釘入大量錨索的邊坡。?記者?韋維?攝
3月18日，我國第一高土石壩水電站、海拔最高的百萬千瓦級水電站——雅礱江兩河口水電站，最后一臺機組完成72小時試運行，正式投入商業(yè)運行。至此，兩河口水電站6臺機組全部投產(chǎn)發(fā)電。
雅礱江兩河口水電站，平均海拔3000米，含氧量僅為低海拔平原的69%，冬季極端最低溫度接近零下16攝氏度，再加上超大方量、超高強度的大壩填筑，曾給兩河口大壩建設(shè)帶來嚴峻的挑戰(zhàn)。
為破解諸多水電建設(shè)的世界級難題，建設(shè)者們用了哪些“黑科技”？
一組數(shù)據(jù)看兩河口水電站
兩河口水電站共有9項指標位于世界第一，來看一組數(shù)據(jù)，了解兩河口水電站的建設(shè)規(guī)模到底有多大。
1.總填筑量4300萬立方米
作為世界級土石壩，兩河口大壩總填筑量達到4300萬立方米
這么大的填筑量，如果分解成1立方米的正方體，連起來能繞地球一圈多
2.左岸邊坡最高684米
位于大壩左岸的高邊坡，最高達到684米，比中國第一高樓上海中心大廈還高約50米
為了牢牢穩(wěn)固住邊坡，施工時一共用了約1.6萬束錨索，每束錨索的重量就約1噸
3.廠房面積8004平方米
在大壩右岸的山體里，有著總長度276米、寬29米的廠房，面積達8004平方米
這個廠房有多寬闊？可以并排停放8列8輛編組的動車
4.總庫容108億立方米
兩河口還有一個四川省內(nèi)最大的“超級水庫”，總庫容達到108億立方米，相當于770個西湖加起來的水量
因為這個“超級水庫”，兩河口水電站可為雅礱江中下游、金沙江下游和長江干流電站產(chǎn)生巨大補償效益，增加平枯期年發(fā)電量約342億千瓦時，超過去年四川全社會用電量的1/10
5.每年減碳2130萬噸
兩河口的年發(fā)電量，加上補償效益增加的發(fā)電量，相當于每年減少原煤消耗1330萬噸，減少二氧化碳排放2130萬噸，相當于少建4座年產(chǎn)400萬噸的大型煤礦
黑科技1
開發(fā)了智能大壩實時監(jiān)控系統(tǒng)，定位精度達到厘米級，能夠?qū)崟r計算分析碾壓機行走軌跡、車速、碾壓遍數(shù)、壓實厚度等，并實時自動報警
智能無人碾壓機群和原生集成式無人碾壓系統(tǒng)，進一步提升大壩施工智能化水平
給碾壓機“裝大腦”，智能碾壓保質(zhì)量
大壩中心區(qū)相當于“心臟”，為了防滲透，就要在“心臟”位置砌上保護墻——“心墻”。
要讓“心墻”抵擋住260多米高、108億立方米庫容的水壓力，碾壓緊實是最關(guān)鍵的步驟之一。雅礱江公司兩河口建設(shè)管理局局長王金國說，“心墻”需要經(jīng)過1176層的填筑，每層需經(jīng)過10遍碾壓，馬虎不得。
上萬遍的重復碾壓，枯燥乏味，工人總有大意迷糊的時候，怎么杜絕錯碾、漏碾，保障大壩安全？在兩河口水電站智能大壩系統(tǒng)前方指揮中心的屏幕上，我們找到了答案。
“24號凸塊碾：速度，2.63千米/時；錯距，40厘米；遍數(shù)，3……”屏幕上呈現(xiàn)的是立體圖形，4臺碾壓車正在屏幕上行駛，每臺車的軌跡由不同顏色替代。
“傳統(tǒng)土石壩的心墻碾壓，通過人工翻牌子計數(shù)控制遍數(shù)，碾壓軌跡只能通過監(jiān)理工程師的肉眼判斷，速度控制則憑感覺，施工質(zhì)量存在很大的主觀因素?！碧旖虼髮W智能大壩項目部研發(fā)人員介紹，雅礱江公司和天津大學聯(lián)合開發(fā)了智能大壩實時監(jiān)控系統(tǒng)，定位精度達到厘米級，能夠?qū)崟r計算分析碾壓機行走軌跡、車速、碾壓遍數(shù)、壓實厚度等，并實時自動報警，杜絕了隱患。
不僅如此，針對碾壓工招工難、低頻振動帶來的職業(yè)健康困擾，以及高寒高海拔帶來的施工降效等問題，研發(fā)和應用了智能無人碾壓機群和原生集成式無人碾壓系統(tǒng)，進一步提升大壩施工智能化水平。
黑科技2
研發(fā)“保溫被”快速收放機，引入氣象雷達，采用填筑面龜背狀施工、小倉面快速輪換施工等方式
給“心墻”“蓋被子”,冬季保溫防凍融
在高海拔地區(qū)，黏土對于溫度和含水量的變化極為敏感，全年有效施工時間只有200天左右。為了工程又好又快地建成，建設(shè)者們總在不斷摸索創(chuàng)新：寒冬時節(jié)，“心墻”土料會發(fā)生凍結(jié)和融化，這是高土石壩從來沒有遇到過的難題。中科院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院的專家說，“兩河口遇到的是淺表層日循環(huán)凍土，夜晚凍結(jié)、白天融化，而且壓實土體凍融后會形成滲漏通道，是工程建設(shè)絕對不容許出現(xiàn)的?！睘榱朔乐埂靶膲Α笔軆?，每天夜晚建設(shè)者們都會給“心墻”蓋上重達幾十噸的“保溫被”，白天升溫后揭開繼續(xù)施工。通過研發(fā)的“保溫被”快速收放機，覆蓋差不多三個足球場大小的“心墻”僅需3小時。
雷雨季節(jié)，碾壓機的鋼輪由于掛泥無法將土料壓實，“有時填筑方量還比不上被刮掉的方量，‘心墻’越填越低?！狈^來倒過去地想辦法，后來建設(shè)者們引入氣象雷達，采用填筑面龜背狀施工、小倉面快速輪換施工等方式，極大提高了雨季施工效率……
黑科技3
為了保證抗沖耐磨混凝土的澆筑成型，項目運用了智能養(yǎng)護的辦法，在混凝土墻上鋪設(shè)埋有傳感器的管道，實時監(jiān)測混凝土的溫度和濕度，對噴淋時間和溫度再進行智能調(diào)整
給混凝土“敷面膜”，智能養(yǎng)護防干裂
為了在主汛期分擔長江防洪壓力，兩河口水庫預留了20多億立方米的防洪庫容。從“心墻”施工現(xiàn)場來到寬16米、高22米的泄洪洞，頓覺清涼。
只見洞兩邊的灰色混凝土上，貼滿了白色養(yǎng)護布，墻頂部鋪設(shè)的管道正在進行噴淋，洞室仿佛敷上了面膜。將養(yǎng)護布揭開，混凝土墻面光滑如鏡，能夠清晰地看到人影。
為何混凝土需要這么光滑濕潤的“肌膚”？
兩河口高邊坡和泄洪洞室項目負責人王澤光揭開了謎底：原來，洞室要應對每秒4076立方米的最大泄量，相當于160輛滿載25噸貨物的卡車群快速沖撞的沖刷力，這對混凝土的耐沖磨質(zhì)量提出了極高要求，相應的養(yǎng)護要求也會很高?！梆B(yǎng)護期內(nèi)混凝土溫度和濕度得嚴格控制在規(guī)定范圍內(nèi)，噴淋的水溫與混凝土溫度的差值不能大于20攝氏度，否則會有開裂風險?！蓖鯘晒庹f。
嚴格控制溫度和濕度，在空氣濕度小、風速大、日溫差最高能達到30多攝氏度的兩河口，并不容易。為了保證抗沖耐磨混凝土的澆筑成型，兩河口項目運用了智能養(yǎng)護的辦法，在混凝土墻上鋪設(shè)埋有傳感器的管道，實時監(jiān)測混凝土的溫度和濕度，對噴淋時間和溫度再進行智能調(diào)整?！跋啾葌鹘y(tǒng)的人工噴淋，智能養(yǎng)護不僅節(jié)省人工、噴淋更加均勻、無死角，用水量還節(jié)省了將近一半?！蓖鯘晒馑懔怂阗~。
黑科技4
采取“納鞋底”的方式加固山體，總共向山體釘入約1.6萬束錨索，每束錨索約70米長、1噸重
部分錨索安裝了感應器，未來能夠?qū)崟r監(jiān)測相應邊坡范圍的張拉力，從而進行智能監(jiān)測
給高邊坡“納鞋底”，智能感應張拉力
山高谷深的復雜地形，決定了兩河口水電站的高邊坡規(guī)模巨大，其中最高邊坡684米，比上海中心大廈還高約50米，位居世界水電第二。如何應對強大的水壓，防止山體變形呢？
建設(shè)者們采取“納鞋底”的方式加固山體。山體上紅黃藍白四色、密密麻麻的小點，便是“納鞋底”的“針線”——錨索。據(jù)了解，項目總共向山體釘入約1.6萬束錨索，每束錨索約70米長、1噸重，相當于把整個“鳥巢”的主結(jié)構(gòu)用鋼量搬運到海拔3000多米的高山上。
“一束錨索得三四十人一齊用力，經(jīng)常要扛著往五六十米垂直高度的作業(yè)面送?！卞^索工人曹庭發(fā)說，由于缺氧，經(jīng)常走十來米就得歇一會兒，有的工友還會流鼻血，完工時肩膀也磨破了。
看似“笨重”的錨索，其實也暗藏玄機：部分錨索安裝了感應器，未來能夠?qū)崟r監(jiān)測相應邊坡范圍的張拉力，從而進行智能監(jiān)測。
