日前,由中國(guó)水電五局承擔(dān)研究的并獲得國(guó)家財(cái)政部重大施工新技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)資金支持的《300米級(jí)高心墻堆石壩施工關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用》,順利通過(guò)了清華大學(xué)、潘家錚基金會(huì)、水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、中國(guó)水利水電科學(xué)研究院、中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)、四川大唐國(guó)際甘孜水電開(kāi)發(fā)有限公司、中國(guó)電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司、四川二灘國(guó)際工程咨詢有限責(zé)任公司等單位的知名專(zhuān)家和教授組成的鑒定委員會(huì)鑒定驗(yàn)收。

突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù) 解決系列技術(shù)難題

該重大專(zhuān)項(xiàng)突破了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),取得了一系列重大創(chuàng)新成果,技術(shù)成果總體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。贏得了與會(huì)院士和專(zhuān)家的高度認(rèn)可。中國(guó)工程院院士馬洪琪認(rèn)為,該技術(shù)成果真正采用了新工藝、新辦法、新技術(shù),是近年來(lái)難得一見(jiàn)、能讓人眼前一亮的施工技術(shù)創(chuàng)新;鈕新強(qiáng)院士認(rèn)為,技術(shù)成果很詳細(xì)具體、創(chuàng)新點(diǎn)非常多,促進(jìn)了高土石壩技術(shù)上臺(tái)階。

中國(guó)水電五局組建于1954年,是中國(guó)電建集團(tuán)所屬骨干企業(yè),是國(guó)內(nèi)大型土石壩施工主力軍之一。半個(gè)多世紀(jì)以來(lái),先后承建了土料心墻壩、瀝青心墻壩、面板堆石壩等各類(lèi)土石壩60余座,遍布于國(guó)內(nèi)二十多個(gè)省(市、自治區(qū))及蘇丹、摩洛哥等非洲國(guó)家,創(chuàng)造了行業(yè)的奇跡。中國(guó)水電五局踐行"不創(chuàng)新不行,創(chuàng)新慢了也不行"的科技創(chuàng)新理念,通過(guò)《300米級(jí)高堆石壩施工關(guān)鍵技術(shù)研究》重大科研專(zhuān)項(xiàng)研究,多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新成果推動(dòng)著長(zhǎng)河壩水電站工程建設(shè)又好又快地穩(wěn)步推進(jìn)。

長(zhǎng)河壩水電站是大渡河干流水電梯級(jí)開(kāi)發(fā)的第10級(jí)電站,是國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)工程。電站大壩建于深厚覆蓋層上,壩體高240m,覆蓋層和壩體的總高度293m,地震設(shè)防烈度高達(dá)9度,河谷陡窄,壩體變形穩(wěn)定和滲流穩(wěn)定控制難度大,設(shè)計(jì)指標(biāo)及施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高,施工同時(shí)面臨天然礫石土料場(chǎng)成因復(fù)雜、均勻性差、堆石料場(chǎng)巖石堅(jiān)硬、剝采困難等難題,施工極具挑戰(zhàn)性。

結(jié)合該代表性工程,開(kāi)展高心墻堆石壩施工技術(shù)研究,對(duì)于進(jìn)一步完善和發(fā)展高土石壩筑壩技術(shù),促進(jìn)300m級(jí)高土石壩工程建設(shè),具有重要的意義。如何破解工程管理和建設(shè)過(guò)程中技術(shù)難題、工程快速推進(jìn)、保證長(zhǎng)河壩水電站大壩工程建設(shè)進(jìn)度,成為擺在中國(guó)水電五局建設(shè)團(tuán)隊(duì)面前的一個(gè)重大課題。它們考驗(yàn)著建設(shè)者的勇氣、智慧和能力。

該項(xiàng)目通過(guò)十余年的產(chǎn)學(xué)研協(xié)同攻關(guān),提出了25項(xiàng)理論與方法,形成了3項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);獲得了50項(xiàng)發(fā)明及實(shí)用新型專(zhuān)利及8項(xiàng)軟件著作權(quán);研制和應(yīng)用了15套軟硬件新裝備,形成34項(xiàng)國(guó)家級(jí)及省部級(jí)施工工法;培養(yǎng)了一大批站在行業(yè)技術(shù)前沿、勇于創(chuàng)新的高素質(zhì)人才;形成了系統(tǒng)的復(fù)雜地質(zhì)條件高心墻堆石壩施工關(guān)鍵技術(shù),解決了深厚覆蓋層上300米級(jí)堆石壩建設(shè)的一系列工程技術(shù)難題。

提出心墻土料改性 成套施工新工藝

針對(duì)天然礫石土料場(chǎng)成因復(fù)雜、均勻性差的工程難題,提出了基于P5含量等值線的料場(chǎng)勘察方法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)土料場(chǎng)的精細(xì)化分區(qū);對(duì)于礫石粒徑超標(biāo)的土料,采用棒條式振動(dòng)篩剔除超徑石;對(duì)于P5含量不滿足指標(biāo)的土料,采用粗、細(xì)料機(jī)械攪拌摻混技術(shù);研發(fā)了快速翻曬、畦田法補(bǔ)水悶制及移動(dòng)式自動(dòng)加水工藝,滿足最優(yōu)含水率要求。經(jīng)上述系列工藝改性后,礫石土料的性能指標(biāo)均滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求,有效提高了主土料場(chǎng)的利用率,取消了第二料場(chǎng)。

研制土石壩精細(xì)化 施工系列新設(shè)備

研發(fā)了高陡邊坡混凝土澆筑反軌液壓爬模,提高了岸坡蓋板混凝土施工質(zhì)量;研發(fā)了蓋板混凝土基面泥漿噴涂專(zhuān)用設(shè)備,保證了泥漿涂層的厚度和粘結(jié)強(qiáng)度;研制了界面雙料機(jī)械化攤鋪器,實(shí)現(xiàn)了心墻和反濾料的精準(zhǔn)攤鋪;首創(chuàng)精準(zhǔn)控制的智能化無(wú)人駕駛振動(dòng)碾,提高了碾壓施工質(zhì)量,保護(hù)了操作人員的健康;研發(fā)了壩料智能化加水系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了壩料加水量的精確控制。實(shí)現(xiàn)了土石壩精細(xì)化施工的重大創(chuàng)新。

研發(fā)質(zhì)量檢測(cè) 和控制新方法

提出了礫石飽和面干含水率替代法,實(shí)現(xiàn)了礫石土料含水率的快速檢測(cè);集成數(shù)字圖像處理和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),研發(fā)了數(shù)字圖像篩級(jí)配快速檢測(cè)方法,實(shí)現(xiàn)了礫石土和反濾料級(jí)配的快速檢測(cè);提出了基于三維掃描的堆石壩填筑壓實(shí)度檢測(cè)技術(shù)和基于地基反力測(cè)試的車(chē)載壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)方法,實(shí)現(xiàn)了全料全過(guò)程檢測(cè)及反饋。研發(fā)了集大型微波紅外烘干設(shè)備、自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)和測(cè)試計(jì)算設(shè)備的車(chē)載移動(dòng)試驗(yàn)室,顯著提高了檢測(cè)效率。為傳統(tǒng)的土石壩檢測(cè)方法開(kāi)辟了新途徑。

注重生態(tài)環(huán)保 踐行綠色施工

通過(guò)土料改性研究,合理規(guī)劃開(kāi)采料場(chǎng),取消了第二土料場(chǎng),節(jié)約耕地765畝,減少了移民搬遷;采用振動(dòng)碾無(wú)人駕駛技術(shù),避免了強(qiáng)烈振動(dòng)環(huán)境對(duì)操作人員的傷害;研究采用的機(jī)械化成套設(shè)備和高效施工技術(shù),節(jié)能減排效果明顯,有效保護(hù)了環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了綠色施工。

研究成果在長(zhǎng)河壩工程應(yīng)用使得大壩提前4個(gè)月填筑到頂,提前7個(gè)月蓄水發(fā)電,目前壩體變形及滲漏情況穩(wěn)定且較同類(lèi)工程指標(biāo)更為優(yōu)越。相關(guān)技術(shù)成果已在兩河口、雙江口、蘇丹上阿特巴拉等國(guó)內(nèi)外大型水電工程應(yīng)用,并為瀾滄江古水、如美,金沙江其宗等高心墻堆石壩工程的設(shè)計(jì)和施工提供了技術(shù)支撐和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),以創(chuàng)新、突破的理念建設(shè)科技大壩、數(shù)字大壩,培養(yǎng)了一大批復(fù)合型土石壩施工管理與技術(shù)人才。經(jīng)濟(jì)社會(huì)與環(huán)境效益顯著,有力地推動(dòng)了行業(yè)科技進(jìn)步,具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。

原標(biāo)題:中國(guó)水電五局:數(shù)字大壩領(lǐng)航技術(shù)新高度