DB13/T 5702-2023 水利工程土石方碾压过程实时监控技术规范

ICS93.020

CCSP21

13

河北省地方标准

DB13/T5702—2023

水利工程土石方碾压过程实时监控

技术规范

2023-05-06发布2023-06-06实施

河北省市场监督管理局发布

DB13/T5702—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规

定起草。

本文件由河北省水利厅提出并归口。

本文件起草单位：河北省水利科学研究院、河北省水利工程局集团有限公司、河北水科工程技

术服务有限公司。

本文件主要起草人：王永亮、丁红强、赵逊、耿翠然、张心欣、贾淑敏、张玮、郎超、曹林宽、

王焱、刘彦卿、张潮、焦建雄、徐阳、孟耀峰、贾军、李京京、刘彦康、李春原、武孟元。

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DB13/T5702—2023

水利工程土石方碾压过程实时监控

技术规范

1范围

本文件规定了水利工程土石方机械碾压过程监控系统的组成与功能、性能要求、监控工作准备

及实施。

本文件适用于水利工程土石方机械碾压施工过程中的压实质量实时监测。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用

文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）

适用于本文件。

GB/T4208外壳防护等级（IP代码）

GB/T20138电器设备外壳对外界机械碰撞的防护等级（IK代码）

GB/T50123土工试验方法标准

SL260堤防工程施工规范

SDJ213碾压式土石坝施工技术规范

CH/T2009全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范

DL/T5129碾压式土石坝施工规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

碾压过程监控系统rollingprocessmonitoringsystem

对碾压机械作业过程中的碾迹带位置、行进速度、振动状态等信息进行实时监测，对超限值监

测数据发出警示用以修正作业过程，为控制碾压质量提供数据支持的硬件和软件系统。

碾压信息管理平台rollinginformationmanagementplatform

布设在远程服务器上，包含全部碾压监控信息管理功能的软件。

车载主机hostonroller

安装在碾压机械上，包含监测信息汇集、数据分析处理、无线通信等功能的设备。

车载终端terminalonroller

安装在碾压机械上，包含参数输入、屏幕信息显示、声音警示等功能的设备。

碾压区域rollingzone

在作业面上完成铺料后需要连续完成碾压作业的独立区域。

碾迹带rollingrut

碾压轮一次通过后，在铺料面上形成的带状碾压痕迹。

振动压实值vibratorycompactionvalue

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对碾压过程中振动轮竖向振动响应信号进行分析处理取得的，可与填筑土体密实程度建立相关

关系的指标。

相关性校验correlationverify

通过比对试验，建立土体密实程度常规检测结果与振动压实值之间的相关关系的过程。

4监控系统组成与功能

系统组成

4.1.1碾压过程监控系统主要由监测设备、数据传输设备及数据分析管理软件等组成。

4.1.2监测设备包括碾压机械定位装置、碾轮振动状态监测装置。

碾压机械定位装置宜采用全球定位系统实时动态测量（RTK）技术，由基准站、流动站等组成。

流动站安装在碾压机械上，监测数据用于碾迹带监测分析、行进速度监测分析。

碾轮振动状态监测装置由振动传感器、数据采集设备等组成。

4.1.3数据传输设备包括有线通信设备和无线通信设备。

a)有线通信设备用于连接监测设备、车载主机、车载终端等。

b)无线通信设备用于接入公共通信网络，进行车载主机与远程碾压信息管理平台之间的数据

传输。

4.1.4数据分析管理软件宜同时布设在车载主机和远程服务器上。

a)车载主机数据分析管理软件应包括碾压轮迹监测、行进速度监测、振动状态监测、参数设

置等模块。

b)远程服务器数据分析处理软件（即碾压信息管理平台），除包含车载主机功能模块外，还

应包括碾压施工任务管理与发布、作业机群动态显示、警示信息推送、历史信息查询统计、

数据管理等模块。

c)数据输出应包括车载终端显示、Web浏览器显示、警示短信推送等方式。

系统功能

4.2.1碾压轮迹监测模块应能显示作业面的轮廓线、作业面起止桩号、作业面宽度、相邻碾迹带之

间的搭接宽度、相邻作业面之间的搭接区长度、作业面的碾压遍数，应具有搭接宽度（长度）不足

报警和漏碾压报警等功能。

4.2.2行进速度监测模块应能显示碾压机械实时速度，应具有超速报警功能。

4.2.3振动状态监测模块应能监测碾压机械是否开启振动及其振动响应信号，宜由振动响应信号计

算振动压实值并建立与土体压实质量之间的对应关系。

4.2.4参数设置模块应能录入施工工艺参数、控制指标等信息。

4.2.5碾压施工任务的管理与发布模块包括新建作业面、作业任务发布等功能。

a)新建作业面应能录入作业面边界、施工工艺参数、控制指标、计划作业时间等信息。

b)作业任务发布将某一作业面碾压任务分配给指定的碾压机械，接受指令的碾压机械按指令

开展作业。

4.2.6作业机群动态显示模块应能同时以动画的形式显示全部被监测碾压机械的工作状态，并能单

独调取选定碾压机械的碾压轮迹、行进速度、振动状态等信息。

4.2.7警示信息推送模块应能针对施工过程中不符合设定要求的速度、振动、轮迹搭接等情况，及

时将警示信息通过APP或短信推送至监管人员。

4.2.8信息查询统计模块应能按分部工程、桩号、层数、碾压机械编号、碾压日期等多种组合进行

查询与汇总统计，应能根据碾压过程统计结果分析判断碾压质量，并对异常区域进行警示。

4.2.9数据管理模块应具有下列功能：

a)施工日报管理，定时通过APP或短信，推送施工总结；

b)上传常规检测数据，并宜与系统生成的判断成果分析比对；

c)监测数据输出应具有数字表格、图形及动画等模式；

d)数据安全及备份功能。

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5设备参数要求

RTK接收设备应满足下列要求：

a)接收设备应包括接收机、天线、数据链套件、数据采集器等；

b)基准站设备应具有发送标准差分数据的功能，支持CORS模式；

c)可采用单基准站RTK和网络RTK两种方法进行定位，宜优先采用网络RTK技术；

d)电台单基准站工作范围宜为10km～15km；

e)流动站接收设备应具有接收并处理标准差分数据功能；

f)流动站RTK定位精度，平面±（8+1×10-6D）mm，高程±（15+1×10-6D）mm；

g)外壳防护等级不低于GB/T4208中IP66级，适应野外环境；

h)机械碰撞防护等级不低于GB/T20138中IK08级；

i)支持北斗卫星定位系统。

振动监测设备应满足下列要求：

a)振动传感器宜采用加速度传感器，灵敏度应不小于10mV/(m·s-2)，量程应不小于10g；

b)数据采集装置的模/数转换位数应不小于16位，采样频率应不小于400Hz。

6设备设置与安装

RTK基准站的设置与安装应符合以下要求：

a)架设监测基准站时，应与施工平面、高程控制网采用同一坐标系统；

b)用电台进行数据传输时，基准站宜选择在相对较高的位置；

c)天线周围应无屏蔽遮挡物；

d)基准站应埋设有强制对中的观测墩；

e)符合CH/T2009中其他有关规定。

RTK流动站的安装应符合以下要求：

a)GNSS接收机应紧密牢固地垂直安装在机架上，应考虑天线周围屏蔽遮挡物的影响。

b)满足截止高度角的要求；

c)应测量确定接收天线相位中心与振动轮的相对位置；

d)天线电缆应牢固固定，并远离发动机、散热器等高温设备。

振动监测设备安装应符合以下要求：

a)振动传感器应紧密牢固地垂直安装在振动轮的内侧机架中心位置上；

b)数据采集设备应安装在驾驶室内；

c)信号线应牢固固定，并远离发动机、散热器等高温设备。

车载终端安装应符合以下要求：

a)车载终端应牢固安装在驾驶室内；

b)安装位置应便于驾驶员观察，并不得影响正常驾驶操作。

7碾压准备工作

施工单位编制施工组织设计时应包含碾压过程实时监控内容。

进行碾压试验时，宜同时进行振动压实值相关性校验试验，通过振动监测模块进行数据分析取

得振动压实值，建立土体密实程度常规检测结果与振动压实值的线性回归模型。相关性校验过程见

附录A。

铺料前应测量获取铺料层基面高程，按设计断面计算该高程设计边线坐标。

完成铺料并平整后，应测量获取铺料层碾压前顶高程。

基面高程和铺料层顶高程测量宜采用RTK方法，布置在碾压区域边线的测点不宜少于12个。

应建立高程实测值与桩号之间的一元线性回归方程，取高程回归值作为高程显示值。

根据测量的铺料层基面高程、顶高程及坡比，计算碾压区域边线位置，碾压区域宜超出铺料层

基面高程对应设计边线10cm，碾压区域边线计算示意图见图1。

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标引序号说明：:m

1—设计断面内铺料区域；

2—铺料超填部分；

3—设计边坡线；

4—铺料超填边坡线；

m—边坡系数；

h—铺料层厚度；

l1—铺料宽度裕量；

l2—碾压区域超出设计边线裕量。

图1铺料边线及碾压区域边线示意图

分段、分片碾压时，相邻作业面之间应设定碾压搭接宽度，搭接宽度应符合SL260、SDJ213、

DL/T5129等规范要求。

根据铺料层基面高程、设计断面尺寸、设定的铺料宽度裕量，自动计算绘制碾压区域边线，示

意图见图2。

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