“镜”观白鹤——水电五局承建金沙江白鹤滩水电站泄洪洞工程走笔
8月3日,世界的眼睛都聚焦在了四川与云南交界处的金沙江畔,一只代表中国乃至世界最高水电技术水准的白鹤正鼓翼待飞。
这里是装机规模全球第二大、在建规模全球第一大水电站——金沙江白鹤滩水电站建设现场,该水电站被国内外专家称之为“中国乃至世界技术难度最高的水电工程”。
以工程为“镜” 可以知实力
“这么高的泄洪洞边墙混凝土浇筑,墙面一次性浇筑成这个程度,这在世界也不多见。边墙浇筑成清水混凝已经不得了,现在能浇筑成镜面混凝土,整个外观像‘镜面’一样,堪称世界一流!”。在开工典礼上,三峡集团公司董事长卢纯携其他与会的水利水电专家,向水电五局承建的电站泄洪洞工程给出了这样的评语。
“镜面混凝土”!卢纯给出的评语一语惊人。由水电五局承建施工的白鹤滩水电站泄洪洞,是世界上规模最大的无压泄洪洞群,仅其中的3条泄洪洞主洞总长就超过6公里,6分钟最大泄洪量就相当于1个西湖的库容量,泄洪功率世界第三。水电五局建设者饱含一颗“匠心”,矢志要在“高水头、大流量、高流速”水电站泄洪洞室工程施工中成为技术引领,创造国际典范!
现场,一道道光线折射出混凝土表面的光滑,看着反光刺眼,摸着平滑厚实,超高的边墙混凝土浇筑质量让在场的水利水电专家们惊叹不已,纷纷称赞这是“顶尖水平、工匠精神、世界一流”!他们的眼神里透着肯定和钦佩,手里也没闲着,纷纷拿着手机拍照留念。水电五局承建的白鹤滩水电站泄洪洞工程,以其超高标准的内外部质量,成为白鹤滩水电站建设众多亮点中最“吸睛”的焦点。
以“匠心”为“镜” 可以知能力
“泄洪安全是白鹤滩水电站建设我最关心的几个安全因素之一。巨大的泄洪流量对下游产生的冲击力是巨大的,大坝与隧洞可能产生的空蚀、冲刷,下游雾化对边坡的影响,大坝结构产生震动等都是应当关注的问题。”中国科学院院士张楚汉说。
白鹤滩水电站总库容188亿立方米,同时由于地理地质原因,白鹤滩水电站改变以往在大坝左右岸分设泄洪洞的设计,而采用只在左岸设置三条泄洪洞进行泄洪,最终成形了该电站“大流量、高流速”的泄洪强度,这对电站泄洪洞的混凝土浇筑质量提出了很高的要求。
水电五局作为承建单位,发挥国家特级企业优势,以“匠心”为“镜”,在众多衬砌混凝土浇筑方案中,选择了最能保证工程质量的施工方案——全洞身采用低塌落度常态混凝土进行浇筑。但是,这种施工方案的施工难度也是最大的,在国内水利水电闸洞室施工中尚属首例,施工技术也是空白,国内外都没有成熟的经验可供借鉴。
方案既定,水电五局白鹤滩泄洪洞项目以“体型精准、平整光滑、耐磨防裂”的衬砌混凝土浇筑十二字方针为指引,开始筹划泄洪洞混凝土浇筑的具体措施。
钢模台车“私人定制”——在白鹤滩水电站泄洪洞工程建设中,水电五局白鹤滩项目“私人定制”了适用于白鹤滩项目的钢模台车,并在台车安装过程中,通过模板拼装“严丝合缝”、模板焊缝打磨“光滑如面”、模板使用“定期巡检”这三道安装工序循环,严格控制钢模台车的安装质量,实现了3条隧洞里布置的3台钢模台车如同“孪生兄弟”一样,这样从工器具层面保证了衬砌混凝土浇筑成型后能够保持“同一个样子”——平面度4毫米以内、凹凸度2毫米以内。
钢筋卡尺精准定位——白鹤滩水电站泄洪洞衬砌混凝土浇筑过程中,各类钢筋绑扎接近10万吨,钢筋绑扎面积超过50多万平方米,质量要求相邻两根钢筋保持15厘米的统一间距。为了保证钢筋绑扎横平竖直、横竖均匀,水电五局白鹤滩项目设计制作了钢筋卡尺,从施工层面给了技术参考,保证了钢筋绑扎尺寸的规范化、标准化,保证了衬砌混凝土浇筑的内部质量。
白鹤滩水电站泄洪洞洞身开挖最大宽度23米,最高高度29米,总体衬砌混凝土浇筑量达到167万立方米。大体量混凝土如何从20多米高的平台上顺利入仓?混泥土入仓过程中的质量如何把控?浇筑成型后大面积混凝土温控防裂如何保证?这些都是水电五局创造白鹤滩泄洪洞精品工程所必须面临和解决的施工技术难题。
混凝土入仓运输系统——保证大体量超高度混凝土顺利入仓,水电五局白鹤滩项目经过多方询证、研究,成功研制出了一套“扒渣机+皮带输料系统+钢模台车+溜筒”的混凝土运输系统。这套系统先由混凝土自卸汽车将混凝土运至指定场地,倒入中转料斗,再通过扒渣机将混凝土扒上运输皮带,最后混凝土“乘坐”60多米的运输皮带至位于钢模台车顶部的水平旋转可伸缩供料系统,经料斗完成入仓。系统构造简单、工艺成熟、经济实用,使用过程中的故障排除简单,成功地解决了大体量超高度混凝土运输的难题,同时还填补了国内常态混凝土浇筑入仓的技术空白,工艺成果得到了业主、监理等各方的一致好评,正在申报发明专利。
混凝土浇筑监控系统——创造优质精品,过程质量监控至关重要。混凝土入仓的问题解决了,水电五局白鹤滩项目又从施工过程质量监控方面动起了脑筋。面对钢模台车模板与墙体间宽度狭窄、高度达到20米左右,不利于质量技术人员近距离检测的难题,水电五局白鹤滩项目利用互联网+智能监控系统,在每个仓里面都安装了摄像头,实现了对混凝土浇筑施工入仓、振捣等的全过程监控。同时,在振捣施工过程中,水电五局白鹤滩项目在多次混凝土振捣工艺试验的基础上,及时进行工艺总结固化,形成了可复制的标准化工艺参数,对振捣施工人员划分责任分区进行“定人、定岗”,每仓混凝土完成后进行质量考核并当场优奖劣罚,既保证了衬砌混凝土浇筑振捣质量,也激发了员工的干劲。
混凝土智能养护系统——混凝土的养护,是保证衬砌混凝土浇筑质量的又一个关键点所在。传统混凝土养护需要人工控制洒水进行养护,这需要工作人员24小时不间断进行养护,养护质量不能严格保证,且人工和用水成本较大。水电五局白鹤滩项目从标准化、信息化的角度出发,成功研发了一套混凝土自动养护系统。该系统采用脉冲智能化管理,定时定量进行自动洒水养护,既保证了养护质量,也将混凝土养护工作人员由12人减少到2人,合理节约用水一半以上,大大降低了项目生产成本,实现了绿色环保施工。
以“金沙”为“镜” 可以知动力
“每个人的生命中都需要一条河”。中国工程院院士陆佑楣说。逐浪金沙江,水电五局以金沙江为“镜”,在这座超级工程建设中一直保持着“追赶”的姿势,“追赶”先进的管理理念,“追赶”先进的施工技术,“追赶”更广阔的市场和品牌……翻开水电五局白鹤滩泄洪洞工程质量管控记录,500多张质量明白卡和工艺明白卡,就是水电五局人“追赶”金沙江的脚步!
“追赶”的路上,水电五局白鹤滩项目部全力开展标准化施工,创优质精品。先后开展了“振捣参数标准化”、“洞内注浆‘五个一’标准化”、”锚索施工标准化”、“钢筋加工标准化”及“安全管理标准化”等多项标准化施工,形成了一套完整的《闸洞室混凝土浇筑施工管理手册》,成为行业施工的技术引领,争创国际典范。
“追赶”的路上,水电五局在不断“学习”的过程中完成超越。从2014年6月开工到现在,水电五局白鹤滩项目完成土石方开挖339万立方米,锚杆17.4万根,浇筑混凝土9.5万立方米,泄洪洞主洞衬砌混凝土浇筑合格率100%,优良率100%;泄洪洞工程整体已完工验收的1382个施工单元,合格率也达到了100%。研发的“一种金属卷材定型加工装置”获得国家实用新型专利证书,6项创新科研成果已经先后获评8项国家级和省部级工法,另外还有14项科研成果正在研究总结。
“追赶”的起点,就是现在!在施工现场,泄洪洞进口出3座69米高伟岸的进水塔施工正在继续,泄洪洞洞身段3条总长6.745公里的衬砌混凝土浇筑“艺术长廊”正在逐步形成,龙落尾段的开挖即将结束并带着自身的弧线“翘首以待”,急切地期盼着出口处500多米高的边坡开挖及治理施工的完成。这样,金沙江上空高翔的“白鹤”即可入目,那是引领世界水电建设的方向。
金沙江,这条生命里不可或缺的河流,水电五局始终保持着“追赶”的姿势,鼓翼待飞!
等风起,白鹤翔……
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