给大坝装“大脑” 给心墙盖“被子” 两河口水电站创九项世界之
四川省雅江县县城上游约25km的雅砻江干流，从前汹涌湍急的河流变成了高峡平湖，我国海拔最高的百万千瓦级水电站——两河口水电站横跨雅砻江，稳稳地嵌入V字形峡谷中。
图①：两河口水电站的高边坡群。 图②：两河口水电站地下厂房内，6台50万千瓦水轮发电机组一字排开。 图③：施工人员在进行喷浆作业。 图④：新式智能无人碾压机在两河口大坝协同作业。 图⑤：俯视两河口水电站。 （我国电力建造集团供图）
295米高土石坝海拔世界榜首，高边坡群施工规划世界榜首，泄洪抗冲旋挖桩群水电施工规划世界榜首……近来，跟着终究一台机组完结72小时试运转并正式投入商运，这个创下九项“世界之最”的水电站悉数投产发电。
面对一系列世界级难题，工程建造用上了哪些“黑科技”？记者带您一探终究——
首要滚动部件摆度仅有一根头发丝直径的二分之一
机电设备完结“特别质量”
跟着进水口闸口的翻开，飞跃的江水经过高压管道进入水轮机，带动设备高速旋转，宣布强壮电流。
与此一起，两河口水电站的值班人员一边依据调度情况调整导叶开度，一边在监控室内经过智能监控系统监测着发电机组振荡、摆度、各部瓦温等参数，保证机组安稳运转。
机电设备被视为电站“心脏”。作为目前国内海拔最高的百万千瓦级水电站，两河口水电站拥有着一颗强劲有力的“心脏”——6台单机50万千瓦大型水轮发电机组。悉数机组在完结72小时试运转后，无任何安全隐患和质量缺点，创始了国内悉数大型机组免修理转商运的先例。
技能人员至今依然记住的一个细节是，因为两河口水库地点海进步、库容大、蓄水周期长，发电机组长时刻在低水头工况运转，给机组转轮中心部件等安稳性带来极大检测。
高海拔下，机组怎么高效、平稳运转？大容量水轮发电机组线棒防晕、定子工频磁化实验共振问题、定子和转子圆度操控及机组轴线调整等，这些困扰职业已久的难题都是技能人员亟须“啃”下的“硬骨头”。
历时九个多月，在各方共同努力下，两河口发电机电子线棒研制成功，完结绝缘技能的中心打破，并创下高海拔大型机组定子线棒防晕技能的世界榜首。终究，机组平稳运转才能添加10%，电站水轮发电机组的摆度均操控在100微米以内，振荡均在30微米以内。其间2号机组摆度操控在40微米以内，相当于一根头发丝直径的二分之一。
有关技能人员给记者摆出了这样一组数据：机组转轮直径6.25米，转子直径超10米，转轮到转子上端轴共18.4米。如此巨大的滚动系统，要在转速166.7转/分钟的高速运转情况下，将摆度操控在几十微米，其难度可想而知。尤其是还面对着高海拔下制作难度大、人机降效显着的严重应战。这背面有何特别暗码？
“质量是命。”据介绍，雅砻江公司从一开端就提出机电设备“特别质量”的战略部署，致力于打造两河口水电站精品机电设备。
以发电机转子为例。两河口机组转子高度超3米，直径超10米，重达805吨。作为发电机组中最重、最大的中心部件，它由近万片4毫米厚的750兆帕磁轭冲片叠加而成，运转时最大线速度可达340公里/小时。装置精度稍有误差将直接要挟整个机组安全。
转子圆不圆，热胀最要害。经过齐心协力，团队终究研究出有用应对高原高寒气候的转子热胀专项计划，使转子圆度操控在了0.4毫米以内。
智能大坝系统实时把握坝体健康情况
工程建造完结数字化向智能化跨过
6个“鸟巢”的体积加起来有多大？在两河口水电站能够找到答案——作为我国榜首高土石坝，两河口大坝的总填筑量到达4300万立方米。假如将其分解成1立方米的正方体，连起来能够绕地球一圈多。
在均匀海拔3000米的环境下，完结如此大的填筑量，应战巨大。在两河口之前，国内外均无老练、可学习的经历。怎么办？
面对高海拔、高心墙堆石坝、高填筑量这一系列世界级难题，工程建造者们走出了一条“智取”之路：打造了国内榜首座用“施工全过程智能化技能”建筑的300米级超高土石坝，填补了高寒区域超高土石坝的建造空白，完结了大坝建造由数字化向智能化的跨过。
余良松，两河口大坝工程的重要建造者和见证者，我国电建两河口水电站一二·五联合体项目经理。
4月6日，记者联系到余良松时，他正在收拾项目竣工材料。谈及两河口的“智取”之路，他难掩骄傲与激动。
据介绍，凭借高精度卫星定位、人工智能、物联网、大数据等先进技能，他们给大坝装上了敏锐的“神经感知系统”和兴旺的“智能大脑”，由此完结了对坝料挖掘、运送、摊铺、碾压等全过程实时监控。
“大坝内部埋设了1300多只大小不一、长相各异的传感器，它们就像遍及大坝全身的‘神经末梢’，将感知到的温度、湿度、风速等信息反馈给‘智能大脑’——两河口大坝智能监测系统渠道，然后完结对大坝运转情况的实时监测剖析。”余良松告知记者，凭借智能大坝系统，现场工作人员能够实时把握大坝的“健康”情况，并针对问题采纳有针对性的处理办法。
其间，不得不提的便是施工中运用的新式智能无人碾压机。
据介绍，要让大坝抵挡住近300米高、108亿立方米库容的水压力，碾压紧实是最为要害的一个过程。295米高的土石坝，相当于100层楼高。每填筑30厘米土石料，就需求碾压机来回碾压十遍，压实到26厘米。如此算来，总共需求填筑1100多层，精度要操控在厘米级。
有着25年水电建造工作经历、曾参加多个水电站建造的余良松告知记者，在以往土石坝碾压施工中，常常是经过人工翻牌计数来记载遍数，碾压轨道也是靠监理工程师的眼睛来判别。而在两河口大坝建造中，碾压速度、轨道、遍数、压实厚度等参数，均可在智能大坝系统相关界面得以显现，遇到问题系统还可实时主动报警。
“与传统碾压机不同，新式智能无人碾压机彻底完结无人驾驶。”据项目有关负责人介绍，他们共改装完结各类“会考虑”的碾压机18台，完结了大坝碾压机运转情况和障碍物智能感知、作业轨道厘米级定位、机群百米级遥控互联，施工愈加安全、质量愈加安稳，施工功率进步约15%。
研制“保温被”快速收放机，处理冻土难题
创始高原冻土区冬天土心墙大规划接连施工先例
两河口水电站坐落川西高原气候区，昼夜温差大，最低气温可达近零下20度，归于时节冻土区。
而冻土问题，一开端简直让整个工程阻滞。
据介绍，为了挡水防渗，要在大坝中心区砌上保护墙——心墙。但是，每年11月中旬至次年3月上旬三四个月的时刻，大坝心墙土料会呈现冻住现象，成为影响大坝质量和进展的要害限制要素之一。
“它的学名叫高频短时冻土，夜晚冻住，白日出太阳之后消融。”雅砻江公司两河口建造办理局局长王金国说，经过屡次冻住消融之后，土体颗粒会越变越细，孔洞越来越多，防渗性越来越差，一旦用这样的土料筑成大坝，将面对溃坝的危险。
为破解这一难题，产学研用多方联合攻关，研制了冬天土料挖掘、运送、掺拌、摊铺、碾压成套技能系统，保证“冻土不上坝、冻土不碾压、碾后不受冻”。
“为了避免心墙受冻，咱们在冬天会选用土工膜对心墙区域进行全掩盖。”余良松告知记者，每天晚上，现场施工人员都会给心墙盖上重达几十吨的“保温被”，待白日升温后再揭开持续施工。
为进步工作功率，项目技能人员还先后研宣布两代“保温被”快速收放机。“本来人工揭盖‘保温被’需求约4个小时，经过这一设备，可缩减到1至2个小时，然后让冬天大温差和高寒低温环境下心墙全天候全仓面快速接连施工成为实际。”余良松说。
除了冻土问题外，两河口水电站建造项目还面对雨水多的问题。据了解，水电站地点区域每年6月至10月为丰水期，七八月份均匀降水量超越700毫米，用施工人员的话说，“雨说来就来”。在这个时节，碾压机的钢轮因为挂泥无法将土料压实，“有时被刮掉的土料比填筑方量还多，心墙越填越低。”
为应对突发降雨，项目建造者引进气候雷达，在料场和坝上设置小型气候站，结合卫星云图，提早猜测降雨信息。一起结合填筑面龟背状施工、小仓面快速轮换施工等方法，进步施工功率。“在接到预警信息后，施工人员将心墙用平碾快速进行龟背形土层关闭，人工构成2%的坡比进行主动排水，并在反滤料区左右岸方向每隔40米设置一道排水沟进行排水。”余良松介绍。雨停后，再将表层土料根除，快速康复填筑施工。
冬天保温、旱季放水。就这样，项目建造者们创始了高原冻土区冬天土心墙大规划接连施工的先例，终究完结“大坝提早一年到顶，悉数机组投产发电时刻提早半年”。
从数字看两河口水电站
●总填筑量到达4300万立方米，分解成1立方米的正方体，连起来能够绕地球一圈多。
●左岸边坡最高达684米，比我国榜首楼房还高约50米，施工时总共用了约1.6万束锚索，每束锚索的分量约1吨。
●厂房长276米、宽29米，可并排停放8列8辆编组的动车。
●总库容108亿立方米，相当于770个西湖加起来的水量，可为雅砻江中下流、金沙江下流和长江干流电站发生巨大补偿效益，添加平枯期年发电量约342亿千瓦时，超越上一年四川全社会用电量的1/10。
●电站年发电量加上补偿效益添加的发电量，相当于每年削减原煤耗费1330万吨，削减二氧化碳排放2130万吨，相当于少建4座年产400万吨的大型煤矿。
