兩河口水電站建設(shè)用了哪些“黑科技”?
釘入大量錨索的邊坡。四川日?qǐng)?bào)全媒體記者 韋維 攝
3月18日,我國(guó)第一高土石壩水電站、海拔最高的百萬千瓦級(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”?
一組數(shù)據(jù)看兩河口水電站
兩河口水電站共有9項(xiàng)指標(biāo)位于世界第一,來看一組數(shù)據(jù),了解兩河口水電站的建設(shè)規(guī)模到底有多大。
1.總填筑量4300萬立方米
作為世界級(jí)土石壩,兩河口大壩總填筑量達(dá)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(dá)到684米,比中國(guó)第一高樓上海中心大廈還高約50米
為了牢牢穩(wěn)固住邊坡,施工時(shí)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(zhǎng)度276米、寬29米的廠房,面積達(dá)8004平方米
這個(gè)廠房有多寬闊?可以并排停放8列8輛編組的動(dòng)車
4.總庫容108億立方米
兩河口還有一個(gè)四川省內(nèi)最大的“超級(jí)水庫”,總庫容達(dá)到108億立方米,相當(dāng)于770個(gè)西湖加起來的水量
因?yàn)檫@個(gè)“超級(jí)水庫”,兩河口水電站可為雅礱江中下游、金沙江下游和長(zhǎng)江干流電站產(chǎn)生巨大補(bǔ)償效益,增加平枯期年發(fā)電量約342億千瓦時(shí),超過去年四川全社會(huì)用電量的1/10
5.每年減碳2130萬噸
兩河口的年發(fā)電量,加上補(bǔ)償效益增加的發(fā)電量,相當(dāng)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(dāng)于少建4座年產(chǎn)400萬噸的大型煤礦
黑科技1
開發(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
智能無人碾壓機(jī)群和原生集成式無人碾壓系統(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,“心墻”需要經(jīng)過1176層的填筑,每層需經(jīng)過10遍碾壓,馬虎不得。
上萬遍的重復(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)碾壓車正在屏幕上行駛,每臺(tái)車的軌跡由不同顏色替代。
“傳統(tǒng)土石壩的心墻碾壓,通過人工翻牌子計(jì)數(shù)控制遍數(shù),碾壓軌跡只能通過監(jiān)理工程師的肉眼判斷,速度控制則憑感覺,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)帶來的職業(yè)健康困擾,以及高寒高海拔帶來的施工降效等問題,研發(fā)和應(yīng)用了智能無人碾壓機(jī)群和原生集成式無人碾壓系統(tǒng),進(jìn)一步提升大壩施工智能化水平。
黑科技2
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,這是高土石壩從來沒有遇到過的難題。中科院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院的專家說,“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”,白天升溫后揭開繼續(xù)施工。通過研發(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^來倒過去地想辦法,后來建設(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3
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,兩河口水庫預(yù)留了20多億立方米的防洪庫容。從“心墻”施工現(xiàn)場(chǎng)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(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,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)人王澤光揭開了謎底:原來,洞室要應(yīng)對(duì)每秒4076立方米的最大泄量,相當(dāng)于160輛滿載25噸貨物的卡車群快速?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?!梆B(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)有開裂風(fēng)險(xiǎn)。”王澤光說。
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?!跋啾葌鹘y(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、無死角,用水量還節(jié)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(zhǎng)、1噸重
部分錨索安裝了感應(yīng)器,未來能夠?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1.6萬束錨索,每束錨索約70米長(zhǎng)、1噸重,相當(dāng)于把整個(gè)“鳥巢”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,由于缺氧,經(jīng)常走十來米就得歇一會(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)。
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工程建設(shè)開創(chuàng)9項(xiàng)世界之最 雅礱江兩河口水電站全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電
3月18日,我國(guó)第一高土石壩水電站、海拔最高的百萬千瓦級(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。[詳細(xì)] -
四川雅礱江兩河口水電站全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電
3月18日,我國(guó)海拔最高的百萬千瓦級(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)50萬千瓦機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電。[詳細(xì)]
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