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揭秘金沙江乌东德水电站：多个世界纪录背后，是史无前例的挑战

发稿时间：2020-06-29 15:22:00 来源： 川报观察

　　

　　王璐 川报观察记者 李欣忆

　　6月29日,乌东德水电站首批机组投产发电。

　　乌东德水电站创下了大坝单位坝顶弧长泄量世界第一、地下厂房高度世界第一等多项世界记录。

　　这些“高光数据”的背后,却是建设条件复杂的现状、建设规模与难度无先例的挑战。

　　

　　数千只“温度计”打造恒温大坝

　　乌东德大坝最大坝高270米,平均厚度40米,厚高比仅为0.19,是目前世界上最薄的300米级双曲拱坝,也是世界首座全坝应用低热水泥混凝土浇筑的特高拱坝。

　　大坝所在的金沙江干热河谷,坝体受温度不均影响,极易产生裂缝。打造“无缝大坝”,是乌东德水电站工程的硬核指标,而要实现“无缝”,就要在混凝土上“下功夫”。

　　

　　混凝土中的低热水泥堪称大坝的“退烧药”——发热量低,能显著降低混凝土最高温度,有助于防止大坝温度裂缝的产生。早在三峡工程建设期间,三峡集团就开始了低热水泥的研究,并在乌东德水电站大坝建设中首次全坝应用,助力“无缝大坝”目标实现。

　　追求材料创新的同时,乌东德水电站也在“智能建造”方面更进一步。

　　在乌东德首次采用的“智能通水系统”中,数千支监测仪器埋设入坝体。这些仪器如同一支支敏感的“体温计”,时刻记录并反馈坝体温度,当系统检测到坝体部分过热时,便通过预埋在坝体中的管道对发热部位进行通水冷却,实现温度“微调”。

　　

　　除了坝体,周围山体也在建设者“严密监视”范围内。山体裂缝会影响水库蓄水,而且万一渗漏,也会对大坝安全产生影响。为此,建设者需要将水泥浆灌入山体裂隙,使岩石缝隙之间、大坝和山体之间“无缝可钻”。

　　为了提高灌浆质量,三峡集团历时两年研发出全自动控制智能灌浆系统,并在乌东德工程首次应用。系统可实现自动加水、加浆、配浆,“整个过程就像操作家里的自动洗衣机一样简单。”三峡集团乌东德工程建设部大坝项目部黄伟说。

　　

　　据乌东德工程建设部大坝项目部杨宁介绍,“黑科技”造大坝已然渗透到工作的方方面面:乌东德工程首次将红外视频监控技术与人工智能相结合,应用于大坝混凝土浇筑全过程,有效提升了施工质量精细化控制程度。

　　“豆腐块”里建“地下宫殿”

　　乌东德地下电站厂房靠河床侧布置于左右两岸山体中,主厂房开挖最大宽度32.5米,高度89.8米,相当于30层楼,是目前世界最高的地下电站主厂房。

　　

　　在长江勘测规划设计研究院副总工程师、乌东德项目设计总工程师翁永红看来,地下厂房建设如同“在豆腐块里施工”。这些隐藏在山体和地下的洞室建筑物,建造难度不亚于甚至高于大坝。

　　

　　地下厂房各类地质问题较多,建设者们及时采取针对性措施,如浅层及深层加固处理等办法,避免下挖后引发的山体变形、塌方对工程进度产生影响;同时创新“小洞进大洞、先洞后墙、锚索深层加固”施工方案,确保山体受力平衡,同时进行填缝灌浆,增强岩体整体性,从而抑制变形增长。

　　为了“给豆腐块补钙”,乌东德地下厂房在开挖时,综合采用具有针对性的固结灌浆、锚杆处理等技术,有效保障了施工安全。由于施工影响,地下厂房四周的岩体状态、应力实时变动。

　　

　　为了掌握相关情况,“高边墙开挖动态实时反馈分析系统”派上大用场。它可以进行三维设计,并根据安全监测数据进行实时计算,不放过四周岩体的任何“小缺陷”、“小动作”。

　　同时,“人员设备定位系统”还能帮助管理人员实时看到混凝土运输车、振捣棒、缆机等设备的位置,助力优化施工方案;“人脸识别”技术应用在工程的重要部位,代替传统的工号牌。“很多新技术的应用,已颠覆了传统,这样的变化是革命性的。”乌东德工程建设部技术管理部刘科说。

　　

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　　乌东德水电站大事记

　　上世纪50年代

　　乌东德水电站开始前期勘探工作。

　　2002年

　　乌东德水电站的开发权明确归属三峡集团。随后,三峡集团组织开展了预可行性勘测设计工作。

　　2010年

　　乌东德水电站的预可行性研究报告通过审查。国家发展和改革委员会同意开展电站建设前期工作。

　　2015年12月

　　乌东德水电站核准开工,将再造一座金沙江上的“三峡”。

　　2019年12月

　　乌东德水电站地下电站机组重达2100吨的首台转子吊装成功,机组安装全面步入总装的关键阶段。

　　2020年5月4日

　　历时三年多,乌东德大坝全线浇筑到顶。

　　2020年6月29日

　　乌东德水电站首批机组投产发电。

　　2021年7月

　　乌东德水电站全部机组投产发电。

　　乌东德水电站之最

　　1、世界最薄的300米级特高拱坝

　　高270米的乌东德大坝,混凝土总浇筑量270万立方米,是目前世界最薄的300米级特高拱坝。

　　2、世界最高的地下电站厂房

　　乌东德地下电站主厂房,安装有12台85万千瓦的水轮发电机组,长度相当于3个标准足球场,高89.8米,近30层楼高,位居世界第一。

　　3、中国筑坝技术智能建造最高水准

　　乌东德大坝混凝土内温监测数据806万余条,冷却通水数据439万余条,盯仓记录16万余条……得益于这套系统,乌东德大坝被誉为世界上“最聪明”的大坝之一,是中国筑坝技术智能建造最高水准。

　　图片由三峡集团提供

责任编辑：木子岗
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