《人民日报》:聪明大坝“霸气”来
溪洛渡水电站拥有智能化特高拱坝

  在四川省雷波县和云南省永善县交界的金沙江上,屹立着一座巨型水电站。这就是“西电东送”的骨干工程——溪洛渡水电站。在全球已建成的水电站中,它以1386万千瓦的装机容量位列中国第二、世界第三,仅次于三峡和巴西的伊泰普。 
  溪洛渡的“过人之处”不只是它的装机容量,还有横跨峡谷的大坝。这座总坝高285.5米、坝顶弧线长681.51米的混凝土双曲拱坝,同样也是世界已建成的三座300米级特高双曲拱坝之一。而且,这座大坝不仅仅是一座钢筋混凝土铸就的庞然大物,更被业界誉为“最聪明的大坝”。 
聪明大坝的“霸气”从何而来? 
  大坝建设面临复杂的水文和施工条件 
  “聪明”之处首先在于它的智能化。中国工程院院士、三峡集团原总工程师张超然说,建设和管理大坝的技术人员能预知它的“头疼脑热”,及时调整它的状态,让它始终处于健康状态。 
  事实上,这一理想实现起来并不简单。溪洛渡水电站的挡水大坝不同于三峡电站的重力坝,而是双曲拱坝,其曲线就好似半个鸡蛋壳一样。在水工界,拱坝被认为是结构最复杂的建筑物。张超然说,溪洛渡之所以“迎难而上”,是因为大坝所处位置河谷狭窄,必须发挥拱坝的特长,利用拱面向两岸山体传递能量,从而支撑上游水面的压力。 
  溪洛渡面临的另一个挑战,就是困扰水电工程的“通病”——混凝土裂缝。三峡集团副总经理樊启祥介绍,出于绿色环保的考虑,溪洛渡大坝是世界上唯一一座采用地下洞室开挖料作为全坝粗骨料的特高拱坝,混凝土本体材料抗裂特性偏弱。因此,混凝土温控防裂等一系列关键技术难题,考验着设计、施工、管理人员。 
  为了保证工程质量和大坝安全,作为溪洛渡水电站的业主,三峡集团在建设之初就提出借助信息化手段与数字技术,优化施工管理模式,建设智能化的大坝。2008年5月开始,由三峡集团牵头,联合多家机构、院校组成的科研团队,历时两年多研发了“大坝智能化建设管理系统平台”。樊启祥说,正是这一平台的运用,解决了混凝土温控防裂、混凝土浇筑质量、大坝基础开挖和处理等技术难题,保证了蓄水、发电目标的顺利完成。 
  溪洛渡工程蓄水运行后,连续3年的监测表明,拱坝各项指标均在设计允许范围之内,至今未发现混凝土温度裂缝。今年1月,“聪明大坝”的大功臣——“300米级溪洛渡拱坝智能化建设关键技术”荣获国家科技进步二等奖。 
  阳刚的大坝被赋予了柔性的感知、分析和控制能力 
  “聪明大坝的智能,概括而言就是给阳刚的大坝加上了柔性的感知、分析、控制能力。”樊启祥说,大坝内埋设了7200个先进的监测仪器,其中4000多个是国内首次使用,“这些设备就像人体的毛细血管和神经系统,将触角伸向坝体的各个部位,全方位、全时空地精确感知大坝的状态。”以前给混凝土降温一般采取人工冷却,而溪洛渡大坝却通过预埋的温度计,实时掌握各部位混凝土的即时温度,结合冷却阶段,自动调节通水流量,实现冷却过程的完全智能化,不再需要人工调整。 
  聪明大坝的分析能力,来源于“大坝智能化建设管理系统平台”强大的数据采集和反馈能力。樊启祥介绍,系统根据各类数据的特点,实现多模式的采集。比如,拌和楼的生产数据、缆机运输数据实现了自动采集和导入,避免人工干预与额外操作,保证了数据采集的准确与及时。对于仍需人工测量的数据,则运用现场手持式数据采集功能。“借助在线式手持数据采集系统,技术人员能对采集目标进行统一的条码编码,实现快速扫描定位和数据的快速录入。” 
  三峡集团科技与环境保护部副主任戴会超说,这个系统平台包含混凝土施工、温度控制、仿真分析、预警预控等14个功能模块,不仅能够对采集的各类现场数据及时进行汇总、分析,为施工决策提供详实可靠的数据依据,而且还能通过制定各类标准与阀值,根据拟合参数预测变化趋势,实现了混凝土施工“最高温度、降温速率、异常温度“的预报、预警。 
  “大坝智能化建设管理系统平台”的研发和应用,不仅提高了溪洛渡工程建设质量,还有效地控制了工程建设成本,仅大坝混凝土冷却用水一项就节约3000多万方,节约投资约5000多万元。据了解,目前溪洛渡大坝智能化技术创新成果已推广应用到长江干流上的向家坝、白鹤滩、乌东德和雅鲁藏布江干流藏木电站,据初步测算,直接经济效益达242亿元。 

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发布日期:2016年04月25日