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  世界最薄、智能化管理……这大国重器满满都中国智慧!

  科技日报记者 唐婷

  “5月26日乌东德水电站首批机组启动试运行这继大坝主体工程全线浇筑到顶后乌东德水电站建设中又个重要进展这也意味着离计划中今年7月首批机组发电目标更近步”三峡集团乌东德工程建设部(以下简称乌东德建设部)主任杨宗立介绍乌东德水电站大坝目前世界上最薄300米级特高拱坝也世界首座全坝应用低热水泥混凝土特高拱坝

  弹指挥间包括杨宗立在内工程建设者们畏艰险、勇于创新见证乌东德水电站建设中个个高光时刻

  在盘点乌东德水电站建设过程中科技创新大事时中国三峡集团董事长、党组书记雷鸣山表示:“乌东德水电站工程建设中开展系列技术和管理创新攻克项项世界级难题在地下工程、坝工技术、装备制造等方面提升中国乃至世界水电科技发展水平展示全球大型水电工程智能建造‘中国智慧’”

  最薄拱坝“身强体健”

  乌东德水电站金沙江下游水电规划四个梯级电站中第梯级从向家坝、溪洛渡到白鹤滩、乌东德溯江而上河谷越来越窄两岸山体越来越高地质构造更为复杂

  精准勘察科学设计前提早在勘察之初长江设计院技术人员采用遥感测绘、无人机勘察、三维地质激光扫描等技术详细解每座山体、每处岩石情况力求将地质勘察结果精确到米级

  近90度岩壁直插江底、近1800米两岸边坡高度、坝址区地震基本烈度高……大坝建设面临挑战言而喻“同于三峡、向家坝等自然边坡高且陡峭、地质构造复杂、层状地层岩性变化大乌东德水电站设计施工中面临突出难点”乌东德水电站勘察设计项目总工程师翁永红介绍

  自然边坡高陡意味着浅表层山体和坡面随时有滚石坍塌风险坝址区岩石包括灰岩、白云岩、大理岩等多种类型为确保设计施工安全和坝体结构稳定大坝建设者在创新中寻找答案

  据介绍项目设计团队首次采用“静力设计、动力调整”设计新方法为乌东德水电站大坝量身打造“纤细”且“结实”体型作为座特高拱坝乌东德水电站大坝坝顶海拔高程988米最大坝高270米坝顶上游面弧长326.95米厚高比仅为0.19目前世界上最薄300米级双曲拱坝

  “静力设计、动力调整”指按静力条件初选体形再根据动力条件优选体形提高拱坝抗震安全度翁永红介绍实践证明通过动力调整体形乌东德水电站大坝建设混凝土量仅增加3.1%在同工况条件下大坝最大应力降低32%

  仅有着“纤细”身型乌东德水电站大坝还首次采用设导流底孔创新设计坝体内设置导流底孔来疏导江水大坝建设中传统方式像二滩、溪洛渡、小湾等水电站大坝坝身均设有导流底孔

  而在乌东德水电站经过长江设计院和三峡集团等多家单位技术创新和联合论证改变这常态创造性地采用将导流隧洞改建成弧门控制泄水孔技术方案

  在乌东德建设部技术部副主任刘科看来这方案实现举多得在缩短直线工期同时方便大坝浇筑和施工质量控制同时还简化坝体结构改善坝体受力条件

  力求坝身“完美无缝”

  仅目前世界最薄300米级特高拱坝乌东德水电站大坝也世界首座全坝应用低热水泥混凝土特高拱坝追求设计创新同时建设施工过程中在应用新材料、新技术上乌东德水电站也走在前面

  拱坝混凝土在浇筑硬化过程中产生大量热量由于混凝土体积较大使得内外热胀冷缩程度同容易形成温度裂缝如何确保混凝土浇筑后温度控制在设计要求内以防止裂缝产生直特高拱坝建设面临世界级难题

  乌东德水电站大坝为混凝土双曲拱坝共分15个坝段进行浇筑混凝土浇筑总量约270万立方米“由于地处金沙江干热河谷气候炎热少雨昼夜温差大施工区大风频发大体积混凝土温控防裂更难上加难”乌东德建设部大坝项目部主任牟荣峰介绍

  想要破题材料关键之2017年3月16日随着第罐青灰色混凝土从缆机吊罐倾泻而出落在8号坝段第个仓面乌东德水电站大坝工程由基础开挖全面转入主体混凝土浇筑阶段

  可要小瞧这罐混凝土它里面所使用水泥低热水泥同于普通水泥或者中热水泥低热水泥发热量低能显著降低混凝土最高温度减少混凝土温度应力有助于防止大坝温度裂缝发生

  “低热水泥也被称为大坝‘退烧药’早在三峡工程建设期间三峡集团就开始低热水泥研究通过断试验和改进首次在乌东德水电站大坝上实现全坝应用世界大坝建造史上项创举”杨宗立表示

  大坝拥有“更强大脑”

  和以三峡大坝为代表重力坝相比拱坝特别高拱坝结构、受力情况更为复杂整个施工过程中坝体受力状况、自身应力都在断调整因此特高拱坝也被认为水工界最复杂建筑物

  为实现对大坝状况实时感知大坝建设者将目光转向智能技术应用在溪洛渡水电站建设中技术人员进行300米级特高拱坝智能化建设关键技术研究和应用开发智能拱坝建设与运行信息化平台(iDam)有效支撑现场生产管理

  如果说溪洛渡水电站开启大型水电智能化1.0时代正在建设中乌东德水电站则更进步向水电智能化2.0时代迈进据介绍乌东德水电站探索建设iDam2.0系统借助大数据、物联网、云计算等技术建立共享、协同、交互智能大坝业务管理平台可实时感知基础数据并进行真实分析最终实现智能温控、智能灌浆、智能喷雾等

  “技术人员通过iDam2.0系统可随时解它‘头疼脑热’及时进行动态调整让大坝直处于健康状态”乌东德建设部工程师乔雨说

  以水电工程机器视觉智能建造项目为例通过在水电工程建设施工中引进非接触式红外热成像测温设备相关技术人员研发将混凝土施工中可见光与红外镜头相结合双目重型监控云台构建混凝土表面温度与出机口温度、浇筑温度相关模型可以对大坝混凝土出机口温度、浇筑温度、表面温度进行全天候实时、在线、连续、高精度监控与快速精准测量并具备超温预警预报功能

  乌东德水电站大事记

  位于云南禄劝县和四川会东县交界金沙江干流上乌东德水电站继三峡工程、溪洛渡水电站之后建设又座千万千瓦级水电站

  2015年

  主体工程全面开工

  2015年12月16日1常务会议决定对金沙江乌东德水电站项目予以核准

  2015年12月24日三峡集团在乌东德水电站工程现场召开建设动员会标志着乌东德主体工程全面开工建设至此历经10多年科研、勘测、设计和筹建乌东德水电站项目全面进入主体工程建设期

  乌东德水电站装机总容量1020万千瓦工程动态总投资约1000亿元电站建成后多年平均发电量389.1亿千瓦时平均每年可减少标煤消耗量超过1220万吨减少二氧化碳排放量超过3050万吨

  2016年

  完成部分关键节点

  2016年7月随着上游围堰填筑至设计高程873米乌东德水电站大坝围堰工程施工全面完成顺利实现围堰挡水目标满足防洪度汛要求为大坝后续基坑开挖与混凝土施工创造良好条件

  2016年12月大坝基坑开挖至设计高程718米建基面质量完全满足设计要求坝基开挖工作如期顺利完成大坝建设中关键节点

  2019年

  机组步入总装阶段

  2019年12月乌东德水电站左、右岸地下电站先后实现首台85万千瓦水轮发电机组转子成功吊装转子顺利吊装标志着左、右岸机组安装全面步入总装阶段

  2020年5月4日乌东德水电站7号坝段最后仓混凝土浇筑完成大坝主体工程全线浇筑到顶全线浇筑到顶后大坝进入到表孔金属结构安装、表孔大梁施工等尾工阶段

  目前乌东德水电站5条导流洞均已下闸并完成封堵施工水库正在稳步蓄水又高峡平湖呼之欲出5月26日乌东德水电站首批机组启动试运行按计划今年7月将实现首批机组发电投产

责任编辑:王雪

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