的模型参数识别方法，对闸涵防碳化施工质量进行控制和管理，增强稳定性，相关研究在提高水利施工质量方面具有重要意义1。闸涵防碳化施工质量控制研究建立在对闸涵防碳化施工质量参数分析基础上，通过控制闸涵防碳化原材料质量因素，优化闸涵防碳化施工过程，采用层次结构分析的方法2，进行闸涵防碳化施工质量因素控制，传统方法中，对闸涵防碳化施工质量控制的方法主要有基于 QC(QualityContro1，质量控制)/QA(Quality Assurance，质量保证)控制的闸涵防碳化施工质量控制技术、基于 AHP 层次化分析的闸涵防碳化施工质量控制技术等，构 建 闸 涵 防 碳 化 施 工 质 量 参 数 分 析 模型3，通过闸涵防碳化施工质量参数分析，实现闸涵防碳化施工优化控制模拟，但当前方法进行闸涵防碳化施工质量控制的适应度水平不高，可靠性不好4。针对上述问题，研究提出了基于 BIM 的闸涵防碳化施工质量控制模型。首先建立以闸涵防碳化施工材料、配料类型、防水防碳化能力以及粗糙度为约束参数的闸涵防碳化施工质量约束参数模型，分析闸涵防碳化施工质量相关的施工材料、投资因素等，采用多源信息融合方法建立闸涵防碳化施工质量和进度管理的几何信息、物理信息、资金投入参数的 BIM 信息库，以 BIM 地理信息数据库作为闸涵防碳化施工质量控制的底层数据资料，实现闸涵防碳化施工质量控制的指标参数优化设计，最后进行实验测试，以验证该方法在提高闸涵防碳化施工质量控制能力方面的优越性能。1闸涵防碳化施工质量约束参数和模型构造1.1闸涵防碳化施工质量约束参数基于解释变量和控制变量联合分析的方法，构建闸涵防碳化施工质量控制的统计学分析模型，通过 BIM 信息处理方法，建立闸涵防碳化施工质量控制的对象参数模型，采用实证数据进行闸涵防碳化施工质量控制的数据分析和模型参数分析。采用ANSYS软件构建闸涵防碳化施工质量约束参数模型，完善施工质量管理体系，以闸涵防碳化施工质量与施工材料、施工环境、投资、人为因素等作为自变量5，得到解释变量及描述性统计分析，见表 1。建立以闸涵防碳化施工材料、配料类型、防水防碳化能力以及粗糙度为约束参数的闸涵防932023 年第 2 期水利技术监督信息化碳化施工质量约束参数模型，结合施工质量等级控制6，得到约束参数分布见表 2。表 1解释变量及描述性统计分析变量名称变量代码贡献度关联度施工资本结构BL1.0940.380设备持有水平FLK1.8390.364材料控制能力COL2.3670.386敏感性分析UKSOL2.3800.327企业规模SIZE1.3560.348融资政策KLI4.0530.360经济增长率GDP4.5940.343施工材料STD0.7840.393施工环境T2.5460.370投资EW1.0260.367人为因素HUMAM1.0480.360表 2闸涵防碳化施工质量约束参数变量名称贡献度自相关量互相关量 置信水平施工材料3.8940.3480.4360.692配料类型1.2940.3580.4440.595防水防碳化等级3.7130.3430.4070.529粗糙度3.0540.3700.4760.638平整度4.6380.3580.4290.530夯击力学参数1.5240.3380.4600.598屈服应力2.6080.3910.4000.473防水等级1.9330.3570.4510.572基于上述闸涵防碳化施工质量约束参数分析，建立闸涵防碳化施工质量控制模型，通过分析闸涵防碳化施工质量相关的施工材料、投资等因素，采用多源信息融合方法进行闸涵防碳化施工质量和进度管理的几何信息分析7，得到总体实现结构如图1 所示。根据图 1 的总体结构模型设计，结合闸涵防碳化处理施工质量控制的动态分析，进行闸涵防碳化施工质量控制。1.2控制数学模型构建采用 BIM 信息检测的方法，进行闸涵防碳化施工的相关性检测和控制图模型参数分析，闸涵防碳化施工质量控制图由控制上限(UCL)和控制下限(LCL)及中心线(CL)组成，采用图表与数字分析相结合的方法，得到控制性能分布曲线，如图 2所示。图 1闸涵防碳化施工质量控制的总体实现结构图 2闸涵防碳化处理施工控制性能曲线图 2 中，中心线代表产品闸涵防碳化施工质量特性值的平均值，采用层次结构分析的方法构建闸涵防碳化施工质量过程控制的非线性徐变关系模型，采用正态分布模型构建闸涵防碳化施工质量分布的度量模型为:DoG(x，y)=12121e(x2+y2)221122e(x2+y2)222=G(x，y，1)G(x，y，2)(1)式中，1闸涵防碳化施工的防水过程参数;2闸涵防碳化施工的强度极限值;G(x，y，1)每个施工阶段的特征参数;G(x，y，2)每个施工阶段的技术参数。为了定量分析闸涵防碳化施工质量控制过程，在全周期监测过程中，将闸涵防碳化施工项目的约束参数集 X 描述为一个含有 P 维矢量的概念集，X 含有 c 个类别，表示闸涵防碳化施工标准模型参数分布属性集合，采用理论与实证分析相结合方法，得到施工中风险关键点的质量控制传导模型为:04信息化水利技术监督2023 年第 2 期ht=Kxh()x2hz(Kz+p)+p(2)式中，闸涵防碳化施工质量控制弹性模量系数;Kx，Kz闸涵防碳化处理模型 haunted 参数;p第n+1、n 步内施工过程中存在许多不确定因素的过程分量。构建风险识别初始信息特征分析模型，得到闸涵防碳化施工质量的可靠性特征分量用 y(k)表示，用 s(k)j和 y(k)j表示工程施工的风险因素输入和可逆不变性输出。由此构建闸涵防碳化施工质量控制数学模型8。2基于 BIM 的闸涵防碳化施工质量控制分析闸涵防碳化施工质量相关的施工材料、投资等因素，采用多源信息融合方法建立闸涵防碳化施工质量和进度管理的几何信息、物理信息、资金投入参数的 BIM 信息库，闸涵防碳化施工质量内部控制决策样本集中中含有 n 个样本，其中样本 xi(i=1，2n)表示闸涵防碳化施工质量分配事务数据项，引入单位风险、施工方风险、监理单位风险，闸涵防碳化施工质量内控型特征向量可表示为:MDup=ni=1(f(I1Ili)+2f(I2Ili)+lif(IliIli)=ni=1li+ni=1(f(I1Ili)+2f(I2Ili)+(li 1)f(Ili1Ili)=MDB+ni=1li1j=1jf(IjIli)(3)式中，Ili项 目 实 施 的 阶 段 的 内 源 控 制 分 量;MDB风险损失的程度。当分组数 Q=m 时，基于闸涵防碳化施工质量过程约束，得到施工项目管理政治、经济、环境、技术相关性约束 BIM 信息库为 xi=(xi1，xi2xis)T，以 BIM 地理信息数据库作为闸涵防碳化施工质量控制的底层数据资料，根据 BIM 信息大数据分析，构建优化的施工质量控制模型9。实现流程如图 3 所示。3实验测试采用 Matlab 仿真实验和 SPSS 统计分析软件，进行闸涵防碳化施工质量控制，首先给出工程施工风险的影响因素初选表，见表 3。根据表 3 的参数配置，设定闸涵防碳化施工长度为 26km，基宽度为 2m，将整个控制过程分为质图 3实现流程量、进度、造价、安全和合同控制，得到各个控制过程的相关参数解析结果，见表 4。表 3工程施工风险的影响因素初选表变量X1X2X3X4X5X10.465 0.879 0.22720.6790.465X20.4210.8420.3760*0.849 0.421X30.4350.4430.66520.4980.435X40.437*0.8700.80360.480 0.437 X50.474*0.519*0.1379*0.7140.474注:表示在 0.95 的置信度水平上显著相关，*表示在 0.90 的置信度水平上显著相关。表 4各个控制过程的相关参数解析结果变量名称贡献度自相关量互相关量置信水平质量控制2.1820.0430.4110.529进度控制0.7180.0210.4680.775造价控制1.1340.0780.4610.795安全控制2.9170.0420.4450.454合同控制0.2170.0580.4560.862根据表 4 的参数结果，优化施工质量控制模型参数，见表 5。由表 5 可知，控制闸涵防碳化施工质量，利于风险评价及防控工作，建立合理的风险评价指标，提高了施工质量控制能力。测试控制收敛性，得到性能曲线，如图 4 所示。由图 4 可知，采用该方法进行闸涵防碳化施工质量控制的过程引导性较好，过程控制品质和收敛性较好。(下转第 119 页)14建设与管理水利技术监督2023 年第 2 期 6董启涛 塑性混凝土在大坝防渗工程中的应用研究J 建材与装饰，2017(37):264-265 7陈镭 水利工程防渗用塑性混凝土拉压强度试验研究J 水利技术监督，2018(1):26-27，55 8熊美林，彭文祥 广西澄碧河水库大坝防渗墙应力变形分析 J 水利水电快报，2018，39(2):22-27 9任恒谊 引黄济青输水渠衬砌材料混凝土力学试验研究 J 水利技术监督，2021(3):138-143 10龙少林 塑性混凝土防渗墙在土坝防渗加固中的设计与施工应用 J 西北水电，2019(2):46-49(上接第 41 页)表 5施工质量控制模型参数优化变量名称 变量代码均值 标准值 最小值Q1中值最大值施工资本结构BL2.3010.0530.4240.737 0.76790.659设备持有水平FLK3.0630.0400.4080.547 0.95420.499材料控制能力COL1.7820.0180.4530.489 0.15960.219敏感性分析UKSOL0.8710.0570.4820.489 0.60760.708企业规模SIZE4.2410.0740.4020.694 0.57250.915融资政策KLI0.9400.0510.4470.543 0.09180.631施工成本增长率GDP0.8830.0110.4350.850 0.75900.141回归标准差STD3.1840.0760.4340.428 0.10060.9354结语通过质量控制的可靠性因素分析，建立闸涵防碳化施工质量控制模型，采用最优化的模型参数识别方法，实现闸涵防碳化施工质量控制和管理，以提高闸涵防碳化处理施工质量稳定性。研究提出基于 BIM 的闸涵防碳化施工质量控制模型，结合闸涵防碳化施工质量相关的施工材料、投资等因素，进行闸涵防碳化施工质量控制的动态分析，实现闸涵防碳化施工质量控制10。分析得知，基于 BIM 的闸涵防碳化施工质量控制方法效果显著，可以为水利工程的运行管理提供参考。但研究并未对 BIM 技术本身进行优化，因此有待进一步探究。图 4控制收敛曲线对比参考文献 1李学彪 水利工程施工质量控制中的若干问题分析J 黑龙江水利科技，2013，41(6):232-234 2杨宏飞 水利工程混凝土施工质量控制J 大众标准化，2020(14):12-13 3邓安仲，王廷福，罗盛，等 高原地区屋面防水工程施工质量风险管理的研究J 工程管理学报，2021，35(6):131-136 4郑世杰，郭树勋，杨锐 混凝土裂缝问题的研究及防治措施 J 施工技术，2018，47(S1):1762-1765 5武云芬，洪文霞 基于 Shapley 值赋权的装配式建筑项目施工质量灰色综合评价J 青岛理工大学学报，2022，43(1):36-42 6杨富东 水利水电工程智慧化管理及施工质量控制问题探究J 智能城市，2021，7(24):165-166 7秦琪，张玄一，卢朝辉，等 简化三阶矩拟正态变换及其在结构可靠度分析中的应用J 工程力学，2020，37(12):78-86，113 8景宏彬，陈国龙，王红洲，等 一种涵闸软基加固技术J 水利与建筑工程学报，2018，16(4):164-169 9李可 基于 BIM 的水利枢纽施工多维信息可视化管理系统设计分析J 水利技术监督，2021，161(3):37-40，132 10赵萌萌，李芬花，杨荣海，等 BIM 技术在闸门井设计中的应用J 水利规划与设计，2019，194(12):124-127911