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                “超級工程”白鶴灘投產發電① | 揭秘世界最“智慧”的大壩,背后有“北斗”助力
                2021-06-29 10:08:15   來源:四川在線   


                世界在建最大水電站——白鶴灘水電站,擁有目前世界最先進的“智慧”大壩。

                金沙江白鶴灘水電站。謝雷 攝影

                這座巨型大壩,是300米級特高混凝土雙曲拱壩。最大壩高289米、壩頂弧長709米,由803萬立方米混凝土澆筑而成,是個名副其實的“大個子”。

                大壩壩體內埋設上萬支監測儀器,能感知溫度、風速、變形等重要信息,并將信息反饋給智能建造信息管理平臺進行實時分析判斷,使各項系統準確進行智能控制和實時調節,實現建造運行全周期精細化管控。大壩自開澆以來沒有產生一條溫度裂縫,標志著我國已掌握大體積混凝土溫控防裂關鍵技術,進一步提升了我國水電行業的核心競爭力。

                無縫大壩

                “北斗”助力,實現“無縫”目標

                白鶴灘大壩最大壩高289米、壩頂弧長709米、混凝土澆筑總方量803萬立方米——沒有一條哪怕是毫米級的溫度裂縫。這是怎么做到的?

                其一,得益于“北斗”助力。

                為了給大壩打造一副強健密實的“骨骼”,工程師采用 “平倉+振搗”方式澆筑。

                當流體狀的混凝土從料罐傾倒入倉面后,平倉機將鋪平料堆,振搗臂隨后插入振搗。然而,人工作業易產生漏振、過振、欠振的問題,給裂縫以“生長空間”,要想實現“無縫”目標,就要時刻掌握平倉機、振搗臂的軌跡與進度。

                為此,可以實時監控、全面感知的導航系統“上線開工”,北斗衛星登場。

                時空坐標讓工具有了“方位感”,距地表20000公里之外,北斗不間斷向地面基準站寄去時空坐標,基準站則如同“郵局”,在收到“來信”后,連同自己的時空信息發給移動端——平倉機、振搗臂。通過精巧復雜的數據處理,移動端便能解碼自身位置,當工具有了“方位感”,便可24小時不間斷“自律”監督——工作量是否達標?工作環境是否改變?以肉眼難以匹敵的精度,保障澆筑質量。

                其二,得益于自主研發的特種水泥。

                白鶴灘地處的金沙江干熱河谷,夏天氣溫逾40℃,劇烈的熱脹冷縮效應,對803萬立方米大體積混凝土溫控防裂,是極大的挑戰。

                兼顧大和小兩極,溫度控制是關鍵。

                著眼于“材料”,白鶴灘全壩采用我國自主研制的新型特種水泥——低熱硅酸鹽水泥混凝土。

                精進于“科技”,三峽集團聯合科研機構,研發應用智能通水、智能灌漿等技術,搭建起一個肉眼不可見,卻能高敏感應與快速響應的施工環境,將氣溫、風速等條件與混凝土的秉性“感知”到極致。

                完善于“工藝”,白鶴灘工程建設部組織制定《拱壩混凝土溫控施工技術要求》等技術規范。在建設過程中,收集處理現場海量數據,緊揪“關鍵參數”再研究再優化再調整,推動操作工藝日臻完善。

                溫度控制,1℃也較真。三峽集團白鶴灘工程建設部大壩項目部聯合相關單位,選派技術骨干成立“澆筑一條龍”小組集智攻關, “鍛造”出一種“硬核”溫控能力——將7至8分鐘的運輸時長縮短至4至5分鐘,混凝土運輸過程升溫不超過1℃。

                智能建造

                給每一倉混凝土原材料配上“身份證”

                將協同優勢轉化為具體成果,以新技術賦能傳統工序,在三峽集團白鶴灘工程建設部工程師劉春風看來,沒有所謂的傳統產業,只有不斷的創新與進步。“在三峽工程建設期間,混凝土配比靠人工記錄。如今,智能建造系統給每一倉混凝土原材料配上‘身份證’。一旦有隱患,即刻追根溯源。”

                早在溪洛渡水電站建設期間,三峽集團聯合清華大學等科研機構開展“拱壩智能化建設關鍵技術”攻關,初衷是提升混凝土澆筑質量控制水平。

                在白鶴灘,智能更進一步。輕點鼠標,大壩施工全過程數據、科研成果等模塊依次展開。集成化管控下,人腦與電腦逐漸“同頻”于方寸屏幕間,形成“施工-反饋-計劃”閉環。

                這是一個融合著前沿信息技術之環(DIM、大數據、物聯網等)的系統,信息流時而匯集、時而分散,24小時不間斷迅速回應著動態監督、評價預警、終端推送等多方需求,保證最客觀、最直接的數據助力現場科學決策。

                “在業內做到最好最快,這還不夠。”劉春風說,“跳出水電圈子,在交通、市政等行業,我們有很多能借鑒的地方。”在前不久的導流洞封堵作業中,大壩項目部“借船出海”,找來用于市政工程的銑挖機進行鑿毛施工,效果甚好。

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