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【中國電力報】中國能建葛洲壩三峽建設公司引領中國水電工程建設進入智能建造2.0時代
來源:中國電力報 作者:作者 魏祖強 日期:2019-09-18 訪問次數: 字號:[ ]

科技引領 “智”造國之重器

——中國能建葛洲壩三峽建設公司引領中國水電工程建設進入智能建造2.0時代

  金沙江畔的烏東德水電站是世界最薄300米級雙曲拱壩,最大壩高270米,壩體混凝土方量約270萬立方米,大壩單位壩頂弧長泄量世界第一,也是首個壩身不設導流底孔的高拱壩,是當之無愧的“國之重器”。

  自2015年正式邁入主體工程施工階段以來,作為烏東德水電站工程建設的主力軍——中國能建葛洲壩三峽建設公司(以下簡稱“三峽建設公司”)大膽突破傳統工藝方法,強化核心技術攻關,不斷提高自主創新能力,面對川滇高山峽谷復雜的氣候和地質條件,創造了“鏡面工程”“無縫大壩”等多項紀錄,引領中國水電工程建設進入智能建造2.0時代。

  陡峭莽山間的無縫拱壩

  受制于地形限制,烏東德水電站在設計之初就采用雙曲拱壩的結構,主要依靠水和壩體之間的物理作用形成壩的穩定狀,滿足承載起千萬級特大型水電站的蓄水需求。

  但是,厚高比只有0.19的烏東德大壩,在“纖細”身材下所面臨的最大挑戰就是來自壩體內部———防裂縫。畢竟,壩越薄,抗裂縫的能力越差,一旦產生裂縫大壩就會漏水,長期滲漏會引起大壩的垮塌。

  三峽建設公司烏東德施工局局長張建山說:“為預防開裂,壩體需要保持連續上升,大壩澆筑的每一個單元澆筑間隔不能超過14天。但是烏東德地區為干熱型河谷,環境溫度高,內外溫差大,極易導致混凝土裂縫。”

  面對復雜的氣候和地質條件,三峽建設公司在行業內首次全壩段采用低熱水泥施工。低熱水泥具有水化熱低、放熱速率慢、熱強比低、后期強度增進率高等特點,可有效發揮冷卻水管通水降溫的作用,降低混凝土最高溫度,從而提高大壩混凝土的抗裂安全系數。

  截至目前,大壩主體已累計澆筑204余萬立方米,最大上升高度已突破200米,暫未發現一條溫度裂縫,可以說,“建造無裂縫的雙曲拱壩”這一目標正在變為現實。

  干熱氣候下的智能大壩

  據烏東德施工局總工程師商永紅介紹,在普通人眼里,水電站大壩這種高大冰冷的鋼筋混凝土建筑物似乎只需要不停的澆筑混凝土就可以順利建造完成,然后投入使用。其實,混凝土在一定程度上與人一樣,冷的時候需要蓋被子保溫,熱的時候需要澆點水降溫,這樣才能保證混凝土強度符合要求,防止裂縫產生。

  以往水電站大壩混凝土冷卻通水一般采取人工方式,存在工作量大、效率低等缺點,所有溫度數據均需人工采集,不能實時反映壩體溫度情況,而且壩址所處干熱河谷地區,大風頻發,日照強烈,晝夜溫差大,這對大壩混凝土的溫度控制十分不利。為此,烏東德水電站大壩混凝土采用與清華大學聯合研發的智能通水系統,通過在混凝土里預埋溫度計和冷卻水管,可實時感知混凝土溫度,再經過智能通水設備分析和計算,自動調節通水流量,確保壩體溫度與設計的溫控曲線擬合,實現混凝土冷卻過程智能化。

  在降溫保濕的過程中,所采用的智能噴霧技術,能夠將監測數據、理論模型和噴霧機有機結合,實時采集倉面小氣候數據,自動傳輸至智能建造信息管理平臺,根據理論模型計算維持穩定倉面溫度所需噴霧量,動態調整噴霧機參數,基本達到倉面溫濕度智能控制要求。

  “一條龍”生產的高效大壩

  2018年,烏東德水電站大壩主體工程圓滿實現大壩混凝土澆筑超百萬方和壩體上升超百米的“雙百”目標,這來之不易的成績,得益于三峽建設公司大力應用大壩混凝土澆筑“一條龍”實時在線監測技術,建立起了混凝土澆筑滾動循環管理機制。

  在混凝土“一條龍”生產過程中,通過在大壩混凝土澆筑各個環節中的運輸和澆筑設備加裝芯片,接入大壩混凝土全過程高效施工智能控制系統,進行實時定位,以實現混凝土拌合、運輸、平倉振搗“一條龍”全過程監控,可對每一罐混凝土倉數據化,對汽車運輸和纜機運行進行智能化分析和調度,優化資源配置,提升施工效率,實現對壩體混凝土施工進度和質量的精準控制。

  烏東德大壩總共布置3臺纜機,是混凝土生產“一條龍”中重要組成環節。自大壩砼開澆以來,在無任何輔助吊雜手段條件下,3臺纜機除承擔大壩砼澆筑任務外,還需承擔大量倉面吊雜施工任務。自實施“一條龍”實時在線監測技術以來,纜機運行效率不斷提高。目前,3臺纜機澆筑大壩混凝土約200萬立方米,月最高強度達到9.6萬立方米,單臺纜機小時平均澆筑強度約7罐。

  “在大壩中孔鋼襯吊裝過程中,通過工藝創新,克服了只能單節吊裝的不利情況。”烏東德施工局技術部科長胡浩如是說。

  報道鏈接:http://www.cpnn.com.cn/zdzg/201909/t20190917_1153858.html

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