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大坝一直是水电工程的核心,从传统的施工工艺到数字化平台,再到智能化应用,我国坝工技术在短短时间内实现一次次重大飞跃。
这一期“能源黑科技”,小编要带大家去金沙江下游的溪洛渡水电站。
要知道这个电站规模大、难度高,是世界上最具代表性的水电工程之一。该工程首创的300米级拱坝智能化建设关键技术,先后获得2015年国家科学技术进步二等奖,和素有国际工程咨询领域“诺贝尔奖”之称的“菲迪克2016年工程项目杰出奖”,这不仅代表了全球大坝智能化建设的最高水准,更向世界展示了我国水电的创新实力。我们的记者也说它是世界上最“聪明”大坝,一起去看看吧!
世界最“聪明”大坝
285.5米特高拱坝屹立于金沙江上,不仅带来视觉震撼,更蕴含科学奥秘。
“这么庞大的工程,大体积混凝土浇筑是关键,而温度控制又是其中最核心的内容。”三峡集团向家坝—溪洛渡建设部主任王毅华告诉记者,“大坝内外温差容易产生裂缝,对大坝安全造成极大威胁。”
据介绍,溪洛渡大坝施工过程中,安装9700多支现状监测传感器,及时自动采集不同坝段的相关数据进行分析,并借助通水管道智能阀,控制冷却系统自动均匀冷却。“以前大坝建设比较落后,数据采集、冷却水控制都是人工完成,不准确,人为失误也无法避免。”中国工程院院士张超然介绍。
溪洛渡大坝680万立方米的大体积混凝土没有出现一处开裂,这不得不说是中国大坝建设史上的奇迹,也打破了业界常说“无坝不裂”的定律。
解决了温控难题,泄洪方式的确定又给工程师们带来不小的挑战。自1939年有史册记载以来,该流域发生过的最大洪水流量为29000立方米/秒,而溪洛渡枢纽工程校核洪水流量达52300立方米/秒,溪洛渡工程处于狭窄河谷地带,其中大部分必须依靠坝身泄洪完成。
水电水利规划总院副总工程师魏志远称:“拱坝仅仅依靠泄洪洞是无法实现这么大洪水的泄洪要求,必须采用坝身泄洪才行。但是,拱坝相当于一个薄壳,在上面打孔会对坝体生产损伤,而且泄洪能量非常大,大坝能否承受得住确实是个难点。”
记者注意到,溪洛渡水电大坝上分别排列有7个表孔和8个深孔用于泄洪,总泄洪流量达36000立方米/秒。“设计是灵魂,好的方案才能确保工程安全可靠,同时兼顾经济合理、生态环保。泄洪消能设施的设计并非一蹴而就,而是通过多种方案仿真模拟、对比试验、不断优化,才最终形成‘七上八下’泄洪孔布置。”中国电建成都院副总经理王仁坤表示。
“聪明”的大坝不仅有最优的设计方案做基础,最先进的技术做保障,还与信息化平台密不可分。
“溪洛渡大坝是世界上最聪明的大坝,一有头疼脑热就会及时告诉你。”张超然说,“溪洛渡大坝建立了一套全过程、全方位、全生命周期的仿真系统,10年、20年,甚至100年后,都可以通过仿真计算来掌握大坝的状态。”
据介绍,信息化技术帮助大坝智能化实现感知、分析、控制三方面要求,即信息实时采集、快速查询;权威专家跟踪分析,典型问题评价预测、提前解决;大坝浇筑及时反馈分析,成套设备自动控制。
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