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世界级工程背后的“科技密码”论文

时间:2020-12-24 12:55:55    点击: 190次    来源:论文资源网    作者:网络摘文 - 小 + 大

雅砻江,金沙江的最大支流,又名“若水”,中国水能资源最富集的河流之一。

在雅砻江干流和鲜水河汇合口下游2公里处,一座世界级的高土石坝——两河口水电站大坝已初具雏形,横跨在雅砻江上。航拍下的两河口水电站宛若一颗耀眼的藏区明珠嵌入V字形峡谷间,与两岸高山陡立,悬崖峭壁遥相呼应。

建设困难,前所未有

这是一项世界级工程,拥有世界第三高土石坝,也是目前我国在藏区开工建设规模和投资最大的基建项目,其建设难度居全世界土石坝前列。

由中国电建水电十二局和水电五局组成的联合体承建大坝标段,是当前国内水电最大单体标。两河口水电站大坝坝高295米,集超高心墙堆石坝、大填筑方量、高原高寒气候等施工难度于一体,可以说,每一项都具有挑战性。

“对于在高海拔寒冷地区建设300米级的超高砾石土心墙,国内尚缺乏借鉴成熟的建设经验,国内已建成类似工程为坝高261.5米的糯扎渡工程,但两河口水电站在坝高、土料场选择与土料性质、场地条件、地形地质条件、外部气候环境等方面仍有较大差异。”水电十二局副总经理、项目常务副经理练新军说:“目前,我国土石坝设计、施工规范的最大坝高为200米级,而两河口水电站为300米级高土石坝,其建设突破了现有规程规范及已有工程经验的范畴,在建设过程中必然面临诸多无法预估的挑战和困难。

难题需要攻克,科技尤为重要。两河口水电站大坝工程是一座名副其实的科技大坝,在这些世界级挑战背后,是一系列创新攻坚和技术支撑的强力驱动。联合体科技办负责人郭新海表示,我们与雅砻江公司及科研院校一起,围绕科技两河口大坝建设研究为主线,对高原寒冷地区300米级土石坝智能化施工等开展了多项科研专题研究和技术攻关,用科技力量征服了这项世界级工程。

智能建造,攻坚克难

两河口水电站地处青藏高原东侧边缘地带,属川西高原气候区,项目所在地平均海拔3000米左右,空气稀薄、气候复杂,其含氧量约为北京的69%。普通人走路尚且不能过急,机械设备也“喘不上气”、降效约35%。

据了解,两河口水电站大坝为砾石土心墙堆石坝,总填筑方量约4233万立方米,相当于6个“鸟巢”的体积。项目经理余良松介绍,两河口水电站大坝主要分为两部分,中心位置的心墙由防渗性极强的砾石土填筑;而起保护作用的外壳,则由反滤料、过渡料、堆石料等抗压性极高的砂石填筑。作为挡水建筑物的大坝是水电站工程的关键,最终要能抵挡260米、107亿立方米库容的水压。

既要保证大坝碾压紧实,又要安全可靠。如此大规模的填筑,难度可想而知。更何况还是在气候复杂的高原高寒高海拔地区施工。

为了解决这些难题,联合体积极参与雅砻江公司、天津大学开展的大坝填筑智能无人碾压技术研究。

“嚯,无人驾驶不止是汽车,还有智能无人碾压机”!在大坝填筑施工现场,只见大坝堆石区,几台智能无人碾压机在操作手的指挥下,在规定区域内进行碾压作业。“来两河口参观考察的同行们,都会掏出手机记录眼前的景象。”负责现场无人智能碾压机管理的曹坤告诉记者。

目前,施工现场已经投入了15台智能无人碾压机,覆盖堆石区、过渡料及心墙料多种坝料、多种机型,12月20日累计填筑已经突破了150万方。“就在不久前,联合体参与的《300米级高心墙堆石坝智能填筑关键技术及工程应用》还荣获了中国大坝工程学会科学技术奖特等奖”,曹坤自豪地说。

无人碾压机是会“思考的”。在接收作业指令后,会按照规划路径开展前进、后退、错距、振动等碾压作业。在处理大块石碾压等极端情况时,还能及时纠偏,保持高精度循迹,实现了大粒径坝料碾压轨迹的智能化精确控制。

智能建造,攻坚克难。除了智能无人碾压机,在两河口水电站,还引进了智能爆破开采技术、智能灌浆等等,真正实现了大坝建设向智能化的跨越发展。

数字监控,保驾护航

土石坝填筑质量的核心是施工过程参数控制,工作面广且填筑质量要求严苛。如果没有按照规范要求填筑的话,将严重影响工程质量。

“我们需要一双慧眼,能够实时监控大坝填筑状况。”数字监控正是解决难题的关键。

在大坝右岸的指挥中心,我们找到了答案。这就是两河口水电站数字大坝系统前方指挥中心。数名工作人员盯着电脑屏幕上的监测数据,通过对讲机发出一道道指令。在大屏幕上,两河口大坝的实时施工进展面貌一览无余。

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