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    行業創新
    攻克世界級難題 雅礱江兩河口水電站建設用了哪些“黑科技”?
    時間:2022-03-25    來源:四川日報    分享:
    兩河口水電站共有9項指標位于世界第一,來看一組數據,了解兩河口水電站的建設規模到底有多大。

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    釘入大量錨索的邊坡。 記者 韋維 攝


      一組數據看兩河口水電站


      兩河口水電站共有9項指標位于世界第一,來看一組數據,了解兩河口水電站的建設規模到底有多大。


      1.總填筑量4300萬立方米


      作為世界級土石壩,兩河口大壩總填筑量達到4300萬立方米


      這么大的填筑量,如果分解成1立方米的正方體,連起來能繞地球一圈多


      2.左岸邊坡最高684米


      位于大壩左岸的高邊坡,最高達到684米,比中國第一高樓上海中心大廈還高約50米


      為了牢牢穩固住邊坡,施工時一共用了約1.6萬束錨索,每束錨索的重量就約1噸


      3.廠房面積8004平方米


      在大壩右岸的山體里,有著總長度276米、寬29米的廠房,面積達8004平方米


      這個廠房有多寬闊?可以并排停放8列8輛編組的動車


      4.總庫容108億立方米


      兩河口還有一個四川省內最大的“超級水庫”,總庫容達到108億立方米,相當于770個西湖加起來的水量


      因為這個“超級水庫”,兩河口水電站可為雅礱江中下游、金沙江下游和長江干流電站產生巨大補償效益,增加平枯期年發電量約342億千瓦時,超過去年四川全社會用電量的1/10


      5.每年減碳2130萬噸


      兩河口的年發電量,加上補償效益增加的發電量,相當于每年減少原煤消耗1330萬噸,減少二氧化碳排放2130萬噸,相當于少建4座年產400萬噸的大型煤礦


      3月18日,我國第一高土石壩水電站、海拔最高的百萬千瓦級水電站——雅礱江兩河口水電站,最后一臺機組完成72小時試運行,正式投入商業運行。至此,兩河口水電站6臺機組全部投產發電。


      雅礱江兩河口水電站,平均海拔3000米,含氧量僅為低海拔平原的69%,冬季極端最低溫度接近零下16攝氏度,再加上超大方量、超高強度的大壩填筑,曾給兩河口大壩建設帶來嚴峻的挑戰。


      為破解諸多水電建設的世界級難題,建設者們用了哪些“黑科技”?


      黑科技1


      開發了智能大壩實時監控系統,定位精度達到厘米級,能夠實時計算分析碾壓機行走軌跡、車速、碾壓遍數、壓實厚度等,并實時自動報警


      智能無人碾壓機群和原生集成式無人碾壓系統,進一步提升大壩施工智能化水平


      給碾壓機“裝大腦”,智能碾壓保質量


      大壩中心區相當于“心臟”,為了防滲透,就要在“心臟”位置砌上保護墻——“心墻”。


      要讓“心墻”抵擋住260多米高、108億立方米庫容的水壓力,碾壓緊實是最關鍵的步驟之一。雅礱江公司兩河口建設管理局局長王金國說,“心墻”需要經過1176層的填筑,每層需經過10遍碾壓,馬虎不得。


      上萬遍的重復碾壓,枯燥乏味,工人總有大意迷糊的時候,怎么杜絕錯碾、漏碾,保障大壩安全?在兩河口水電站智能大壩系統前方指揮中心的屏幕上,我們找到了答案。


      “24號凸塊碾:速度,2.63千米/時;錯距,40厘米;遍數,3……”屏幕上呈現的是立體圖形,4臺碾壓車正在屏幕上行駛,每臺車的軌跡由不同顏色替代。


      “傳統土石壩的心墻碾壓,通過人工翻牌子計數控制遍數,碾壓軌跡只能通過監理工程師的肉眼判斷,速度控制則憑感覺,施工質量存在很大的主觀因素?!碧旖虼髮W智能大壩項目部研發人員介紹,雅礱江公司和天津大學聯合開發了智能大壩實時監控系統,定位精度達到厘米級,能夠實時計算分析碾壓機行走軌跡、車速、碾壓遍數、壓實厚度等,并實時自動報警,杜絕了隱患。


      不僅如此,針對碾壓工招工難、低頻振動帶來的職業健康困擾,以及高寒高海拔帶來的施工降效等問題,研發和應用了智能無人碾壓機群和原生集成式無人碾壓系統,進一步提升大壩施工智能化水平。


      黑科技2


      研發“保溫被”快速收放機,引入氣象雷達,采用填筑面龜背狀施工、小倉面快速輪換施工等方式


      給“心墻”“蓋被子”,冬季保溫防凍融


      在高海拔地區,黏土對于溫度和含水量的變化極為敏感,全年有效施工時間只有200天左右。為了工程又好又快地建成,建設者們總在不斷摸索創新:寒冬時節,“心墻”土料會發生凍結和融化,這是高土石壩從來沒有遇到過的難題。中科院西北生態環境資源研究院的專家說,“兩河口遇到的是淺表層日循環凍土,夜晚凍結、白天融化,而且壓實土體凍融后會形成滲漏通道,是工程建設絕對不容許出現的?!睘榱朔乐埂靶膲Α笔軆?,每天夜晚建設者們都會給“心墻”蓋上重達幾十噸的“保溫被”,白天升溫后揭開繼續施工。通過研發的“保溫被”快速收放機,覆蓋差不多三個足球場大小的“心墻”僅需 3小時。


      雷雨季節,碾壓機的鋼輪由于掛泥無法將土料壓實,“有時填筑方量還比不上被刮掉的方量,‘心墻’越填越低?!狈^來倒過去地想辦法,后來建設者們引入氣象雷達,采用填筑面龜背狀施工、小倉面快速輪換施工等方式,極大提高了雨季施工效率……


      黑科技3


      為了保證抗沖耐磨混凝土的澆筑成型,項目運用了智能養護的辦法,在混凝土墻上鋪設埋有傳感器的管道,實時監測混凝土的溫度和濕度,對噴淋時間和溫度再進行智能調整


      給混凝土“敷面膜”,智能養護防干裂


      為了在主汛期分擔長江防洪壓力,兩河口水庫預留了20多億立方米的防洪庫容。從“心墻”施工現場來到寬16米、高22米的泄洪洞,頓覺清涼。


      只見洞兩邊的灰色混凝土上,貼滿了白色養護布,墻頂部鋪設的管道正在進行噴淋,洞室仿佛敷上了面膜。將養護布揭開,混凝土墻面光滑如鏡,能夠清晰地看到人影。


      為何混凝土需要這么光滑濕潤的“肌膚”?


      兩河口高邊坡和泄洪洞室項目負責人王澤光揭開了謎底:原來,洞室要應對每秒4076立方米的最大泄量,相當于160輛滿載25噸貨物的卡車群快速沖撞的沖刷力,這對混凝土的耐沖磨質量提出了極高要求,相應的養護要求也會很高?!梆B護期內混凝土溫度和濕度得嚴格控制在規定范圍內,噴淋的水溫與混凝土溫度的差值不能大于20攝氏度,否則會有開裂風險?!蓖鯘晒庹f。


      嚴格控制溫度和濕度,在空氣濕度小、風速大、日溫差最高能達到30多攝氏度的兩河口,并不容易。為了保證抗沖耐磨混凝土的澆筑成型,兩河口項目運用了智能養護的辦法,在混凝土墻上鋪設埋有傳感器的管道,實時監測混凝土的溫度和濕度,對噴淋時間和溫度再進行智能調整?!跋啾葌鹘y的人工噴淋,智能養護不僅節省人工、噴淋更加均勻、無死角,用水量還節省了將近一半?!蓖鯘晒馑懔怂阗~。


      黑科技4


      采取“納鞋底”的方式加固山體,總共向山體釘入約1.6萬束錨索,每束錨索約70米長、1噸重


      部分錨索安裝了感應器,未來能夠實時監測相應邊坡范圍的張拉力,從而進行智能監測


      給高邊坡“納鞋底”,智能感應張拉力


      山高谷深的復雜地形,決定了兩河口水電站的高邊坡規模巨大,其中最高邊坡684米,比上海中心大廈還高約50米,位居世界水電第二。如何應對強大的水壓,防止山體變形呢?


      建設者們采取“納鞋底”的方式加固山體。山體上紅黃藍白四色、密密麻麻的小點,便是“納鞋底”的“針線”——錨索。據了解,項目總共向山體釘入約1.6萬束錨索,每束錨索約70米長、1噸重,相當于把整個“鳥巢”的主結構用鋼量搬運到海拔3000多米的高山上。


      “一束錨索得三四十人一齊用力,經常要扛著往五六十米垂直高度的作業面送?!卞^索工人曹庭發說,由于缺氧,經常走十來米就得歇一會兒,有的工友還會流鼻血,完工時肩膀也磨破了。


      看似“笨重”的錨索,其實也暗藏玄機:部分錨索安裝了感應器,未來能夠實時監測相應邊坡范圍的張拉力,從而進行智能監測。


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