国之重器!“超级大坝”是怎样炼成的?
“白鹤滩水电站大坝全线浇筑到顶!”
弧长700米的大坝呈现出完好明晰的概括
像一条混凝土巨龙横卧在金沙江岸
为了铸成大国重器
几代电建人前后跨过三十年
将芳华都贡献在了
金沙江下流的这片山川河流
这座“超级大坝”是怎样炼成的呢?
且听吉娃娓娓道来
▲刚刚,《新闻联播》进行了报导
“快看,吊罐来了,来了,来了……” 5月31日12时,在由我国电建全过程勘察规划施工的国际在建规划最大水电站——白鹤滩水电站左岸16坝段浇筑现场,缆机吊着24吨重的9方混凝土向浇筑仓位缓慢就位,在下料工娴熟的操控下,混凝土穿过钢筋网缓缓落下,确认温度合格后,等候在仓位的振捣工人开端敏捷振捣,不一会,终究一个仓位的缺口被振荡铺平了。
白鹤滩大坝为混凝土双曲拱坝,最大坝高289米,合计31个坝段,浇筑混凝土约803万立方米,创下了拱坝规划多项国际纪录:300米级高拱坝抗震参数居国际第一、在300米级高拱坝全坝运用低热水泥混凝土、大坝接受总水推力达1650万吨居国际第二、拱坝坝高289米居国际第三、纽带泄洪功率达90000兆瓦居国际第三。
为了建好白鹤滩水电站,早在30年前的1991年,第一批我国电建人就来到白鹤滩,开端了很多艰苦卓绝的前期开发研讨作业。从那时起,几代电建人前后跨过三十年,把芳华乃至生命都献给了金沙江下流这片瘠薄的山川河流,总算铸成大国重器!
“跨过三十年”的大坝
第一个十年,电建人逢山开路、遇水搭桥。1991年3月,第一批华东院人来到白鹤滩时,一头扎进大山展开前期勘察作业。
▲攀援悬崖峭壁,展开勘察和前期研讨作业
路途不通、缺水缺电、高山险恶、江水汹涌。四周群山环绕,他们攀山越岭、住探洞、饮江水,啃冷馒头;十年里,华东院人脚印踏遍金沙江上游杳无人烟处,对64公里左右的河段进行了研讨比选,开端选定了两处工程地质条件相对较好的河段,为电站建造收集了很多的第一手资料。他们奇观般在坝区建筑了勘察基地,安置了相关公路、马道、气象站和过江缆索等设备,为电站后续建造奠定了坚实根底。
▲一群人把一辈子与这座电站紧紧的联络在一起
第二个十年,电建人审慎谨慎,全面展开电站规划。白鹤滩水电站地质条件杂乱,技能难度极高。历时之长,勘探之细,在国际水电范畴都绝无仅有。这段时期,华东院人对两处河段的水能规划、地势地质条件、纽带安置、施工条件等方面进行全面比较。十多年来,华东院在白鹤滩累计施行完结20万米钻孔、5.5万余米探洞和巨量的现场实验。累计完结坝址勘探线比选20余条,左右岸建筑马道10余层。
▲金沙江白鹤滩水电站纽带区左面坡探洞与勘线
选用现场三轴和压剪实验、模仿实验洞、无人机、激光扫描、可视化地质归纳渠道等,运用很多勘察实验前沿技能,总算全面提醒了白鹤滩坝址区稀有的杂乱地质状况,为破解白鹤滩各项国际级难题奠定了坚实根底。经过层层深入研讨,终究选定中坝址双曲拱坝、坝身孔口和岸边泄洪洞、两岸根本对称的地下厂房引水发电体系安置计划作为代表性的纽带安置计划。
第三个十年,电建人在“积木”上建起国际第二大水电站特高拱坝。白鹤滩坝基40%为脆、碎、怕扰动的柱状节理玄武岩,这是国际上初次在这种岩体上建造特高拱坝,好像“在积木上建大坝”。华东院针对柱状节理玄武岩特性,展开国际初次体系性研讨。立异性提出“恰当扩展拱坝底部尺度构成扩展根底,设垫座以改进地势,优化拱坝体形,并在开挖终究阶段预留5米保护层,采纳预先锚固、灌浆等手法多管齐下”的坝基处理计划,有用按捺了松懈,彻底到达300米级拱坝建造要求。
▲华东院钻孔取出的各类岩芯
三十年艰难困苦、煞费苦心;三十载如履薄冰、夜不能寐。今日,白鹤滩大坝总算全线封顶,就像看着自己的孩子从孕育到出世,再到逐步长大成才,扛起了“千斤重担”。
▲白鹤滩水电站筹建前、后坝址河谷相貌
“难度最高”的大坝
为建造这座引人注目的大国重器,我国电建成立了以两院院士潘家铮为组长的院士参谋组和地质专家组全过程把关。联合国内外80余家高校和科研机构展开200余项技能攻关,以科学谨慎、敞开协作的情绪展开很多的研讨作业,为今日这座国际第三高拱坝全线封顶发挥了重要作用。
白鹤滩大坝还面临着“高水头、窄河谷、巨泄量、不对称拱坝”的泄洪消能问题,纽带总泄量达42348立方米每秒,9万兆瓦的能量需求消刹,被称为:“国际上难度最大的泄洪消能”。
针对坝身泄洪消能,华东院经过很多水工模型实验验证,在坝身设置了6个无齿坎分层大差动表孔、7个分层多股水流深孔,规划国际规划最大的反拱水垫塘,有用处理了超大泄洪规划不对称拱坝坝身泄洪消能的技能难题。
技能团队立异规划国际最大的无压泄洪洞群,经过坝身与泄洪洞联合泄洪,完结三套泄洪设备的灵敏运转,确保泄洪消能安全。
▲推进科研攻关,勇闯工程范畴“难题库”
此外,为了下降混凝土放热、打造“无缝大坝”,华东院联合十余家单位,环绕全坝选用灰岩骨料展开深入研讨,一起研发低热水泥。
现在,跟着上游水位逐步进步,白鹤滩水电站大坝等各类设备各项监测数据正常,正抓住预备充水和有水调试,向着本年“七一”投产发电的方针全力冲刺。
“颜值最美”的大坝
业界都说“无坝不裂”,但在白鹤滩水电站,大坝上没有一条裂缝,“这是坝工建造的奇观!”其实,在外人看来的高颜值满是因为有一项中心“兵器”——低热水泥混凝土。
传统大坝建造需求浇筑很多混凝土,混凝土中的水泥水化反应会发生热量,使得混凝土浇筑后温度上升,之后再缓慢冷却到环境温度。假如不采纳有用的温度操控措施,任由混凝土热胀冷缩,难免会发生裂缝。而低热水泥混凝土水化热的温度比中热水泥和一般水泥要低,且绝热升温远低于中热水泥和一般水泥的绝热升温。能极大削减热胀冷缩导致大坝裂缝的可能性,且低热水泥具有杰出的抗干缩功能、抗腐蚀、抗冲耐磨以及后期强度高、强度持续增长的长处。
“其实曾经也有低热水泥运用在一些大中型水电站上,但直到白鹤滩水电建造,咱们相关技能市场才真实老练,能够说,白鹤滩水电站让这项技能真实有了用武之地。”
在白鹤滩水电站,我国水电四局担任浇筑1-18号坝段,还担任国内最大混凝土搅拌体系和供给混凝土笔直运送的国际最大缆机群的运转保护。
“夏天白鹤滩地表直射温度高达40多度,牛排都能烤到三分熟。”从搅拌厂出厂到大坝施工现场的7分钟时刻里,怎么尽可能确保低温搅拌混凝土不会因为外界环境温度改变突然升高?
“混凝土搅拌过程中,一先给骨料吹冷风,二要参加低温水和必定份额的冰屑;而混凝土从搅拌楼出来后,就会灌入专门加装了保温材料的自卸式卡车,再经过缆机在几分钟内敏捷送到大坝施工现场。”
▲操作缆机群的“娘子军”
等混凝土入仓后,开端对混凝土振捣,“混凝土要振捣几遍,振捣棒类型怎么挑选,初振的振捣时刻是多长,复振的时刻是多长,初振与复振的间隔时刻有多长......这些参数都有规范,我们要严厉依照要求施工。”
当一切的施工工序都有清晰规范,并在施工过程中得以执行,大坝混凝土的浇筑质量就得以确保。
▲终究一罐混凝土浇筑
“智商最高”的大坝
白鹤滩地势是一个不对称的“对勾”形河谷,地质条件极端杂乱,需求霸占的技能和难度都可谓国际级,伴跟着一项项难题的霸占,智能化成了白鹤滩水电站最明显的特征。
据金沙江水文气象中心数据显现,2020年白鹤滩水电站坝区7级以上劲风气候达251天,占全年比重的70.5%,白鹤滩水电站所在地的气候条件为大坝浇筑带来许多应战。
在混凝土运送时,建造者对这儿的每辆车都进行了编号,认证了身份,确保不会送错仓号。等混凝土被装入罐中,经过“空中走廊”时,它们也有自己的“交通规则”——经过缆机方针定位体系,每台缆机间隔都能得到操控。白鹤滩水电站7台缆索式起重机是国际上最大的缆索式起重机群,由水电七局夹江水工承制,悉数为平移式缆机,主、副塔架都能在地上轨迹行走,选用高、低线双层安置,高线3台、低线4台,塔架高度相当于25层楼高,作业规模大,能满意巨型水电站施工运用的高频性。
此外,大坝经过在新浇筑混凝土坝块和水管中设备数字温度传感器,能够实时丈量混凝土温度和进出水温。在冷却水管中设备的温度、流量和一体流温集成操控设备,能够完结动态智能操控;在混凝土平仓振捣过程中,任何操作不到位的状况会主动预警,提示现场质量管理人员进行纠偏;出产什么样的混凝土,只需一线人员在手机上长途操作即可完结。
▲终究一仓振捣
据悉,在白鹤滩大坝体内,埋设了5774支温度计、75347米的测温光纤、数千支监测仪器,用于感知气温、风速、温度、应力、应变等信息,能够完结混凝土出产、运送、浇筑、运转的全生命周期监控,对施工进度、质量进行可视化剖析。
“有了智能大坝智能监控。不用冒着盛暑去工地,只需坐在指挥部,现场视频、实时数据全都一望而知。”
24小时不停歇的大坝
创始了大型水电工程“四仓同浇”施工先河。
创始了混凝土单班产值6939立方米、日产值12141立方米、月产值27.3万立方米记载。
取出20.95米国际最长最完好混凝土芯样。
创始90天泄洪深孔顺畅封顶记载。
现在已完单元工程验收合格率100%,优良率到达99%。
——这一系列同类工程国际之最,是这儿一切参建者们1510多个日日夜夜的兢兢业业和敬业支付。
“七台缆机四年就浇筑完了,这是什么概念啊!”我们都说,白鹤滩水电站是24小时都不罢工的。白鹤滩水电站建造节奏非常快,顶峰时期,这儿的建造者人数达17000人,缆机班实施三班倒,浇筑队一向都是两班不间断。
▲华东院团队进行竖井描绘
除了苦干,更重要的是巧干。为了进步工程的安全性和施工功率,在白鹤滩大坝建造中,运用了很多的预制混凝土预制模板,既确保了大坝的外观质量,也节省了时刻和本钱。“预制模板在泄洪深孔和导流底孔中运用最为广泛,与大坝混凝土浇筑平行作业,是大坝结构混凝土的一部分,既能够确保大坝的外观质量,也能够到达每个施工分层节省2-4天时刻的作用。”据介绍,“因为大坝是曲型的,每一片预制模板都是绝无仅有定制,这在以往的电站建造中是没有的。”
除了施工单位有严厉要求,业主监理还会24小时“陪着”施工,一点不规范的程序都不能呈现。在这儿,表孔坝段体型操控在正负6毫米之间;廊道不平整度悉数都在3毫米以内;土建的规范能够说逾越了一切的电站……
大国重器白鹤滩工程背面
凝聚着很多电建人的汗水
现在,大坝完结全线封顶
第一批机组“七一”发电方针也行将完结
它将与乌东德、向家坝、溪洛渡
以及此前建成的三峡、葛洲坝水电站
一起构成一条国际上最大的清洁动力走廊
成为带动经济社会发展的动力“引擎”
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