第31卷水利水电技术2000年第4 期 地下 洞 室群 施工系统 仿 真模 拟最 新进展(,,'熊敏峰 王民寿 ( 四川 I 大学, 成都市, 6 1 0 0 6 5 ) T ' , z t - t - 1 P 3 7 【 摘要】 计算机模拟技术愈来愈广泛地应用于水利I程施I各方面 ( i t r 如地 下洞室施I、 土石坝施 _ 工、 混凝土坝施 I等方 面) 的 研究 , 并取 得 了许 多成果. 其 中对 地下洞 室施 I过程的研 究 已有 2 O年 左右 的历 史,研究愈 来愈深 入、完善. 为此 , 对国内外地 下洞 室群施I 系统计 算机仿 真模 拟研 究进行 了归纳性 的阐述 , 特地 下洞 室施 工 系统研 究的发展 分 为三个 阶段 , 即传 统研 究阶段 、 计 算机 模拟 研 究早期 发展 阶段和计 算机模拟 研 究最新发 展阶段 . 内容 涉及 最新 的研 究 成果和研 究动 向,并指 出 了其不足 之处 . 【 关键词】 地下词室 施I系统 仿真模拟 最新进展 ' . 宅刍.1引言在水利水电工程建设 中, 常常需要开挖大量的隧 洞和洞室. 地下洞室群施工是一个复杂的过程 , 许多因 素将影响其施工的进程. 仅就单个洞室而言 , 其施工条 件复杂, 工序繁多, 施工机械各式各样, 施工过 程中各 工序问的配合与相互干扰错综复杂 , 加之又受到各方 面众多因素的影响与限制 , 这些情况对施工效率、 成果 和进度都有很大影响, 用传统的方法难 准确地估计 出其影响的大小.而地下洞室群的施工是一个更为复 杂的过程, 并不是各个单洞室情况的简单叠加, 更重要 的是, 在安排各个洞室施工先后顺 序及隧洞施工程序 时,需要顾及 工程 的 总工期 、 国岩 稳定、施工强 度和 施 工中各工作 面的干扰程度及交通运输等同题的影响. 因此 , 采用科学方法和先进技术手段 , 将洞室群看成由 既相互独立又相互联系的各个单洞室组成的统一的系 统,全面系统地研 究洞室群施工 中各 单个洞室施工 优化 以及洞室间施工的相互配合, 进行合理的组织安排 , 以便 既使各洞室施工中各工序间及机械配台相互协调, 又使 整个洞室群 的施工 系统协 调统一 , 达到 施工快速 、 经济 、 旨 理的目的.这对缩短工期、 降低造价、 保证工程顺利进 行是十分必要的.地下洞室群施工系统仿真模拟研究正 是为合理地解决地下洞室群施工的这一问题应运而生 的. 2 国内外地下洞室施工 系统研究的发展概述 地下洞室施工系统的研究从应用传统的技术手段 3 4 进行研究到应用计 算机技术等 多项技术进 行研究 , 经历 了三 个发展 阶段 , 即传统研 究阶段 、 计 算机模拟 研究早期发 展 阶段 和计算 机模 拟研 究最 新发展 阶段.2.1地下洞宣施工系统的传统研究阶段 研究地 下洞室 的施工问题, 一般先对单个洞室进 行研究. 为了在技术上论证隧洞的施工进度 , 过去广瑟 采用隧洞掘进循环图表、 隧洞施工循环作业图表等传 统的横道图进度表的形式.2 0 世纪 7 O年代 前基本 上均采用这种传统的横道 图法进行研究, 这是地下洞 室施工系统研究的第一个 阶段 , 其特点是 : ( 1 ) 横道 图 进度表制定 的操作简单 I ( 2 ) 循环作业各主要工序问的 逻辑关 系明确; ( 3 ) A- 有一定 的经验性 和平均性 , 难 反映实际可能出现 的复杂情 况,也难 进 行计划 的优化;(4)对循 环作业更 细致 的反映在 这 一阶段几 乎不可能. 由于传统方法的局限性 及施工技术的发展对施 工系统的研究提 出了更高的要求, 要求全面系统地反 映施工系统 , 而计算机技术的发展 以及计算机的广瑟 应用使得采用科学的方法和先进的技术手段合理解决 地下洞室施工问题成为可能. 在该背景下, 研究进入了 第二 阶段 . 2 . 2 计算机模拟研究早期发展阶段 本阶段从 7 O年代美 国出现循环阿络技术开始 , 到8O年代末天津大学 编制通用性 的循 环运行 阿络计算 机模拟程序 C O NS为止, 历时近 2 O年.这一阶段具有 代表性的研 究成果如下. 维普资讯 http://www.cqvip.com 标书网biaoshu.com专业编写标书,提供资质陪标,代理投标,围标调查1302206 标书网biaoshu.com长年招聘造价师兼职,精算标底,只要算得准,重奖50万 标书网biaoshu.com提供免费的资质交换平台!电:020-31334179 QQ:279674008 帮有证(造价师,建造师等)人才和老板寻找挂靠单位,帮公司联系寻找人才和合作单位 标书网址导航wz.biaoshu.com 标书人才网job.biaoshu.com建造师、造价师(与"标书"相关的工作免费介绍) 2 . 2 . 1 循环 网络技 术 在美 国的首次 出现 和应 用 由于隧洞施工系统是一个由钻孔 、 爆破 、 出碴等多 种工序反复循 环的过程 , 每道工序的作业时间多是随 机的, 每个工作循环都可能产生随机排队现象. 对于这 类工程的施工, 若采用一般 网络模 型(CPM/ P E R T) 来表达整个工 程的循环施工 系统是极其复 杂的 , 其节点或矢线数甚 至可 能要 以成 千上万计.此外 , 它 也难 以反 映施工嗓 统 中某 些随机 时 间因 素及 其影 响.针对 以上情况 , 7 O年代 在美 国出现 了一种 称为 . 循环运 行 网络( C y c l i c Op e r a t i o n Ne t wo r k ) " 的网络 计划技术 , 简称为" 循环网络技术" , 创始人为斯坦福大 学的 Ha l p i n教授.这种技术把排队理论 、 计算机模拟 技术和网络技术结合起来 , 将所涉及的各种资源看作 流 水单 元 在系统 中流动 , 基 于排 队理 论用标准 图示 符 号形象地描绘 出实际施工过程的图示模型 , 通过模拟 计算 , 揭示系统运行的内在规律. 这种技术首先在高层 建筑群施工分析中得到 了应用 , 随后 日本专家把这种 技术应用于单个地下隧洞的麓工分析 中. 2 . 2 + 2 瑞典对于 岩石 开挖 和 隧道 I 程 的计 算机 研究及卡尔(Care)程序70年代, 瑞典阿特拉斯 · 柯普柯公司在咨询服务 过程中研制了一种用于岩石开挖和隧道工程计算分析 的程序 , 它的代号名叫卡尔( C a r e ) 程序. 该程序不仅可 对隧道施工进行模拟 , 而且可根据输入的隧道原始数 据、设备规格、 劳动力、 折 旧与使用代价等资料进行爆 破设计 、 装运设计、 循环时间设计 , 得出成本与进度, 并 在进行卡尔分析后 , 通过改变设备配置 , 使得满足工期 和成本要求, 为加快施工进度 、 提高经济效益提供决策 依据.这一程序在施工优化设计方面显示出突出的特 点. 2 . 2 . 3 我 国在地 下洞室施 I 系统方 面的模 拟研究在国内, 有关地 下洞室的施工过程模拟研究始于 8 0年代.天津大学的孙锡衡、 钟登华等针对水工隧洞 的蘸工特点 , 采用循环网络模型 , 进行 了" 水工隧洞施 工过程的计算机模拟 和施工方案优选" 的研究, 并于 1 9 8 7 年编制 了通用性 的循环运行 网络计算机模拟程 序CONS .通过利用该程序进行模拟运算和灵敏度分 析, 可以计算出在不同资源水平的施工组织情况下隧 洞的施工工期、 费甩、 生产率和决策所需的其他信息, 并可寻找出较优的施工机械设备配套组合和理想的工 期一成本最优方案. 此外 , 大连理工大学等在此方面 也进行过研究 , 并取得了一定的成果. 上述三个国家的研究各有特点 , 但其共同点是 , 均 通过对施工过程较为详细的模拟 , 最后找 出合理的机 械设备配套组合及理想的工期成本最优方案. 此外 , 日 本和前苏联等国家也在隧洞施工系统方面进行过计算 机研究 , 特别是前苏联的研究有其独到之处, 在研究中 并未对各工序的施工过 程进行详细的模拟 , 而是将重 点放在一些工序的设计优化 上, 并逐工区进行优化工 作, 然后综合各工期用 网络技术分析其资源与时间消 耗,评价出最优方案. 并且 , 在原始资料的简化、 运行时 间的缩减、 数据资料的查错 、 计算结果的优化等方面也 进行 了 比较 好的 处理 . 计算机技术从一开始应用就在隧道施工中显示出 其它技术手段不可替代的优势. 因此 , 虽然这一阶段历 时时间不长 , 但研究却得到了迅猛的发展. 2 . 3 计算机模拟研究最新发展阶段 为更好地反映施工的实际情况 , 满足工程需要, 对 于地下洞室施工系统的计算机模拟研究, 逐步 由单洞 室 向洞室群发展 , 研究就进入了第三阶段.这一阶段 始于 8 O 年代末 , 具有代表性的是天津大学+他们利用 循环运行 网络计算机模拟程序 c oNs的成果, 在对单 洞室进行分析研 究的基础上进行洞室群的施工分析 , 与成都勘测设计院共同完成 了二滩水电站地下洞室群 施工 系统分析研究的课题; 此后又与 中南院合作 , 开展 了龙滩水电站地下厂房洞室群施工系统的分析研究; 9 O年代与黄 委会合作 , 将此成果应用于 小浪底 的研 究. 近来, 天津大学又正在进行金沙江溪洛渡水 电站地 下洞室群的施工 系统仿真及进度研 究, 并可望取得一 定的进步. 在国外 , 虽然采用循环网络模拟技术研 究单 个地下隧洞的施工 问题得到了较普遍的重视和发展 , 但对于复杂的地下洞室群施工系统仿真及进度方面的 研究还鲜见报道. 3 国内外研究的现状及特点 采用循环阿络模 拟技术研 究地下洞室的施工问 题,其成果迄今为止主要在于对单个地下洞室的研究. 这一方面, 无论是在国内还是国外 , 都得到了较普遍的 重视和充分的发展, 而对于复杂的 ( 特别是超大型) 地 下洞室群施工系统的模拟仿真研究还不很成熟 , 还存 在许 多不足 之处+ 地下洞室施工系统的模拟研究采用的循环运行网 络模型考虑了蘸工过程中每遭工序作业时间的随 机性,由此 , 每个工作循环均可能产生随机排 队现象.因此,模型中的时间参数( 即各项活动 的持 续时间) 采用 了随机型的持续时间, 并用蒙特卡洛方法来确定.这样,较以往的其它方法更准确地反 映了实际情况.但35维普资讯 http://www.cqvip.com 标书网biaoshu.com专业编写标书,提供资质陪标,代理投标,围标调查1302206 标书网biaoshu.com长年招聘造价师兼职,精算标底,只要算得准,重奖50万 标书网biaoshu.com提供免费的资质交换平台!电:020-31334179 QQ:279674008 帮有证(造价师,建造师等)人才和老板寻找挂靠单位,帮公司联系寻找人才和合作单位 标书网址导航wz.biaoshu.com 标书人才网job.biaoshu.com建造师、造价师(与"标书"相关的工作免费介绍) 是,迄今为止这种 方法仅反映了时间参 数的随机性 , 并未考虑开挖过程的超 欠挖、衬砌、浇筑、运输方量的实际变 化等 空间参数 的 随机性 以及事 件的 随机 性.对于地 下洞室施 工 系统 的模 拟研究,无论是在 国 内还是 国外 , 虽 各有其 突 出的优 点,但也各 有其不 足之 处.有些 软件 在对 于施 工过 程的模拟 上 虽详 尽,但程序 却 不能进 行工序 的设计 与优 化;反之 , 有些 软件虽 能进 行施工工序的设计与优化 , 但却不能动态地模拟施工 过程. 如能将两者优点加以综合 , 可使程序更具有可用 性,对工 程更 具有实际 意义 . 对于地下洞 室施工系统仿真及进度方面的研究 , 一 般均是首先以各个单洞与三大洞室的分别施工为研 究对象 , 寻求各单项洞室经济合理的机械设备配套组 合以及合理的施工工期 , 然后, 再在单项洞室施工模拟 分析的基础上, 采用网络计划技术进行施工顺序及 总 进度分析. 这里采用的是一种由简到繁、 由单一到复杂 的科学研究方法. 但是 , 这种将洞室群看成各个单项洞 室的叠加或组合的处理方法是否合理 , 值得商榷. 因为 洞室群的施工中各单项洞室的施工 相互交错、 相互配 合、相互影响 , 有时, 某单项洞室的施工可能被割裂成 几期后才最后完成, 这就使开始对单项洞室研 究施工 的机 械设备 配套及工 期优 化失去 了实 际意义 .而 只有 将洞室群施工系统看成一个整体系统来研究才真正符 合实际情况. 以往地 下洞室 群施工 系统仿 真及 进度方面 的研 究均是在 固定 的施 工布置基 础 上得 出的 成果. 实际 上,在此研究 中可通过对地下洞 室群施工 系统的仿真研究 , 引入施工布置的优化 , 使地 下洞室群施工系统仿真与 进度的研究趋于完善. 迄今为止, 该领域研究成果的显示多采用表格的 形式和简单的曲线图表示.如能以三维的立体图象形 数结合来显示施工过程, 则可更直观、 更准确地表示施 工 系统的 模拟 , 真正达到 仿 真的效 果.已经开发的有关软件需要准备和输入 的原始资料 繁多 , 原始资料的搜 集有一定难度; 运行处理 时间较 长}对原始资料是否错误的发现能力差 , 等等.这些均 有待于改进. 许多方面还有待于进一步研究与改进 , 如(1)时间参数 随机处理技术的扩展 , 广泛应用 随机理 论,研究空 间随机模型以及事件随机模型; ( 2 ) 洞室群 施工系统模型的正确建立以及处理方式; ( 3 ) 程序的工 程设计与优化功能 ; ( 4 ) 成果的形象显示、 软件的处理 方式及软件结构等方面. 参考文献1孙锊街 , 齐 东海 水 利水 电工 程施工 计算机模 拟与程序 设计 北京:中国水利水 电出版杜 , 1 9 9 7 2 孙锡街 . 钟登 华 .水工 隧洞靠 工过程 的计 算机 模拟 和施工 方案优 选. 水 利水电技术 , 1 9 9 O | ( 1 1 ) 3 王仁超 , 朱光熙 . 水和水电施工复杂运输系统的计 算机 模拟 . 水利 水电技术 , 1 9 9 3 # ( 8 ) 【 作者简介】 熊敏峰 , 男,24岁 , 硬士研究 生. 王 民寿 , 男,63岁 , 水利工程 系, 教授. ( 收改稿日 期: 1 9 9 9 — 1 1 1 8 责任编辑 欧阳越) Th e La t e s t De v e l o p me n t i n t h e C o n s t r u c t i o n Sy s t e m S i mu l a t i o n o f Un d e r g r o u n d M u l t i — t u n n e l& M u l t i — c h a mb e r Xi on g M i n f e n g W a ng M i n s h o u ( De p a r t me n t o f Hy d r a u l i cEn g i n e e r i n g,S i c h u a n Un i v e r s i t y, Ch e n g d uCi t y, 6 1 0 0 6 5 ) Ab s t r a c t }I n r e c e n t y e a r s , c o mp u t e r s i mu l a t i o n t e c h n o l o g y h a s b e e n mo r e a n d mo r e c o mp r e h e n s i v e l y u s e d i n s t u d y o f h y d r a u l i c e n g i n e e r i n g c o n s t r u c t i o n( s u c h a s u n d e r g r o u n d t u n n e l s& c h a mb e r s ,e a r t h — r o c k d a ms ,c . n — c r e t e d a ms ,e t c . ) ,a n d m a n y c o m p e l l i n g a c h i e v e m e n t s h a v e b e e n a c q u i r e d . I t i s 2 0 y e a r s o r s o s i n c e t h e C O D - 一structionprocessofundergroundtunnels& c h a mb e r s h a s b e e n s t u d i e d,a n d t h e s t u d y t e n d s t o d e e p g o i n g a n d p e r f e c t . Ha v i n g s u mma r i z e d t h e wo r l d s c o mp u t e r s i mu l a t i o n s t u d y i n u n d e r g r o u n d mu l t i — t u n n e l s& mu l t i — c h a m b e r s c o n s t r u c t i o n,t h i s p a p e r d i v i d e s i t i n t o t h r e e s t a g e s , v i z . ,t r a d i t i o n a l r e s e a r c h s t a g e.e a r l y s t a g e a n d l a t e s t s t a g e u s i n g c o mp u t e r s i mu l a t i o n,a n d a l s o i n t r o d u c e s t h e l a t e s t r e s e a r c h a c h i e v e m e n t s a n d d e v e l o p t e n — d e n c y,m o r e o v e r ,p o i n t s o u t t h e i n s u f f i c i e n c y o f t h e s t u d y . I t i s o f s o m e s i g n i f ic a n t r e f e r e n c e f o r t h e . r v r e — s e a r c h a n d e n g i n e e r i n g p r a c t i c e . Ke y w o r d s {u n d e r g r o u n d t u n n e l& c h a mb e r ,c o n s t r u c t i o n s y s t e m ,s i mu l a t l o n,1 a t e s t d e v e l o p me n t 3 6 维普资讯 http://www.cqvip.com 标书网biaoshu.com专业编写标书,提供资质陪标,代理投标,围标调查1302206 标书网biaoshu.com长年招聘造价师兼职,精算标底,只要算得准,重奖50万 标书网biaoshu.com提供免费的资质交换平台!电:020-31334179 QQ:279674008 帮有证(造价师,建造师等)人才和老板寻找挂靠单位,帮公司联系寻找人才和合作单位 标书网址导航wz.biaoshu.com 标书人才网job.biaoshu.com建造师、造价师(与"标书"相关的工作免费介绍)
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第31卷水利水电技术2000年第4 期 地下 洞 室群 施工系统 仿 真模 拟最 新进展(,,'熊敏峰 王民寿 ( 四川 I 大学, 成都市, 6 1 0 0 6 5 ) T ' , z t - t - 1 P 3 7 【 摘要】 计算机模拟技术愈来愈广泛地应用于水利I程施I各方面 ( i t r 如地 下洞室施I、 土石坝施 _ 工、 混凝土坝施 I等方 面) 的 研究 , 并取 得 了许 多成果. 其 中对 地下洞 室施 I过程的研 究 已有 2 O年 左右 的历 史,研究愈 来愈深 入、完善. 为此 , 对国内外地 下洞 室群施I 系统计 算机仿 真模 拟研 究进行 了归纳性 的阐述 , 特地 下洞 室施 工 系统研 究的发展 分 为三个 阶段 , 即传 统研 究阶段 、 计 算机 模拟 研 究早期 发展 阶段和计 算机模拟 研 究最新发 展阶段 . 内容 涉及 最新 的研 究 成果和研 究动 向,并指 出 了其不足 之处 . 【 关键词】 地下词室 施I系统 仿真模拟 最新进展 ' . 宅刍.1引言在水利水电工程建设 中, 常常需要开挖大量的隧 洞和洞室. 地下洞室群施工是一个复杂的过程 , 许多因 素将影响其施工的进程. 仅就单个洞室而言 , 其施工条 件复杂, 工序繁多, 施工机械各式各样, 施工过 程中各 工序问的配合与相互干扰错综复杂 , 加之又受到各方 面众多因素的影响与限制 , 这些情况对施工效率、 成果 和进度都有很大影响, 用传统的方法难 准确地估计 出其影响的大小.而地下洞室群的施工是一个更为复 杂的过程, 并不是各个单洞室情况的简单叠加, 更重要 的是, 在安排各个洞室施工先后顺 序及隧洞施工程序 时,需要顾及 工程 的 总工期 、 国岩 稳定、施工强 度和 施 工中各工作 面的干扰程度及交通运输等同题的影响. 因此 , 采用科学方法和先进技术手段 , 将洞室群看成由 既相互独立又相互联系的各个单洞室组成的统一的系 统,全面系统地研 究洞室群施工 中各 单个洞室施工 优化 以及洞室间施工的相互配合, 进行合理的组织安排 , 以便 既使各洞室施工中各工序间及机械配台相互协调, 又使 整个洞室群 的施工 系统协 调统一 , 达到 施工快速 、 经济 、 旨 理的目的.这对缩短工期、 降低造价、 保证工程顺利进 行是十分必要的.地下洞室群施工系统仿真模拟研究正 是为合理地解决地下洞室群施工的这一问题应运而生 的. 2 国内外地下洞室施工 系统研究的发展概述 地下洞室施工系统的研究从应用传统的技术手段 3 4 进行研究到应用计 算机技术等 多项技术进 行研究 , 经历 了三 个发展 阶段 , 即传统研 究阶段 、 计 算机模拟 研究早期发 展 阶段 和计算 机模 拟研 究最 新发展 阶段.2.1地下洞宣施工系统的传统研究阶段 研究地 下洞室 的施工问题, 一般先对单个洞室进 行研究. 为了在技术上论证隧洞的施工进度 , 过去广瑟 采用隧洞掘进循环图表、 隧洞施工循环作业图表等传 统的横道图进度表的形式.2 0 世纪 7 O年代 前基本 上均采用这种传统的横道 图法进行研究, 这是地下洞 室施工系统研究的第一个 阶段 , 其特点是 : ( 1 ) 横道 图 进度表制定 的操作简单 I ( 2 ) 循环作业各主要工序问的 逻辑关 系明确; ( 3 ) A- 有一定 的经验性 和平均性 , 难 反映实际可能出现 的复杂情 况,也难 进 行计划 的优化;(4)对循 环作业更 细致 的反映在 这 一阶段几 乎不可能. 由于传统方法的局限性 及施工技术的发展对施 工系统的研究提 出了更高的要求, 要求全面系统地反 映施工系统 , 而计算机技术的发展 以及计算机的广瑟 应用使得采用科学的方法和先进的技术手段合理解决 地下洞室施工问题成为可能. 在该背景下, 研究进入了 第二 阶段 . 2 . 2 计算机模拟研究早期发展阶段 本阶段从 7 O年代美 国出现循环阿络技术开始 , 到8O年代末天津大学 编制通用性 的循 环运行 阿络计算 机模拟程序 C O NS为止, 历时近 2 O年.这一阶段具有 代表性的研 究成果如下. 维普资讯 http://www.cqvip.com 标书网biaoshu.com专业编写标书,提供资质陪标,代理投标,围标调查1302206 标书网biaoshu.com长年招聘造价师兼职,精算标底,只要算得准,重奖50万 标书网biaoshu.com提供免费的资质交换平台!电:020-31334179 QQ:279674008 帮有证(造价师,建造师等)人才和老板寻找挂靠单位,帮公司联系寻找人才和合作单位 标书网址导航wz.biaoshu.com 标书人才网job.biaoshu.com建造师、造价师(与"标书"相关的工作免费介绍) 2 . 2 . 1 循环 网络技 术 在美 国的首次 出现 和应 用 由于隧洞施工系统是一个由钻孔 、 爆破 、 出碴等多 种工序反复循 环的过程 , 每道工序的作业时间多是随 机的, 每个工作循环都可能产生随机排队现象. 对于这 类工程的施工, 若采用一般 网络模 型(CPM/ P E R T) 来表达整个工 程的循环施工 系统是极其复 杂的 , 其节点或矢线数甚 至可 能要 以成 千上万计.此外 , 它 也难 以反 映施工嗓 统 中某 些随机 时 间因 素及 其影 响.针对 以上情况 , 7 O年代 在美 国出现 了一种 称为 . 循环运 行 网络( C y c l i c Op e r a t i o n Ne t wo r k ) " 的网络 计划技术 , 简称为" 循环网络技术" , 创始人为斯坦福大 学的 Ha l p i n教授.这种技术把排队理论 、 计算机模拟 技术和网络技术结合起来 , 将所涉及的各种资源看作 流 水单 元 在系统 中流动 , 基 于排 队理 论用标准 图示 符 号形象地描绘 出实际施工过程的图示模型 , 通过模拟 计算 , 揭示系统运行的内在规律. 这种技术首先在高层 建筑群施工分析中得到 了应用 , 随后 日本专家把这种 技术应用于单个地下隧洞的麓工分析 中. 2 . 2 + 2 瑞典对于 岩石 开挖 和 隧道 I 程 的计 算机 研究及卡尔(Care)程序70年代, 瑞典阿特拉斯 · 柯普柯公司在咨询服务 过程中研制了一种用于岩石开挖和隧道工程计算分析 的程序 , 它的代号名叫卡尔( C a r e ) 程序. 该程序不仅可 对隧道施工进行模拟 , 而且可根据输入的隧道原始数 据、设备规格、 劳动力、 折 旧与使用代价等资料进行爆 破设计 、 装运设计、 循环时间设计 , 得出成本与进度, 并 在进行卡尔分析后 , 通过改变设备配置 , 使得满足工期 和成本要求, 为加快施工进度 、 提高经济效益提供决策 依据.这一程序在施工优化设计方面显示出突出的特 点. 2 . 2 . 3 我 国在地 下洞室施 I 系统方 面的模 拟研究在国内, 有关地 下洞室的施工过程模拟研究始于 8 0年代.天津大学的孙锡衡、 钟登华等针对水工隧洞 的蘸工特点 , 采用循环网络模型 , 进行 了" 水工隧洞施 工过程的计算机模拟 和施工方案优选" 的研究, 并于 1 9 8 7 年编制 了通用性 的循环运行 网络计算机模拟程 序CONS .通过利用该程序进行模拟运算和灵敏度分 析, 可以计算出在不同资源水平的施工组织情况下隧 洞的施工工期、 费甩、 生产率和决策所需的其他信息, 并可寻找出较优的施工机械设备配套组合和理想的工 期一成本最优方案. 此外 , 大连理工大学等在此方面 也进行过研究 , 并取得了一定的成果. 上述三个国家的研究各有特点 , 但其共同点是 , 均 通过对施工过程较为详细的模拟 , 最后找 出合理的机 械设备配套组合及理想的工期成本最优方案. 此外 , 日 本和前苏联等国家也在隧洞施工系统方面进行过计算 机研究 , 特别是前苏联的研究有其独到之处, 在研究中 并未对各工序的施工过 程进行详细的模拟 , 而是将重 点放在一些工序的设计优化 上, 并逐工区进行优化工 作, 然后综合各工期用 网络技术分析其资源与时间消 耗,评价出最优方案. 并且 , 在原始资料的简化、 运行时 间的缩减、 数据资料的查错 、 计算结果的优化等方面也 进行 了 比较 好的 处理 . 计算机技术从一开始应用就在隧道施工中显示出 其它技术手段不可替代的优势. 因此 , 虽然这一阶段历 时时间不长 , 但研究却得到了迅猛的发展. 2 . 3 计算机模拟研究最新发展阶段 为更好地反映施工的实际情况 , 满足工程需要, 对 于地下洞室施工系统的计算机模拟研究, 逐步 由单洞 室 向洞室群发展 , 研究就进入了第三阶段.这一阶段 始于 8 O 年代末 , 具有代表性的是天津大学+他们利用 循环运行 网络计算机模拟程序 c oNs的成果, 在对单 洞室进行分析研 究的基础上进行洞室群的施工分析 , 与成都勘测设计院共同完成 了二滩水电站地下洞室群 施工 系统分析研究的课题; 此后又与 中南院合作 , 开展 了龙滩水电站地下厂房洞室群施工系统的分析研究; 9 O年代与黄 委会合作 , 将此成果应用于 小浪底 的研 究. 近来, 天津大学又正在进行金沙江溪洛渡水 电站地 下洞室群的施工 系统仿真及进度研 究, 并可望取得一 定的进步. 在国外 , 虽然采用循环网络模拟技术研 究单 个地下隧洞的施工 问题得到了较普遍的重视和发展 , 但对于复杂的地下洞室群施工系统仿真及进度方面的 研究还鲜见报道. 3 国内外研究的现状及特点 采用循环阿络模 拟技术研 究地下洞室的施工问 题,其成果迄今为止主要在于对单个地下洞室的研究. 这一方面, 无论是在国内还是国外 , 都得到了较普遍的 重视和充分的发展, 而对于复杂的 ( 特别是超大型) 地 下洞室群施工系统的模拟仿真研究还不很成熟 , 还存 在许 多不足 之处+ 地下洞室施工系统的模拟研究采用的循环运行网 络模型考虑了蘸工过程中每遭工序作业时间的随 机性,由此 , 每个工作循环均可能产生随机排 队现象.因此,模型中的时间参数( 即各项活动 的持 续时间) 采用 了随机型的持续时间, 并用蒙特卡洛方法来确定.这样,较以往的其它方法更准确地反 映了实际情况.但35维普资讯 http://www.cqvip.com 标书网biaoshu.com专业编写标书,提供资质陪标,代理投标,围标调查1302206 标书网biaoshu.com长年招聘造价师兼职,精算标底,只要算得准,重奖50万 标书网biaoshu.com提供免费的资质交换平台!电:020-31334179 QQ:279674008 帮有证(造价师,建造师等)人才和老板寻找挂靠单位,帮公司联系寻找人才和合作单位 标书网址导航wz.biaoshu.com 标书人才网job.biaoshu.com建造师、造价师(与"标书"相关的工作免费介绍) 是,迄今为止这种 方法仅反映了时间参 数的随机性 , 并未考虑开挖过程的超 欠挖、衬砌、浇筑、运输方量的实际变 化等 空间参数 的 随机性 以及事 件的 随机 性.对于地 下洞室施 工 系统 的模 拟研究,无论是在 国 内还是 国外 , 虽 各有其 突 出的优 点,但也各 有其不 足之 处.有些 软件 在对 于施 工过 程的模拟 上 虽详 尽,但程序 却 不能进 行工序 的设计 与优 化;反之 , 有些 软件虽 能进 行施工工序的设计与优化 , 但却不能动态地模拟施工 过程. 如能将两者优点加以综合 , 可使程序更具有可用 性,对工 程更 具有实际 意义 . 对于地下洞 室施工系统仿真及进度方面的研究 , 一 般均是首先以各个单洞与三大洞室的分别施工为研 究对象 , 寻求各单项洞室经济合理的机械设备配套组 合以及合理的施工工期 , 然后, 再在单项洞室施工模拟 分析的基础上, 采用网络计划技术进行施工顺序及 总 进度分析. 这里采用的是一种由简到繁、 由单一到复杂 的科学研究方法. 但是 , 这种将洞室群看成各个单项洞 室的叠加或组合的处理方法是否合理 , 值得商榷. 因为 洞室群的施工中各单项洞室的施工 相互交错、 相互配 合、相互影响 , 有时, 某单项洞室的施工可能被割裂成 几期后才最后完成, 这就使开始对单项洞室研 究施工 的机 械设备 配套及工 期优 化失去 了实 际意义 .而 只有 将洞室群施工系统看成一个整体系统来研究才真正符 合实际情况. 以往地 下洞室 群施工 系统仿 真及 进度方面 的研 究均是在 固定 的施 工布置基 础 上得 出的 成果. 实际 上,在此研究 中可通过对地下洞 室群施工 系统的仿真研究 , 引入施工布置的优化 , 使地 下洞室群施工系统仿真与 进度的研究趋于完善. 迄今为止, 该领域研究成果的显示多采用表格的 形式和简单的曲线图表示.如能以三维的立体图象形 数结合来显示施工过程, 则可更直观、 更准确地表示施 工 系统的 模拟 , 真正达到 仿 真的效 果.已经开发的有关软件需要准备和输入 的原始资料 繁多 , 原始资料的搜 集有一定难度; 运行处理 时间较 长}对原始资料是否错误的发现能力差 , 等等.这些均 有待于改进. 许多方面还有待于进一步研究与改进 , 如(1)时间参数 随机处理技术的扩展 , 广泛应用 随机理 论,研究空 间随机模型以及事件随机模型; ( 2 ) 洞室群 施工系统模型的正确建立以及处理方式; ( 3 ) 程序的工 程设计与优化功能 ; ( 4 ) 成果的形象显示、 软件的处理 方式及软件结构等方面. 参考文献1孙锊街 , 齐 东海 水 利水 电工 程施工 计算机模 拟与程序 设计 北京:中国水利水 电出版杜 , 1 9 9 7 2 孙锡街 . 钟登 华 .水工 隧洞靠 工过程 的计 算机 模拟 和施工 方案优 选. 水 利水电技术 , 1 9 9 O | ( 1 1 ) 3 王仁超 , 朱光熙 . 水和水电施工复杂运输系统的计 算机 模拟 . 水利 水电技术 , 1 9 9 3 # ( 8 ) 【 作者简介】 熊敏峰 , 男,24岁 , 硬士研究 生. 王 民寿 , 男,63岁 , 水利工程 系, 教授. ( 收改稿日 期: 1 9 9 9 — 1 1 1 8 责任编辑 欧阳越) Th e La t e s t De v e l o p me n t i n t h e C o n s t r u c t i o n Sy s t e m S i mu l a t i o n o f Un d e r g r o u n d M u l t i — t u n n e l& M u l t i — c h a mb e r Xi on g M i n f e n g W a ng M i n s h o u ( De p a r t me n t o f Hy d r a u l i cEn g i n e e r i n g,S i c h u a n Un i v e r s i t y, Ch e n g d uCi t y, 6 1 0 0 6 5 ) Ab s t r a c t }I n r e c e n t y e a r s , c o mp u t e r s i mu l a t i o n t e c h n o l o g y h a s b e e n mo r e a n d mo r e c o mp r e h e n s i v e l y u s e d i n s t u d y o f h y d r a u l i c e n g i n e e r i n g c o n s t r u c t i o n( s u c h a s u n d e r g r o u n d t u n n e l s& c h a mb e r s ,e a r t h — r o c k d a ms ,c . n — c r e t e d a ms ,e t c . ) ,a n d m a n y c o m p e l l i n g a c h i e v e m e n t s h a v e b e e n a c q u i r e d . I t i s 2 0 y e a r s o r s o s i n c e t h e C O D - 一structionprocessofundergroundtunnels& c h a mb e r s h a s b e e n s t u d i e d,a n d t h e s t u d y t e n d s t o d e e p g o i n g a n d p e r f e c t . Ha v i n g s u mma r i z e d t h e wo r l d s c o mp u t e r s i mu l a t i o n s t u d y i n u n d e r g r o u n d mu l t i — t u n n e l s& mu l t i — c h a m b e r s c o n s t r u c t i o n,t h i s p a p e r d i v i d e s i t i n t o t h r e e s t a g e s , v i z . ,t r a d i t i o n a l r e s e a r c h s t a g e.e a r l y s t a g e a n d l a t e s t s t a g e u s i n g c o mp u t e r s i mu l a t i o n,a n d a l s o i n t r o d u c e s t h e l a t e s t r e s e a r c h a c h i e v e m e n t s a n d d e v e l o p t e n — d e n c y,m o r e o v e r ,p o i n t s o u t t h e i n s u f f i c i e n c y o f t h e s t u d y . I t i s o f s o m e s i g n i f ic a n t r e f e r e n c e f o r t h e . r v r e — s e a r c h a n d e n g i n e e r i n g p r a c t i c e . 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