黄登水电站荣获碾压混凝土坝国际里程碑奖

来源:中国电力新闻网发布时间:2019-11-14点击?119

数字高坝 里程之碑

——写在黄登水电站荣获第四届碾压混凝土坝国际里程碑奖之际

苏洪玉

2019年11月11日,云南昆明,中国大坝工程学会2019年学术年会暨第八届碾压混凝土坝国际研讨会上,大会宣布:“黄登水电站荣获第四届碾压混凝土坝国际里程碑奖。”全场掌声雷动,这是澜沧江上第三个荣获国际里程碑奖的水电站!

国际里程碑奖,表彰的是在国际坝工界具有里程碑意义的工程,里程碑意味着突破,标记着历史,更引领未来。黄登水电站作为中国最高的碾压混凝土重力坝,由华能澜沧江水电股份有限公司以“全面数字化”打造的水电工程高质量建设,让碾压混凝土坝摆脱了坝工界对其安全性的质疑,以崭新的标签重新回归人们的视野,并成为丰碑。

黄登水电站

全面数字化 让水电迈进新里程

2017年1月,黄登水电站大坝顶上8号坝段碾压混凝土防渗区,一根混凝土芯样被完整取出。

“长度24.6米,直径是189毫米,芯样完整,已经打破了世界最长的碾压混凝土芯样记录。”工作人员对芯样进行测量后高兴的向专家们汇报结果。

在场的专家和工作人员将它团团围住,大家看着眼前这块芯样,表面光滑,气泡稀少,层间紧密的结合在一起!这虽已在众人的意料之中,但是每个人脸上惊喜的表情却藏不住。

一根当时世界最长的碾压混凝土芯样能说明什么?

位于云南省兰坪县境内的黄登水电站,是澜沧江上游河段梯级开发的第五级水电站,电站大坝高203米,是中国已建成的最高碾压混凝土重力坝,这是一种在施工速度和工程造价上比常规混凝土坝有明显优势的坝型,同时也是一种对原材料和施工控制精确度有极高要求的坝型,施工过程稍有不慎便会导致蓄水后渗漏量大的问题,这一度让坝工界对它的安全性产生质疑,黄登大坝的质量控制面临着巨大的挑战。

2013年开始,中国工程院院士、澜沧江公司原高级顾问马洪琪带领澜沧江公司科研团队,对国内多座碾压混凝土坝的施工工艺和质量控制进行分析、研究、对比和总结。很快,马洪琪得出碾压混凝土坝要建好,关键是碾压层面要结合紧密、变态混凝土施工质量要控制到位的结论。这一结论,得到了水电工程界的高度认可。

澜沧江公司在经过四次重大会议决策后,最终敲定了“以全面数字化建设黄登大坝”的方案。

随即,在马洪琪院士的带领下,公司科研团队联合国内多家科研单位,进行系统创新和集成创新,研发了一套“数字黄登大坝施工管理信息化系统”,综合运用信息化手段,对整个大坝施工进行“360度无死角”全程监控。

打开“数字黄登”系统,有工程信息管理、混凝土施工工艺监控、混凝土温控全面智能监控、大坝基岩灌浆监控、大坝安全监测管理、混凝土温控大坝施工进度仿真、决策支持、运行期后评价八个板块。不仅对施工原材料品质的控制、骨料运输、混凝土生产过程、混凝土碾压施工控制和温控防裂进行全程跟踪监控,也将后期的运行维护纳入到整个体系中,实现数字建造技术的“全坝全过程全要素”应用。

数字黄登大坝施工管理信息系统

碾压混凝土坝层间结合的关键,是在混凝土温度快速上升的同时,确保每层混凝土间以“新鲜”的姿态完成结合,这就是热升层,它对温度和时间的要求非常严格。黄登水电站处于干热河谷地区,降雨稀少,气候干燥,昼夜温差最高达20多度,对于怕“干”的碾压混凝土施工来说,无疑是个难题。

“针对这个难题,我们首次研发应用了热升层数字监控系统对大坝热升层进行控制。”公司科技管理部的庞博慧介绍。

在这个系统的“监督”下,大坝仓面被分为若干的“小方格”,每个仓面从“下料”就开始被“跟踪”,混凝土暴露的时间和标准时间内的剩余量都在进行实时计算。在监控界面上,不同颜色的方格子直观的提醒着每一个仓面混凝土的情况,并及时指导现场的施工协调,保证每一层混凝土都能在最佳的时间内进行覆盖和碾压,保证层间的无缝结合,有效的避免了人为管理时容易出现的“漏洞”。

在碾压施工中,黄登大坝综合利用GPS、北斗卫星技术,对混凝土碾压的质量进行实时监控、分析和反馈,同时利用数字化温控手段对混凝土温度和通水冷却进行全面智能监控,确保碾压质量和温控指标都满足要求。在上游面变态混凝土施工中,制定了加浆实时监控指标体系,控制加浆量、浆液浓度、加浆位置等参数,确保灌浆质量良好,在防渗关键的大坝上游穿上了一件密实的“防水服”。

在全面数字化的护航下,黄登大坝以年平均68.3米的上升高度,仅用了三年时间,就完成了203米高的大坝浇筑,浇筑方量达350万立方米。2018年7月,黄登水电站首台机组顺利投产,坝体坝基每秒小于10升的渗流量,创下了国内同坝型、同规模的最小记录。黄登碾压混凝土重力坝关键技术体系成套延用到了澜沧江大华桥、乌弄龙水电站,两座电站成功建成。

一根当时世界最长的碾压混凝土芯样,就是黄登大坝全面数字化建设的记事结绳,记录着数字化为工程质量保驾的痕迹。黄登大坝,以优质的施工质量,为碾压混凝土坝打了一个漂亮的翻身仗!

黄登大坝碾压混凝土芯样

科技驱动力 让清洁能源更多赢

水电作为我国主要的清洁能源产业,一直以来都是经济社会发展的强劲动力。近年来,随着发展方式的转变,建设资源节约型、环境友好型的要求和需求不断增大,以科技创新提升能源效率,已经成为一种必然的趋势。

“全面数字化建设”的黄登水电站让施工快、造价低的古老坝型重新回归高质量坝工建筑物的行列,为我国水电开发投资控制发挥重要的作用。作为能源企业,澜沧江公司多年来在水电开发中积极落实国家科技创新驱动力发展战略,发挥自主创新能力,将科技力量注入流域水电开发的各个领域。

黄登水电站建设坚持生态环保优先,在科技创新的引领下,建成了升鱼高度为150米的世界第一高坝鱼类过坝升鱼机、建成了分层取水设施——叠梁门、建成了澜沧江支流德庆河鱼类保护区、建成了尖叶木樨榄原地保护区......

在这张生态环境保护成绩单里,作为电站重要环保工程的升鱼机鱼类过坝系统,是升鱼机首次在200米级的高坝成功建成。

布置在电站尾水口的升鱼机,利用发电尾水水流作为诱鱼方式,采用AGV轨道自动小车运送鱼箱,当大坝升降机完成提升转运过坝后,运鱼船将鱼类运至库区河流放流,实现了诱鱼、捕鱼、运鱼、放流的全流程自动化,这在珍惜鱼类保护领域又是一个新的里程。它的建成,对维持河流生态系统的连通性、保护土著鱼类、维持生物多样性具有重要意义,黄登水电站的高坝鱼类过坝技术,在坝工建筑物高度不断提升的现代水电建设中,成为生态保护科技的奠基石。

升鱼机诱鱼系统

黄登水电站作为“西电东送”的主力电源点,高质量建设成为绿色电力助力经济发展的重要保障。澜沧江公司在20年的清洁能源开发中,将“建设一座电站、带动一方经济、保护一片环境、造福一方百姓、共建一方和谐”的理念贯穿于每座电站的建设过程。“全面数字化建设”让黄登水电站高效、优质的建设完成,清洁电力成为东部地区发展动力,也同样成为西部地区脱贫攻坚的强大引擎。

黄登水电站移民新村

位于怒江州境内的黄登水电站在建设过程中,发挥大项目辐射带动作用,超过180亿元的投资,连续多年占据当地固定资产投资榜首,投产后长期优质的稳定税源将为边疆少数民族地区脱贫攻坚注入鲜活动力。征地移民的搬迁、基础设施的改善、人蓄饮水的建设、卫生医疗条件的进步、党建阵地建设的帮助、助学圆梦的爱心之举都极大的改善了电站周边百姓的生活质量,在电站快速有序的建设中,水电开发造福于民的意义,真切的写在了百姓的美好生活里。

澜沧江公司依托丰富的水能资源,用不断开拓的创新能力、不惧艰难的攀登精神,敢于攻坚的科技创造力在澜沧江筑坝建库,创新的上百余项科技成果,涵盖了水电工程建设、生态环境保护、安全生产运行及水资源高效利用等多个领域,以高质量完成澜沧江水能开发为基础,用科技创新的力量推动澜沧江流域清洁能源高效的建设和利用,以电站为核心实现清洁能源的多赢。

大坝博览会  让世界水电看中国

流淌于云南高山峡谷间的澜沧江,以其丰富的水能资源,成为中国十三大水电基地之一。1999年,澜沧江公司在云南成立,分三段对澜沧江进行流域梯级水电开发。

20年间,公司先后在澜沧江流域建成以世界最高的300米级双曲拱坝小湾水电站、“中国第一、世界第三”的心墙堆石坝糯扎渡水电站和国内最高的碾压混凝土重力坝黄登水电站为代表的10座大型水电站,大坝建筑物涵盖所有坝型,让澜沧江成为了一个“大坝博览会”,浓缩了中国水电建设的发展历史。

90年代开工建设的小湾水电站堪称“世界最难”,当时的中国水电逐渐摆脱资金的制约,迈进水电大发展时期,300米级的高拱坝建设,史无前例,所面对的许多技术难题都位居世界第一,小湾水电站成为众多难题的攀登者,在长达十年的建设中,也成为多项创新成果的开创者,为后续水电站的建设提供了宝贵的经验和技术标准。小湾水电站的建成,推动了世界拱坝向300米级跃升,中国水电成为世界的引领者。

作为一个资金和技术密集的行业,一直以来,水电建设都以一种粗放式施工而存在。进入新世纪,信息化技术快速发展,推动了生产力的发展,2008年,澜沧江公司在国内首次将信息化手段引入澜沧江下游糯扎渡水电站大坝建设的质量管理中,创建了“数字大坝”监控系统,对大坝填筑过程中的各项参数进行监控,提升精细化施工水平,建成了“中国第一、世界第三”的心墙堆石坝,引领世界土石坝技术的发展,把水电建设推进了数字化时代。

如今,全面信息化时代的到来,掀起了新一轮的工业革命,对技术密集型的水电建设提出了更高的要求,站在世界前列的中国水电再次面临新的挑战。黄登水电站建立的200米级高碾压混凝土重力坝关键技术体系,基于“云、大、物、移、智”的前沿技术,全面升级数字化,创建了同期处于国际领先水平的高碾压混凝土坝“全过程全环节全要素”数字化管控体系,以新的手段重塑传统坝工建筑物的质量管控体系,成功将全面数字化、部分智能化的手段运用到大坝质量管控中,推动水电建设向全面智能化建造迈出了前进的一步。

从1999年到2019年,澜沧江公司以开创性的科技手段和先进的施工工艺,在“大坝博览会”不断刷新世界水电建设新纪录,使其成为中国水电高质量建设的典范,为中国的水电技术走在世界前列作出了积极的贡献。

从中国大陆第一座水电站石龙坝水电站,到在整个中国水电界掀起冲击的鲁布革水电站,再到我国第一座由中央和地方合资建设的云南第一座百万千瓦级电站漫湾水电站。云南,承载和见证了中国水电建设的发展历程。在这片土地上,澜沧江公司因水而生,从一个项目公司发展成为南方电网及湄公河次区域最大的清洁能源发电企业、云南省培育以水电为主电力支柱产业的龙头企业和“西电东送”的骨干企业,并立足云南面向南亚、东南亚地区的区位和开放优势,稳步实施“走出去”战略,主动融入国家“一带一路”建设,将中国水电科技带出国门,推向世界,让水电成为了中国的一张亮丽名片。

小湾水电站、糯扎渡水电站均以其对世界水电发展的巨大推动作用分别在2016年、2017年获得“国际里程碑工程奖”。2019年,世界目光再次聚焦中国云南,黄登水电站为澜沧江流域捧回第三座“国际里程碑工程奖”,澜沧江公司作为中国水电行业的一员,在澜沧江上不断开创属于中国水电的新纪元,助力中国水电实现了从“跟跑者”、“并跑者”向“领跑者”的飞跃,“大坝博览会”,让世界水电看到了中国科技的力量。

小湾水电站大坝

糯扎渡水电站大坝

黄登水电站大坝

20年,征途漫漫却也弹指一挥,一条国际河流,因为智慧,在中国境内获得了新的定义。在中国电力百余年的历史长河中,澜沧江在发展的大潮中成长,也在成长中创造,凭借科技的活力行走在浪潮的前端,座座高坝铸就座座丰碑,推动着世界水电技术的时代更迭。未来已来,跨过全面数字化的里程,澜沧江已重新整装,迈向智能......