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重器巡礼丨探访世界最高混凝土面板堆石坝

与党同心,与国同行。党的十八大以来,中国能建葛洲坝集团全面贯彻新发展理念,融入和服务构建新发展格局,匠心铸造一批“国之重器”,交出了靓丽的十年答卷。

伟大的时代创造伟大的工程,伟大的工程装点伟大的时代。三峡工程、白鹤滩、溪洛渡、乌东德、向家坝...公司每一个超级工程都创下多项“世界首次”,它们是我国与日俱增科技创新能力的集中体现,也是一个大国一步步攻克核心关键技术的真实写照。承载于重大工程之上的品质意识、工匠精神、奋斗姿态,也是中国经济迈向中高端不可或缺的内在支撑,是中华民族难能可贵的精神财富。

现开设“重器巡礼”专栏,以重大工程为依托、为激励,全方位呈现企业加快创新步伐,不断夯实发展基础,刷新发展高度的昂扬奋斗姿态。

祖国西部边陲,新疆阿克苏地区库玛拉克河大石峡峡谷,一座攀登新的“智能建造”技术高峰、践行绿色发展理念的大型水利水电工程,正掀起紧锣密鼓施工的热潮。

11月的阿克苏,最低气温已低至摄氏零度。大石峡水电站工程施工现场,大型工程车往来穿梭,机器轰鸣响彻山谷。来自中国能建葛洲坝集团的2000多名建设者正在精心填筑坝体,以实际行动检验学习贯彻党的二十大精神的实际成效。

大石峡水利枢纽是葛洲坝集团投资89.9亿元建设的一项重点工程,247米最大坝高将打破水布垭大坝233米世界最高混凝土面板坝纪录。建成后水库库容11.7亿立方米,电站装机容量75万千瓦,预计年发电量18.9亿度。工程主要任务是向塔里木河干流生态供水,兼顾灌溉、防洪等综合功能,同时担负南疆四地州电力调峰任务。该工程的建设,对促进南疆经济社会发展,维护新疆社会稳定和长治久安具有重要作用。

建设工地变身“3D打印机”

党的二十大指出:“必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力,深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,开辟发展新领域新赛道,不断塑造发展新动能新优势。”

走进大石峡水利枢纽工程施工现场,便利的电网、通信网,先进的数字化智能化技术,与周遭的荒山戈壁形成鲜明反差,更令人惊叹的是项目建设实现了无人驾驶、无人碾压、智能温控、虚拟仿真……这些脚踏实地的行动,彰显了公司向科技强企阔步迈进的自信与担当。

建设现场

作为世界最高混凝土面板坝,工程所在地属于地震多发区,施工过程各项技术参数控制仅依靠人工决策与操作,已经无法满足工程建造的要求,亟需借鉴“3D打印”技术理念,采用计算机统一调度与控制,实现工程建设尤其是大坝填筑过程的标准化、精细化、智能化。

早在2020年10月项目开工初期,中国科学院院士陈祖煜、中国大坝工程学会秘书长贾金生等业内知名专家学者便就智慧大石峡建设提出了专业建议。为此,大石峡水利枢纽工程项目公司、项目部联合科研院所、博士后工作站组成咨询团队,开展了重大科研项目9大项16个子专题、一般科研项目13大项的研究,在数字信息技术服务上陆续投入资金8000余万元,组装巨型“3D打印机”。

“3D打印”技术在大石峡水利枢纽工程的应用,是通过工程智慧云平台将大坝“分解”,切片成很多不同的建设步骤,一层层地完成作业,一步步从整体上实现3D打印的效果。

走进大坝填筑区,记者看到技术人员将7块不同质量的大铁块拉升到一定高度,让其自由落体砸向填筑的坝体,不远处承压板的传感器便自动采集振动波数据,经过电脑分析便可得出填筑体干密度,从而指挥碾压设备进行下一步操作,这种现代化检测方法被称为“附加质量法”。

“附加质量法是一种智能化监测手段,目前已经在大坝填筑中得到运用,可代替超过60%的坑检量,能够减少50%以上检测时间,为‘3D打印’提供快速无损检测。”中国能建葛洲坝三公司大石峡Ⅰ标项目负责人李东飞介绍说。

国家水利部监督司司长王松春在调研大石峡项目时表示,大石峡项目创新运用各项科技成果,为我国在南疆特殊地质条件下就地取材建设特高砂砾石坝积累经验,他表示非常看好这些“高科技”。

随着大石峡水利枢纽工程智能技术的深入推进,大量的自动化机器作为不同的组件无缝地协同工作,整个建设工地将变成一台巨大“3D打印机”。到2026年项目完工,247米的世界最高面板坝或将成为全球最大“3D打印”工程。

投亿元保护鱼类

党的二十大报告中指出,中国式现代化是人与自然和谐共生的现代化,尊重自然、顺应自然、保护自然是全面建设社会主义现代化国家的内在要求。大石峡水利枢纽工程的建设者们,用实际行动践行人与自然和谐共生,在茫茫戈壁滩里,打造绿色生态工程。

“项目建设始终把生态环境保护放在重要地位,为保护库玛拉克河河水生态环境,项目在环境保护方面的投资在1亿元以上。”新疆葛洲坝大石峡水利枢纽开发有限公司总工程师周俊芳说。

大坝下游河道

库玛拉克河中主要生活着7种土著鱼类,其中包括国家二级重点保护野生动物——塔里木裂腹鱼和斑重唇鱼。塔里木裂腹鱼有季节性、短距离洄游产卵的习性,如何让库玛拉克河中的鱼类翻越大坝洄游产卵繁殖?这是必须解决的生态问题。

周俊芳介绍,公司将库玛拉克河上游支流铁米尔苏河60公里水域划为鱼类栖息地保护水域,未开展一切渔业活动并进行长期的水质、鱼类和水生生物等生态环境监测。在小石峡水库坝下布设鱼类集运系统,解决小石峡与大石峡两座大坝对鱼类的阻隔影响,以新代老在协合拉引水枢纽建设鱼道,恢复库玛拉克河的连通性;并通过在大石峡新建鱼类增殖放流站进行人工增殖放流,补充鱼类资源。目前,这些工程都在抓紧建设之中。

运送填筑物料的车队排成一条“长龙”

新疆大石峡水利枢纽工程是已建、在建的世界第一高混凝土面板砂砾石坝。周俊芳介绍,这种坝型适合当地条件,充分利用当地的砂砾石等材料,在节能减排方面效果明显。他粗略算了一笔账:如果采用钢筋混凝土浇筑大坝,至少要浇筑近300万立方米混凝土,以每立方米混凝土耗费300公斤水泥计算,就要用去90万吨水泥。采用混凝土面板砂砾石坝,大部分是当地的砂砾石为填充料,规划设计面板砂砾石坝的混凝土总量为44.2万立方米,水泥用量大大减少,再加上少用的钢筋以及拉运费用等,节能减排效果非常明显。

“我们在建设中还采取了多种措施保护生态环境,如工程建有一体化污水处理设施,实现生活、生产污水100%全处理。”周俊芳说。

大国重器同心铸,耸立南疆看此峰。目前,大石峡水利枢纽工程建设已完成总体工程的43%,正加紧进行堆石坝填筑、引水发电系统和泄水排沙系统混凝土浇筑等建设任务。其中,坝高247米的世界最高混凝土面板砂砾石坝,已填筑82米(完成三分之一),相当于28层楼的高度,预计明年1月完成大坝二期填筑。

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