中新網(wǎng)四川新聞1月10日電 (王槐林)位于四川和西藏交界的金沙江上游葉巴灘水電站建設現場(chǎng)，平移式纜機將一罐罐30噸重的混凝土從高空緩緩降下，送至澆筑工地。該水電站是金沙江上游流域 大水電站，裝機規模224萬(wàn)千瓦。緊張的施工中，工程師們謹慎關(guān)注影響大壩澆筑的多個(gè)因素，這是能否在高寒高海拔區域打破“無(wú)壩不裂”魔咒的關(guān)鍵。
在混凝土大壩建造乃至使用過(guò)程中，控制“裂縫”產(chǎn)生是一項國 際性的難題。無(wú)論是美國的胡佛大壩、埃及的阿斯旺水壩以及巴西與巴拉圭共建的伊泰普水電站等均有裂縫產(chǎn)生。如何在高寒高海拔地區建設“無(wú)縫大壩”，關(guān)鍵在于做好溫度控制。
但無(wú)論從外部施工條件還是工程建設中的局部環(huán)境，溫度恰恰是葉巴灘水電站 難掌控的因素。工程所在的高原地區，情況特殊，根據氣象資料，壩址區多年平均氣溫9.2°C，極 端 高氣溫37.1°C，極 端 低氣溫-23.5°C，極 端氣溫溫差大、晝夜溫差變化明顯。根據工程進(jìn)度計劃，大壩混凝土主要施工時(shí)段為2022年8月底至2025年10月底，共38個(gè)月，跨越4個(gè)高溫季節和3個(gè)低溫季節施工期。外部環(huán)境溫度不穩定，溫差大，幾乎時(shí)刻都在變化是葉巴灘水電站面臨的首要挑戰。
更大的挑戰來(lái)自獨 特的工程設計。葉巴灘水電站為雙曲拱壩，該結構使得拱壩整體受到兩岸壩肩及建基面的三重約束。在受約束條件下，溫度變化極易導致壩體內部溫度拉應力超過(guò)混凝土允許拉伸變形從而導致開(kāi)裂。另一個(gè)難題是混凝土拱壩厚高比為0.207，壩體相對較薄，受外部氣溫及水溫的變化影響較明顯，工程 薄處為拱冠頂，僅厚11米，這使得拱壩混凝土與重力壩混凝土相比，受外部氣溫及水溫的變化影響更加明顯。加上陡坡壩段多，壩體孔洞多，基巖和壩體孔口約束區較多，基礎溫差控制要求嚴，大大提升了溫控難度。
澆筑后的養護也是葉巴灘水電站建設“無(wú)縫大壩”的攔路虎。金沙江上游位于青藏高原和川西北高原，由于地勢高亢，又遠離水汽源地，氣候寒冷而干燥，多大風(fēng)，日照時(shí)間長(cháng)，具有長(cháng)冬無(wú)夏短春秋的特點(diǎn)，澆筑后混凝土表面水分蒸發(fā)快，容易產(chǎn)生表面裂縫。
極 限的施工環(huán)境、獨 特的大壩設計、世界 級的施工難度……讓建設“無(wú)縫大壩”的想法像天方夜譚，但建設葉巴灘水電站的工程師決然向“高原無(wú)壩不裂”下了戰書(shū)。
葉巴灘水電站工程師給出了充滿(mǎn)想象力的答案：給大壩搭起一個(gè)“空調屋”。在葉巴灘水電站的組織下，高峰期施工人員高達2500人，氣肋膜、聚氨酯、保溫被等混凝土澆筑保溫措施齊上陣，給大壩搭起“空調屋”，讓大壩在相對穩定的環(huán)境施工，在混凝土上蓋上“保溫被”，暖洋洋地過(guò)冬，成功首 次在高寒高海拔地區實(shí)現大壩混凝土全年無(wú)間歇澆筑。
采用氣肋膜等保溫措施攻克高寒高海拔大溫差環(huán)境下混凝土易開(kāi)裂難題。華電金沙江上游水電開(kāi)發(fā)有限公司供圖
采用氣肋膜等保溫措施攻克高寒高海拔大溫差環(huán)境下混凝土易開(kāi)裂難題。華電金沙江上游水電開(kāi)發(fā)有限公司供圖
光有“空調屋”“保溫被”還不夠，葉巴灘水電站工程師的另一個(gè)法寶是“精細化管理”。華電金沙江上游水電開(kāi)發(fā)有限公司葉巴灘分公司工程管理部主任崔騰洲介紹：“我們通過(guò)仿真模擬拆分任務(wù)，定期梳理影響工程質(zhì)量進(jìn)度各項因素，制定糾偏措施；優(yōu)化倉面澆筑規劃設計，通過(guò)‘一澆兩備’實(shí)現轉倉無(wú)縫銜接，澆筑過(guò)程中進(jìn)行一倉一總結、一倉一規劃，及時(shí)解決難點(diǎn)問(wèn)題?！?/span>
解決了外部環(huán)境，有了到“倉”的施工管理，確保大壩無(wú)縫，還需要科技的加持。崔騰洲介紹，葉巴灘電站深化數字賦能，充分發(fā)揮現代信息技術(shù)、數據技術(shù)和通信技術(shù)作用，依托邊坡自動(dòng)化監測、施工質(zhì)量信息管理、混凝土智 能澆筑、智 能溫控與智 能灌漿等功能系統，解決以往靠經(jīng)驗管理耗時(shí)耗力、準確度不高的問(wèn)題，推動(dòng)智慧管理工程建設。
據介紹，葉巴灘水電站通過(guò)實(shí)時(shí)采集傳輸信息，自動(dòng)管理與評價(jià)，開(kāi)裂風(fēng)險實(shí)時(shí)預警等動(dòng)態(tài)智 能監測、分析與控制，自動(dòng)調節溫控通水流量，確保已澆筑混凝土各項溫控均滿(mǎn)足設計要求；通過(guò)實(shí)時(shí)接入拌合過(guò)程數據，智 能分析原料配比、智 能識別運輸狀態(tài)、實(shí)時(shí)反饋施工進(jìn)度、智 能控制振搗參數，實(shí)現混凝土生產(chǎn)、運輸、平倉、振搗全流程智 能監控；基于智 能配漿、壓力流量聯(lián)合控制技術(shù)，實(shí)現一鍵啟動(dòng)、一鍵結束，配漿、灌漿無(wú)人化控制和灌漿過(guò)程數據實(shí)時(shí)監測。
“保證這一世界 前十的混凝土雙曲拱壩的建設安 全是不小的挑戰，我們組織科研院所反 復試驗，采取了氣肋膜保溫等措施，冬季混凝土內外溫差滿(mǎn)足設計要求?！比~巴灘分公司黨委書(shū)記、執行董事劉強介紹，“我們要攻克高寒高海拔高拱壩冬季混凝土澆筑這一世界 級難題，力爭建成無(wú)縫大壩。目前，大壩混凝土已累計澆筑超70萬(wàn)立方米，壩體累計澆筑高度突破100米，沒(méi)有發(fā)現溫度裂縫，質(zhì)量良好?！?/span>
據了解，葉巴灘水電站《高海拔寒冷地區特高拱壩混凝低溫季節連續施工綜合保障技術(shù)研究》已獲得中 國大壩工程學(xué)會(huì )科技進(jìn)步一等獎，該項科技成果的成功應用，也為我國后續高寒高海拔地區巨型水電建設作了重要的技術(shù)探索與儲備。
葉巴灘水電站“無(wú)縫大壩”的建設是華電金上“精品工程”建設的一個(gè)縮影。近年來(lái)，華電金上立足高質(zhì)量發(fā)展所需，深化企業(yè)管理變革，發(fā)揮創(chuàng )新主體優(yōu)勢，提升核心競爭力，持續推動(dòng)管理創(chuàng )新成果轉化，為我國加快建設新型能源體系添磚加瓦。
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