创新引领发展——水电八局白鹤滩项目技术创新纪实

白鹤滩水电站工程位于云南省和四川省交界的金沙江上，大坝高达289米，年发电量16000MW。金沙江气势之磅礴，举世皆闻，白鹤滩工程体量之巨大，世所罕见。在中国特大型水电工程逐步进入尾声的时候，中国水电人以“精益求精”的工匠精神，竖立起又一座伟大的丰碑。

但言之易，行之难，没有科学的策划，没有科技的创新，建造一座超级大坝谈何容易？为了确保白鹤滩水电站质量目标的实现，工程建设之初，就定下“打造世界级优质大坝”的宏伟目标。业主、设计、监理、施工各参建方竭尽所能，筑造一座智能化的精品大坝。

在这样的背景下，科研设计院白鹤滩项目部会集测量、监测、试验三大专业的骨干力量，为白鹤滩提供全面、优质技术服务。白鹤滩项目部坚持把“创新”作为管理核心，引领各专业提升管理水平，质量控制手段日益科学化、标准化，更好地为工程建设服务。

一、安全监测，用智能体现科技引领

监测内观方面，主要负责白鹤滩水电站左岸边坡永久安全监测工程、右岸大坝数字测温系统及施工期监测等工程。截至2017年6月，左岸边坡安全监测总计完成监测仪器安装467套，完成率83%；右岸大坝温控项目紧随大坝浇筑进程实施，自4月初大坝首仓混凝土开浇以来，共计完成14仓48支温度计的安装。

数字测温系统属于白鹤滩水电站大坝智能温控三大系统（数字测温、光纤测温与智能通水）之一。通过智能温控系统内温度采集装置采集大坝混凝土实时温度情况，利用控制系统及时调整保温、保湿、养护等常规措施与冷却通水流量、方向、温度等参数，使大坝混凝土内部温度冷却过程、内外温差及温度梯度控制在设计要求的曲线范围内。

在完成仓内温度计的埋设后，将监测电缆接入智能通水系统控制柜。然后通过微信客户端上“智能通水温控平台”实时动态地掌握各仓温度计工作情况。如果在混凝土浇筑过程中，温度计被损坏，微信平台将会自动推送温度计工作异常通知，施工人员将及时采取相应的修复措施，并且该系统自动测温取代传统的人工测温，大幅提高了温控系统的精度及工作效率。

安全监测专业监测紧紧依托白鹤滩水电站的“智能大坝施工管理APP”，实现了监测仪器埋设考证表及评定表的网上编写。验收评定资料经初检、复检及终检三步审核后，在大坝每仓混凝土开仓前提交监理工程师进行终审。每一步都有审核人的电子签名，确保验收资料评定的真实性，也极大的提高验收评定资料的及时性，为后续的计量及结算工作提供了便利。

监测外观方面，我们承担白鹤滩水电站变形控制网及左右岸边坡表面变形监测安全监测工程，合同项目包括控制网土建及观测实施内容，施工现场具备以下几个特点：1、、监测区域大，南北向长度约15km；2、、监测部位多，左右岸边坡目前共涉及到24个监测部位；3、高程跨度大：最大高程约1500m，最低高程约650m左右；4、交通不便：左右两岸目前主要靠上下游临时索桥、围堰及下游1#永久大桥通行，由于受山势险峻、现场条件限制，道路普遍较为狭窄且连续弯道，急弯繁多，而隧洞涵洞为目前主要的交通路线，这也决定了水准观测中存在大量的洞室测段；5、气候特殊：每年的5月至10月为金沙江流域的雨季汛期，降雨频繁且雨量集中，周围的海子沟、矮子沟、下红岩、金江滑坡体区域时有泥石流灾害发生，而11月至来年3月则为白鹤滩工地的风季，常有9级~11级大风昼夜不息，气候干燥；6、工期紧任务重：变形网工程量包括11个网点全基线B级GPS网观测（3个时段、每时段23小时）、96公里1等水准、40公里2等水准、103个方向206条对向边的一等边角常规网观测、上下游临时桥2处三角高程跨河水准观测，同时还需要兼顾左右岸边坡目前251个表面变形测点每月常规的边角交会观测及二等水准测量，工程量大，劳动强度高。而为获取合格的外业数据，一等边角网观测及每月的边坡平面变形监测。与其他项目不同，受日间高温的影响，白鹤滩全部采用夜间观测，实施难度较大，但观测质量高。

白鹤滩变形控制网采用了目前国内最前沿的技术方案和措施：1、常规边角测量使用测量机器人自动观测技术，高程采用电子水准仪观测，提高了观测精度，减小了作业人员的劳动强度，明显提高了观测进度和质量。使用高精度测量机器人TM30及机载程序<徕卡三维变形监测系统V8.7>以及高精度数码水准仪DNA03进行自动观测，可根据限差自动报警重测，减少了工作中出错的几率，极大提高了观测的工作效率及观测精度。2、利用后处理软件DAM6.0进行全站仪及数码水准仪的数据处理，可自动进行粗差探测、过程概算、平差计算、精度分析以及观测报表形成，从而大大提高了大量观测数据的处理和分析能力，提高了内业计算的工作效率。3、利用BERNESE软件对白鹤滩首期GPS基准网进行IGS联测解算，使用GPS-NET软件进行网平差，得到了准确的起算数据，以消除起始点误差对基线解的影响。4、GPS基点校核网所有观测数据先采用TEQC软件进行GPS数据的预处理和质量分析，提高了处理数据的质量。短基线处理及网平差采用TBC、CosaGPS等进行对比分析计算，提高了计算的精度。5、GPS基点校核网采用拟稳平差的数学模型，提高了整网的精度，不因控制点的强制约束降低观测量的精度，整个网的精度均匀、可靠。6、观测数据的处理不采用常规的数学模型，而是采用河海大学兰孝奇教授多年研究的数学模型，并利用其开发的《基于站心地平坐标系的GPS三维变形监测网数据处理软件》对GPS数据、常规边角网数据、高程数据进行三维网联合平差，并采用了聚类分析的方法进行拟稳点分析计算，无论对监测网的精度及可靠性、还有动点分析均有实际的意义。7、利用精密三角高程法进行跨河水准测量，为提高观测质量，选择在夜间分时段观测。利用两台TM30精密全站仪分置左右两岸，能缩短观测间隔，减小垂直折光对天顶距观测影响，提高观测精度。同时为削弱仪器高棱镜高丈量误差对成果的影响，采用电子水准仪配合全站仪及条码尺精密测定法，能极大提高仪器高棱镜高丈量的精度。经多期观测成果检验验证，精密三角高程跨河水准测量能达到一等水准的精度要求。

截至2017年，白鹤滩水电站变形控制网已进行了首期观测（2013年，独立2次）及3期复测（2014年~2016年），成果报告均通过了专家评审会审查，得到业内专家权威的一致认可。

二、测量专业，改进技术提高工作效率

测量队见证了白鹤滩水电站从1145m至545m，将近600m高差的开挖。在建设过程中，测量队也与时俱进，勇于创新，以高质量、高效率打造八局测量的专业品牌。

测量队在白鹤滩完成了基于徕卡11系列全站仪的预裂孔机载程序的应用，此程序主要运用在右岸坝肩高边坡开挖上，右岸坝肩高边坡具有坡度陡，开挖边线长，需要大量的预裂孔放样工作。传统的预裂孔放样是基于CASIO5800计算器编制的预裂孔程序，首先在计算器中输入该段的参数，然后再将现场实测的坐标手动输入到计算器内进行校核，根据偏差值进行调整，重复输入，直到在合格范围内才完成一个预裂孔放样，机载预裂孔程序可以直接将数据在全站仪上进行处理，自动计算偏差，省去了重复输入计算器的步骤，和传统预裂孔放样相比，机载预裂孔程序简化了预裂孔放样的步骤，减少了参数输入，提高了效率，降低了错误率。以预裂孔机载程序的强有力的技术支持下，高质量的完成了右岸边坡开挖放样，刷新了高边坡开挖速度纪录，为公司赢得了荣誉。

白鹤滩水电站进入大坝浇筑期，大坝采用三维计量，这是白鹤滩工程首次将三维运用到计量上。采用基于AUTOCAD的三维功能模块，根据现场实测地形及大坝设计图进行空间的绘制及计量。传统的计量方式是断面法计量，需要搜集数据，然后绘制设计图、验收、原始地形图，有时还需要绘制土石分界图，再根据实际情况布设断面，剖切断面，对断面进行相互嵌套形成断面图，最后再进行整理、排版完成计量。而三维计量只需要将收集的数据成图后，几个图层叠加到一起，处理掉无用区域，最终生成实体即可，准确度更高，而且三维具有可空间旋转的特点，相较于传统的断面法计量，三维计量具有可视性更好，准确度更高，步骤更简单，汇总更方便快捷等优点，为工程快速结算提供了有利的技术支持。

三、试验检测，坚持“三个创新”推进管理提效。

试验室在白鹤滩的建设过程中，娴熟运用各项检测技术，服务于工程，多次协助施工局进行技术攻关，确保了高边坡开挖和排导渠、围堰大方量土石填渣的进度。2017年6月，在国家计量认证电力评审组监督检查中，专家组对白鹤滩试验室管理、检测能力给予了高度评价。

做好管理和检测工作，白鹤滩试验室依靠的是“三个创新”：理念创新、技术创新、人才培养创新。

理念创新：由咨询服务转变观念，提出前瞻性服务的服务方式，即除了完成客户要求的工作之外，试验室还主动根据工程进度和大检测数据量，发现有可能出现的技术问题和风险问题，对客户进行预警，防范质量事故的发生。理念创新还体现在根据工作类别，将试验检测工作分为若干个模块，固化模式和流程，使新员工看得懂、学得快，试验室可以腾出手来重点讲授和监督复杂的环节和疑难部分，员工的技能可以在短时间内快速满足检测技术的要求。

技术创新：不拘泥于同类工程试验检测的思维定势，对试验检测的环节进行创新，比如在高边坡开挖废渣料的二次利用上，通过对废渣组成成分的大量检测，合理利用其合格部分，开展各项组合试验，最终确定参数，变废为宝，创造效益。试验室还拓展台账管理范围，全部工作都采用台账式管理，建立大数据库，基本保证各项技术和管理参数齐全，便于查阅，使过去凭感觉开展的管理，量化成可以看得见、摸得着的数据，从而能够定量分析、科学评价。

人才培养创新体现在：改变过去“大一统”的培养模式，借鉴“特质因素理论”，分析员工的性格特征、兴趣点、个人技能等，建立个体的培养制度，由无差别培训改变为有针对性培训，根据员工的接受能力，重点强化员工擅长的技能，再逐步扩展到全部技能的培训。通过这种人才培养模式，白鹤滩试验室已经为各项目输送了大量人才，成为新建项目的骨干力量。

安全监测，运用最前沿科技实现智能化控制；工程测量，运用预裂孔机载程序技术力量和三维计量提升工作效率；试验监测，运用“三大创新”推进管理提效，三大专业齐头并进，不断推陈出新，提高技术水平，积极应对竞争与挑战，为公司建设世界级超级大坝保驾护航。