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《宋史·河渠志》有言:“汴水湍急,乃築石壩以束水勢,使漕舟得濟。”“壩”者,“壩”也,通常指水利工程。高聳的大壩,歷經千年的演變,已從最初的低矮土石壩,逐步發展到實現發電、灌溉、防洪、供水與調水等諸多功用的水電站。 世界水電看中國,中國水電看電建。作為中國振動壓實土石料施工工藝、碾壓混凝土施工工藝的引領者,水電十五局掌握土石壩、碾壓混凝土壩、瀝青心墻壩、復合土工膜面板壩等施工的核心技術,累計承建混凝土面板堆石壩50余座。 回溯1958年,青海人民叩問山水、擘畫藍圖,“引大濟湟”承載著河湟百姓對綠水青山的渴望。歷經艱苦鏖戰,作為“引大濟湟”工程的龍頭水庫——石頭峽水庫,2015年8月,石頭峽水電站工程混凝土面板堆石壩全面施工完成,水電十五局首戰告捷,交出滿分答卷。 海拔3000米、年均氣溫-1.2℃、紫外線強度平原5倍——在這片被列為“水利水電建設禁區”的青藏高原凍土上,且看水電十五局如何破解爆破料級配失控、混凝土凍脹開裂、超長止水滲漏三大世界難題? 匠心質造 馴服筑壩爆破料的“級配密碼” 混凝土面板堆石壩作為水利工程中適應性最強的壩型,在高原復雜環境下卻面臨“料難控、質難保”的挑戰。受高原低氣壓與強紫外線影響,爆破后石料含水率僅2.3%(平原標準>8%),摩擦系數飆升致壓實度驟降15%”,傳統壓實工藝難以達到設計密度要求。對此,水電十五局構建了“料場開采—運輸調度—壩面攤鋪”的“三級品控鏈”。 在料源管控環節,技術團隊將“提高爆破過渡料驗收一次通過率”列為核心課題。針對石料場巖石巖性開展專項試驗,擬定爆破參數并進行多輪試爆;通過篩分檢測確定最優爆破參數。實施“分層開采法”,先挖去表層,再立面開采,從源頭保證石料級配穩定性,同時在上壩道路對運輸的壩料進行精確計量補水。 在石料運輸環節,推行“編號溯源制”。對所有拉運石料的車輛進行編號并懸掛標識牌。石料場管理人員與壩面填筑指揮人員實時溝通,按照標識牌精準調度每輛車的卸料位置,確保不同級配的石料按設計區域精準堆放,避免混料影響壩體結構。 在壩面攤鋪環節,堅持“邊界精細化管控”,采取三項剛性措施:上料前每5米定點測量,標明不同料型的邊界線;爆破過渡料填筑時超填30±3厘米;對現場技術人員進行專項交底,要求機械操作手平料時將過渡料優先攤鋪在邊界處,有效解決了塊石集中導致的壓實度不足問題,隨后用挖掘機將邊界塊石集中區挖除至設計邊線。 這種“就地取材、系統管控”的管理模式,既降低了外購石料的成本,又通過“三級品控鏈”控制確保壩體填筑質量,充分體現了施工企業在復雜地質條件下的技術把控能力。正如業內專家評價:“石頭峽水庫的爆破料管控,是把復雜的工程問題解構為優雅的管理智慧。” 創新驅動 與高原凍土博弈的“技術史詩” 石頭峽水電站矗立于青藏高原腹地,3000米海拔的極寒環境對混凝土施工構成致命威脅。冬季-20℃的嚴寒與劇烈溫差,使混凝土澆筑面臨凍脹開裂風險,而混凝土面板堆石壩的防滲體系一旦失效,將導致災難性滲漏。面對“凍害防控”這一世界級難題,水電十五局以“全鏈條溫控”為核心展開技術攻堅,構建起涵蓋配合比優化、環境管控、養護工藝的“保溫襁褓”體系,為高海拔地區工程建設提供了可復制的解決方案。 在混凝土“抗凍基因”改造領域,技術團隊歷經數百組正交試驗,獨創“雙摻技術”優化方案。通過在混凝土中精準摻入復合型防凍劑,成功將冰點降至-25℃以下,同時利用水泥水化熱效應加速早期強度生成。這種“主動抗凍+快速硬化”的雙重防護體系,猶如為混凝土注入抗凍疫苗,在-20℃極寒中仍能保持穩定性能。更值得稱道的是,技術團隊通過建立溫度應力模型,動態調整骨料級配與膠凝材料比例,使混凝土抗凍標號提升至F300。 通過“保溫襁褓”體系構建,水電十五局展現出極致的精細化管控能力。拌合站采用“封閉式保溫棚+蒸汽加熱”系統,將骨料預熱溫度精準控制在15±2℃;運輸環節創新“罐車保溫套+實時測溫”機制,配備智能溫度監控系統實現24小時預警;倉面作業搭建可移動鋼架暖棚,結合“一毯三布四棉”復合覆蓋方案,在棉被外層增設防風帆布,形成“保溫-保濕-防風”三重防護體系。這種全天候的溫度濕度控制系統,使混凝土入倉溫度始終保持在10℃以上,成功破解了高原凍土區混凝土早期受凍難題。 針對傳統銅止水焊接工藝存在的焊縫多、漏滲風險高等頑疾,水電十五局組建專項科研團隊開展技術攻關。經過200余次模擬試驗,成功研發“高原寒冷地區超長銅止水一次冷壓成型工藝”。該技術突破性地將單節止水長度從20米延長至132米,徹底消除中間焊縫隱患。現場壓水試驗顯示,采用新工藝的防滲體系滲漏率趨近于零,施工效率提升至25米/小時,較傳統方法提高3倍。其技術成果已形成完整的標準化體系——2017年5月,《混凝土面板堆石壩防滲體系中銅止水帶的施工方法》,獲國家發明專利授權,成為行業推薦工藝。 而因海拔高、晝夜溫差懸殊,面板混凝土極易產生裂縫難題,水電十五局科研團隊,聚焦于《降低面板混凝土裂縫率》QC課題,鎖定三大核心展開攻堅。材料革命: 歷經數百次試驗,研發出抗凍等級高絕、水化熱溫升極緩的特種防滲面板混凝土配方,為面板注入抵御嚴寒的“基因”。 工藝精進: 獨創高寒條件下超長面板一次連續澆筑工藝,攻克低溫凝結與層間結合難題,在冰霜風暴中鍛造出天衣無縫的完整“鐵甲”。 協同防御: 精細模擬大壩沉降變形,優化面板結構,使其與壩體沉降協調共舞,將可能撕裂面板的應力消弭于無形。一系列技術攻堅的實施后,面板混凝土的裂縫率大幅降低,經壩后量水堰精密監測,滲流量遠優于安全標準,大壩整體的安全性能和長期穩定運行得到了保障。在完工驗收時,面板混凝土總體優良率高達94.4%,憑借著過硬的品質,被業主單位授予“優良分部工程”的榮譽稱號。為石頭峽水電站筑牢了一道堅實的“質量屏障”。 正如青海水利水電(集團)有限責任公司總經理、黨委副書記李建民在竣工驗收時評價:“石頭峽的防滲體系質量,代表了當前高原面板堆石壩的最高水平,水電十五局不愧是土石壩施工的行業專家。”引入滾壓式壓延機將銅止水一次性冷壓成型130米以上這項技術不僅為石頭峽工程筑起了堅不可摧的“防滲屏障”,更推動了國內面板堆石壩止水施工技術的升級迭代,為同類工程提供了可復制的“標桿方案”。 繼往開來 從石頭峽到全球的標準引領 石頭峽水庫混凝土面板堆石壩是中國土石壩“里程碑”式的工程,為高原凍土地區建設中國及世界更高面板壩提供了有益的經驗。以青海公伯峽水電站、貴州黔中水利樞紐、湖北龍背灣水電站、新疆卡拉貝利水利樞紐等混凝土面板堆石壩為代表,水電十五局取得了一系列工法、專利和科技創新成果。衍生的無覆蓋復合土工膜面板堆石壩——老撾南歐江六級水電站軟巖填筑比例高達83%,最大壩高88米,為同壩型全球第一高壩。 依托青海公伯峽水電站,水電十五局研發的“擠壓邊墻固坡技術”達到國際領先水平,研制的“邊墻擠壓機”申請了國家發明專利。主編的行業標準《混凝土面板堆石壩擠壓邊墻技術規范》(DL/T5297-2013)也在青海公伯峽水電站、湖北水布埡水電站、馬來西亞巴貢水電站等得到推廣應用。馬來西亞巴貢水電站總工程師拉赫曼評價:“中國標準解決了熱帶雨林的高濕度混凝土面板開裂難題——這是壩工技術的世界語言。” 在陜西鎮安抽水蓄能電站項目下庫大壩建設中,采用的電磁及機械鎖棘輪的雙制動+軟啟動功能的卷揚提升系統,實現了面板混凝土施工“本質安全”。引入的注水平衡柔性滑模,能有效控制面板平整度,破解了因工藝產生的面板裂紋難題。因“零裂縫”,被水利部評為“全國優質混凝土工程”。 立于人工智能加速賦能千行百業、新質生產力蓬勃發展的當下,水電十五局正著力以科技重塑生產力,加速推動“經驗建造”向“數智建造”躍遷:在引綽濟遼文得根水利樞紐工程建設現場,無人駕駛振動碾壓機來回穿梭,數字孿生技術正在預演未來、優化現實,一個個“智慧大壩”正迎面走來。 面向未來,水電十五局充分發揮在混凝土面板堆石壩、礫石土心墻堆石壩、土石筑壩材料填筑碾壓等行業標準制定的戰略意義,不斷鞏固提升全球水電建設領域主力軍、排頭兵地位,攜手建設安全大壩、生態大壩、智能大壩,以高水平安全、高水平保護、高效能管理促進世界壩工事業高質量發展。 壩納百川,水潤萬物——當中國壩工在高原凍土區筑起防滲豐碑,答案早已寫進奔騰的江河。何以“壩”業?業興寰宇,功惠兆民,盡顯其功! |
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