攻 克 世 界 級(jí) 難 題

圖為3月17日拍攝的雅礱江兩河口水電站（無(wú)人機(jī)照片）。新華社記者 沈伯韓 攝

◎四川日?qǐng)?bào)記者 李欣憶

3月18日，我國(guó)第一高土石壩水電站、海拔最高的百萬(wàn)千瓦級(jí)水電站——雅礱江兩河口水電站，最后一臺(tái)機(jī)組完成72小時(shí)試運(yùn)行，正式投入商業(yè)運(yùn)行。至此，兩河口水電站6臺(tái)機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電。

雅礱江兩河口水電站，平均海拔3000米，含氧量?jī)H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(qiáng)度的大壩填筑，曾給兩河口大壩建設(shè)帶來(lái)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

為破解諸多水電建設(shè)的世界級(jí)難題，建設(shè)者們用了哪些“黑科技”？

黑科技一:

開(kāi)發(fā)了智能大壩實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，定位精度達(dá)到厘米級(jí)，能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算分析碾壓機(jī)行走軌跡、車(chē)速、碾壓遍數(shù)、壓實(shí)厚度等，并實(shí)時(shí)自動(dòng)報(bào)警

智能無(wú)人碾壓機(jī)群和原生集成式無(wú)人碾壓系統(tǒng)，進(jìn)一步提升大壩施工智能化水平

給碾壓機(jī)“裝大腦”，智能碾壓保質(zhì)量

大壩中心區(qū)相當(dāng)于“心臟”，為了防滲透，就要在“心臟”位置砌上保護(hù)墻——“心墻”。

要讓“心墻”抵擋住260多米高、108億立方米庫(kù)容的水壓力，碾壓緊實(shí)是最關(guān)鍵的步驟之一。雅礱江公司兩河口建設(shè)管理局局長(zhǎng)王金國(guó)說(shuō)，“心墻”需要經(jīng)過(guò)1176層的填筑，每層需經(jīng)過(guò)10遍碾壓，馬虎不得。

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

“24號(hào)凸塊碾：速度，2.63千米/時(shí)；錯(cuò)距，40厘米；遍數(shù)，3……”屏幕上呈現(xiàn)的是立體圖形，4臺(tái)碾壓車(chē)正在屏幕上行駛，每臺(tái)車(chē)的軌跡由不同顏色替代。

“傳統(tǒng)土石壩的心墻碾壓，通過(guò)人工翻牌子計(jì)數(shù)控制遍數(shù)，碾壓軌跡只能通過(guò)監(jiān)理工程師的肉眼判斷，速度控制則憑感覺(jué)，施工質(zhì)量存在很大的主觀因素?！碧旖虼髮W(xué)智能大壩項(xiàng)目部研發(fā)人員介紹，雅礱江公司和天津大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)了智能大壩實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，定位精度達(dá)到厘米級(jí)，能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算分析碾壓機(jī)行走軌跡、車(chē)速、碾壓遍數(shù)、壓實(shí)厚度等，并實(shí)時(shí)自動(dòng)報(bào)警，杜絕了隱患。

不僅如此，針對(duì)碾壓工招工難、低頻振動(dòng)帶來(lái)的職業(yè)健康困擾，以及高寒高海拔帶來(lái)的施工降效等問(wèn)題，研發(fā)和應(yīng)用了智能無(wú)人碾壓機(jī)群和原生集成式無(wú)人碾壓系統(tǒng)，進(jìn)一步提升大壩施工智能化水平。

黑科技二

研發(fā)“保溫被”快速收放機(jī)，引入氣象雷達(dá)，采用填筑面龜背狀施工、小倉(cāng)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(qū)，黏土對(duì)于溫度和含水量的變化極為敏感，全年有效施工時(shí)間只有200天左右。為了工程又好又快地建成，建設(shè)者們總在不斷摸索創(chuàng)新：寒冬時(shí)節(jié)，“心墻”土料會(huì)發(fā)生凍結(jié)和融化，這是高土石壩從來(lái)沒(méi)有遇到過(guò)的難題。中科院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院的專(zhuān)家說(shuō)，“兩河口遇到的是淺表層日循環(huán)凍土，夜晚凍結(jié)、白天融化，而且壓實(shí)土體凍融后會(huì)形成滲漏通道，是工程建設(shè)絕對(duì)不容許出現(xiàn)的?！睘榱朔乐埂靶膲Α笔軆?，每天夜晚建設(shè)者們都會(huì)給“心墻”蓋上重達(dá)幾十噸的“保溫被”，白天升溫后揭開(kāi)繼續(xù)施工。通過(guò)研發(fā)的“保溫被”快速收放機(jī)，覆蓋差不多三個(gè)足球場(chǎng)大小的“心墻”僅需 3小時(shí)。

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

黑科技三

為了保證抗沖耐磨混凝土的澆筑成型，項(xiàng)目運(yùn)用了智能養(yǎng)護(hù)的辦法，在混凝土墻上鋪設(shè)埋有傳感器的管道，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土的溫度和濕度，對(duì)噴淋時(shí)間和溫度再進(jìn)行智能調(diào)整

給混凝土“敷面膜”，智能養(yǎng)護(hù)防干裂

為了在主汛期分擔(dān)長(zhǎng)江防洪壓力，兩河口水庫(kù)預(yù)留了20多億立方米的防洪庫(kù)容。從“心墻”施工現(xiàn)場(chǎng)來(lái)到寬16米、高22米的泄洪洞，頓覺(jué)清涼。

只見(jiàn)洞兩邊的灰色混凝土上，貼滿(mǎn)了白色養(yǎng)護(hù)布，墻頂部鋪設(shè)的管道正在進(jìn)行噴淋，洞室仿佛敷上了面膜。將養(yǎng)護(hù)布揭開(kāi)，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(rùn)的“肌膚”？

兩河口高邊坡和泄洪洞室項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王澤光揭開(kāi)了謎底：原來(lái)，洞室要應(yīng)對(duì)每秒4076立方米的最大泄量，相當(dāng)于160輛滿(mǎn)載25噸貨物的卡車(chē)群快速?zèng)_撞的沖刷力，這對(duì)混凝土的耐沖磨質(zhì)量提出了極高要求，相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)要求也會(huì)很高。“養(yǎng)護(hù)期內(nèi)混凝土溫度和濕度得嚴(yán)格控制在規(guī)定范圍內(nèi)，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(huì)有開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)?！蓖鯘晒庹f(shuō)。

嚴(yán)格控制溫度和濕度，在空氣濕度小、風(fēng)速大、日溫差最高能達(dá)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(xiàng)目運(yùn)用了智能養(yǎng)護(hù)的辦法，在混凝土墻上鋪設(shè)埋有傳感器的管道，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土的溫度和濕度，對(duì)噴淋時(shí)間和溫度再進(jìn)行智能調(diào)整。“相比傳統(tǒng)的人工噴淋，智能養(yǎng)護(hù)不僅節(jié)省人工、噴淋更加均勻、無(wú)死角，用水量還節(jié)省了將近一半?！蓖鯘晒馑懔怂阗~。

黑科技四

采取“納鞋底”的方式加固山體，總共向山體釘入約1.6萬(wàn)束錨索，每束錨索約70米長(zhǎng)、1噸重

部分錨索安裝了感應(yīng)器，未來(lái)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)相應(yīng)邊坡范圍的張拉力，從而進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)

給高邊坡“納鞋底”，智能感應(yīng)張拉力

山高谷深的復(fù)雜地形，決定了兩河口水電站的高邊坡規(guī)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(yīng)對(duì)強(qiáng)大的水壓，防止山體變形呢？

建設(shè)者們采取“納鞋底”的方式加固山體。山體上紅黃藍(lán)白四色、密密麻麻的小點(diǎn)，便是“納鞋底”的“針線”——錨索。據(jù)了解，項(xiàng)目總共向山體釘入約1.6萬(wàn)束錨索，每束錨索約70米長(zhǎng)、1噸重，相當(dāng)于把整個(gè)“鳥(niǎo)巢”的主結(jié)構(gòu)用鋼量搬運(yùn)到海拔3000多米的高山上。

“一束錨索得三四十人一齊用力，經(jīng)常要扛著往五六十米垂直高度的作業(yè)面送?！卞^索工人曹庭發(fā)說(shuō)，由于缺氧，經(jīng)常走十來(lái)米就得歇一會(huì)兒，有的工友還會(huì)流鼻血，完工時(shí)肩膀也磨破了。

看似“笨重”的錨索，其實(shí)也暗藏玄機(jī)：部分錨索安裝了感應(yīng)器，未來(lái)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)相應(yīng)邊坡范圍的張拉力，從而進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)。