日前,由中國水電五局承擔研究的并獲得國家財政部重大施工新技術研究與開發(fā)資金支持的《300米級高心墻堆石壩施工關鍵技術研究與應用》,順利通過了清華大學、潘家錚基金會、水電水利規(guī)劃設計總院、中國水利水電科學研究院、中國水力發(fā)電工程學會、四川大唐國際甘孜水電開發(fā)有限公司、中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司、四川二灘國際工程咨詢有限責任公司等單位的知名專家和教授組成的鑒定委員會鑒定驗收。

突破多項關鍵技術 解決系列技術難題

該重大專項突破了多項關鍵技術,取得了一系列重大創(chuàng)新成果,技術成果總體達到國際領先水平。贏得了與會院士和專家的高度認可。中國工程院院士馬洪琪認為,該技術成果真正采用了新工藝、新辦法、新技術,是近年來難得一見、能讓人眼前一亮的施工技術創(chuàng)新;鈕新強院士認為,技術成果很詳細具體、創(chuàng)新點非常多,促進了高土石壩技術上臺階。

中國水電五局組建于1954年,是中國電建集團所屬骨干企業(yè),是國內大型土石壩施工主力軍之一。半個多世紀以來,先后承建了土料心墻壩、瀝青心墻壩、面板堆石壩等各類土石壩60余座,遍布于國內二十多個省(市、自治區(qū))及蘇丹、摩洛哥等非洲國家,創(chuàng)造了行業(yè)的奇跡。中國水電五局踐行"不創(chuàng)新不行,創(chuàng)新慢了也不行"的科技創(chuàng)新理念,通過《300米級高堆石壩施工關鍵技術研究》重大科研專項研究,多項技術創(chuàng)新成果推動著長河壩水電站工程建設又好又快地穩(wěn)步推進。

長河壩水電站是大渡河干流水電梯級開發(fā)的第10級電站,是國家西部大開發(fā)的重點工程。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,地震設防烈度高達9度,河谷陡窄,壩體變形穩(wěn)定和滲流穩(wěn)定控制難度大,設計指標及施工質量標準高,施工同時面臨天然礫石土料場成因復雜、均勻性差、堆石料場巖石堅硬、剝采困難等難題,施工極具挑戰(zhàn)性。

結合該代表性工程,開展高心墻堆石壩施工技術研究,對于進一步完善和發(fā)展高土石壩筑壩技術,促進300m級高土石壩工程建設,具有重要的意義。如何破解工程管理和建設過程中技術難題、工程快速推進、保證長河壩水電站大壩工程建設進度,成為擺在中國水電五局建設團隊面前的一個重大課題。它們考驗著建設者的勇氣、智慧和能力。

該項目通過十余年的產學研協(xié)同攻關,提出了25項理論與方法,形成了3項行業(yè)標準;獲得了50項發(fā)明及實用新型專利及8項軟件著作權;研制和應用了15套軟硬件新裝備,形成34項國家級及省部級施工工法;培養(yǎng)了一大批站在行業(yè)技術前沿、勇于創(chuàng)新的高素質人才;形成了系統(tǒng)的復雜地質條件高心墻堆石壩施工關鍵技術,解決了深厚覆蓋層上300米級堆石壩建設的一系列工程技術難題。

提出心墻土料改性 成套施工新工藝

針對天然礫石土料場成因復雜、均勻性差的工程難題,提出了基于P5含量等值線的料場勘察方法,實現了對土料場的精細化分區(qū);對于礫石粒徑超標的土料,采用棒條式振動篩剔除超徑石;對于P5含量不滿足指標的土料,采用粗、細料機械攪拌摻混技術;研發(fā)了快速翻曬、畦田法補水悶制及移動式自動加水工藝,滿足最優(yōu)含水率要求。經上述系列工藝改性后,礫石土料的性能指標均滿足規(guī)范和設計要求,有效提高了主土料場的利用率,取消了第二料場。

研制土石壩精細化 施工系列新設備

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量;研發(fā)了蓋板混凝土基面泥漿噴涂專用設備,保證了泥漿涂層的厚度和粘結強度;研制了界面雙料機械化攤鋪器,實現了心墻和反濾料的精準攤鋪;首創(chuàng)精準控制的智能化無人駕駛振動碾,提高了碾壓施工質量,保護了操作人員的健康;研發(fā)了壩料智能化加水系統(tǒng),實現了壩料加水量的精確控制。實現了土石壩精細化施工的重大創(chuàng)新。

研發(fā)質量檢測 和控制新方法

提出了礫石飽和面干含水率替代法,實現了礫石土料含水率的快速檢測;集成數字圖像處理和數據挖掘技術,研發(fā)了數字圖像篩級配快速檢測方法,實現了礫石土和反濾料級配的快速檢測;提出了基于三維掃描的堆石壩填筑壓實度檢測技術和基于地基反力測試的車載壓實質量檢測方法,實現了全料全過程檢測及反饋。研發(fā)了集大型微波紅外烘干設備、自動計量系統(tǒng)和測試計算設備的車載移動試驗室,顯著提高了檢測效率。為傳統(tǒng)的土石壩檢測方法開辟了新途徑。

注重生態(tài)環(huán)保 踐行綠色施工

通過土料改性研究,合理規(guī)劃開采料場,取消了第二土料場,節(jié)約耕地765畝,減少了移民搬遷;采用振動碾無人駕駛技術,避免了強烈振動環(huán)境對操作人員的傷害;研究采用的機械化成套設備和高效施工技術,節(jié)能減排效果明顯,有效保護了環(huán)境,實現了綠色施工。

研究成果在長河壩工程應用使得大壩提前4個月填筑到頂,提前7個月蓄水發(fā)電,目前壩體變形及滲漏情況穩(wěn)定且較同類工程指標更為優(yōu)越。相關技術成果已在兩河口、雙江口、蘇丹上阿特巴拉等國內外大型水電工程應用,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計和施工提供了技術支撐和實踐經驗,以創(chuàng)新、突破的理念建設科技大壩、數字大壩,培養(yǎng)了一大批復合型土石壩施工管理與技術人才。經濟社會與環(huán)境效益顯著,有力地推動了行業(yè)科技進步,具有廣泛的推廣應用前景。

原標題:中國水電五局:數字大壩領航技術新高度