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创造7项“世界第一”揭秘大国重器背后的“炫酷科技”
2020-06-30 09:08:37   来源:四川日报   

        走进乌东德水电站施工工地,就像进入了“地下迷宫”。140平方公里的巨型工地,山体中凿出200余个交通洞,仅单边山体隧洞开挖量就达到88公里,在里面手机导航彻底失去作用……

世界级工程有世界级建设难度。要浇筑世界上最薄的300米级双曲拱坝,挖出世界上最高的地下电站主厂房,还创下尾水调压室开挖半径世界第一、导流洞开挖断面世界第一等多项世界纪录。据初步统计,这个巨型电站创造了7项“世界第一”。

这些“高光数据”背后有啥“炫酷科技”,记者为您揭秘。

建设恒温大坝

既有“温度计”还备“退烧药”

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。之所以选择双曲拱坝设计,拱坝专家、三峡集团乌东德工程建设部副主任王义锋解释说,乌东德坝址处于金沙江V型河谷,最适合设计拱坝;而在最适合的地形上,选择最轻巧的坝型,“就像鸡蛋壳一样,更好地发挥其‘拱梁’作用”,工程量最小、投资最少,可以获得最大的安全性和经济性平衡。

大坝所在的金沙江干热河谷,受温度不均影响,坝体极易产生裂缝。打造“无缝大坝”,是乌东德水电站的硬核指标。

要实现“无缝”,关键在于混凝土的温度控制。三峡集团乌东德工程建设部相关负责人介绍,乌东德水电站大坝坝体埋设有数千支监测仪器。这些仪器如同一支支敏感的“温度计”,时刻记录并反馈坝体温度。

当坝体温度过高,如何应对?这就离不开大坝的降温神器——智能通水系统。

在以往的诸多水电工程项目中,混凝土降温多采取人工冷却方式,无论是工作效率还是温控精度都有所欠缺,相比之下,乌东德水电站工程的大坝保温保湿工艺显得尤为“聪明”。

“以前冷却通水我们需要跑上跑下,现在只需要监控系统、处理异常情况就可以了。”乌东德水电站工程现场施工人员介绍。

同时,乌东德水电站大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。低热水泥混凝土,就像“退烧药”一样,让大坝保持恒温。还配有智能喷雾机,确保大坝时刻都处于“常温”舒适状态。

打造智慧电站

既给“豆腐块补钙”也需“千里眼”盯梢

乌东德地下电站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。

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、应力实时在变动。“高边墙开挖动态实时反馈分析系统”发挥了大作用,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。

在乌东德水电站工程建设现场,也分布着科技电影中常常出现酷炫的“天眼”系统,充当大坝安全建设的“千里眼”。

三峡集团乌东德工程建设部技术管理部工作人员刘科介绍,基于视频识别及红外热成像测温等技术,乌东德水电站已基本实现混凝土生产、运输、浇筑全过程监控;在错综复杂的地下洞室群,人员设备定位系统能帮助管理人员实时掌握关键性施工要素的分布与投入情况,实时调度。

信息监控系统同样运用于安全管理领域,乌东德水电站智能大坝利用激光夜视、光纤监测、动力响应监测等技术手段,完成边坡安全监测、地质灾害监测预警系统的建设及运用,通过实时监测,对未来可能发生灾害的地段(点)做出风险评估和预测预报。

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