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白鶴灘大壩全壩使用低熱水泥混凝土 造出水電人理想中的“無縫”大壩
6月28日，“國之重器”金沙江白鶴灘水電站首批機組正式并網(wǎng)發(fā)電。金沙江上，當今世界在建規(guī)模最大技術(shù)難度最高的水電工程、總裝機容量僅次于三峽水電站的白鶴灘，創(chuàng)造了一項讓建設(shè)者感到無比驕傲的成就——至今沒有出現(xiàn)一條溫度裂縫。而這，對于水電站的長期安全、穩(wěn)定運行，至關(guān)重要。
建設(shè)“無縫大壩”，一直是水電人追求的目標。在白鶴灘的大壩上和實驗室里，三峽集團白鶴灘工程建設(shè)部高級工程師劉戰(zhàn)鰲博士，向封面新聞記者進行了揭秘：在全壩使用低熱水泥混凝土的基礎(chǔ)上，通過技術(shù)積累創(chuàng)新、質(zhì)量管控、新型設(shè)備等一些列措施，讓“無縫”大壩這一理想最終走進現(xiàn)實。
高質(zhì)量低熱水泥 解決修建大壩世界性難題
白鶴灘大壩為雙曲拱壩，“就像雞蛋的外殼一樣?！痹陔S劉戰(zhàn)鰲前往大壩的路上，他解釋道。白鶴灘大壩壩頂高程834米（海拔高度），正常蓄水位825米（海拔高度），最大壩高289米，壩體最大厚度為83.91米，屬300米級特高拱壩。
在大壩澆筑過程中，“水泥遇水會產(chǎn)生一系列的化學反應，釋放大量熱量。這種熱量如果大量聚集在混凝土內(nèi)部得不到排散，就會產(chǎn)生比較高的中心溫度，就像人發(fā)高燒一樣。如果高溫一直存在的話，就會導致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，從而影響大壩的運行安全?！眲?zhàn)鰲說，解決大壩的溫度裂縫問題，成為世界性難題。
低熱水泥的出現(xiàn)，為解決這一難題，提供了可能。劉戰(zhàn)鰲介紹，使用低熱水泥最早的歷史可以追溯到美國的胡佛大壩。但是，低熱水泥還存在強度偏低、質(zhì)量不穩(wěn)定等缺陷。
從三峽工程起，我國就致力于研制低熱水泥，并在三峽大壩圍堰、溪洛渡大壩泄洪洞等工程中局部應用，積累了大量經(jīng)驗。經(jīng)過多家科研機構(gòu)長達數(shù)十年的共同努力，攻克一道道技術(shù)難關(guān)，最終才能生產(chǎn)出性能先進、質(zhì)量可靠的低熱水泥。
自2017年4月12日開始，到2021年5月31日，在1500多個日夜不停的施工下，采用低熱水泥混凝土澆筑的白鶴灘大壩澆筑到頂，共澆筑803萬立方米?！澳壳?，我們的白鶴灘大壩沒有產(chǎn)生一條溫度裂縫?！眲?zhàn)鰲說。
嚴格把控每一種原材料質(zhì)量關(guān)
取得這一成就，不止有低熱水泥的功勞。因為白鶴灘大壩是首個全壩段采用低熱水泥混凝土進行澆筑的大壩，為了把好質(zhì)量關(guān)，工程建設(shè)部在白鶴灘還設(shè)置了一處實驗室。它不僅用于低熱水泥品質(zhì)的檢驗，每一批進入白鶴灘的原材料都會在這里進行抽檢。
實驗室里，劉戰(zhàn)鰲從水泥試件水養(yǎng)護箱里，取出一塊硬化后的長方體狀低熱水泥混凝土塊，“它是在20℃的溫度和不低于95%濕度的環(huán)境下進行養(yǎng)護，總共養(yǎng)護28天之后，就會拿去測試它的抗壓強度和抗折強度，以確保質(zhì)量達到工程要求?！睘榱吮ＷC實驗的真實性，每一塊實驗品上還貼上了二維碼，相當于“身份證”。如若出現(xiàn)問題，就可以追根溯源。
不僅于此，劉戰(zhàn)鰲透露，為了從源頭上把好質(zhì)量關(guān)，針對某些重要的原材料，項目部甚至派專人到生產(chǎn)廠商駐點，監(jiān)督生產(chǎn)全過程。
全世界最“聰明”的大壩實現(xiàn)智能溫控
“白鶴灘大壩可以說是世界上最‘聰明’的大壩?！弊尨髩尾繉I(yè)師譚堯升博士說出這句話的底氣，來自于一套高度智能化的反饋與處理系統(tǒng)。在混凝土澆筑過程中，這套系統(tǒng)發(fā)揮了關(guān)鍵的“溫控”作用。
據(jù)譚堯升介紹，在整個白鶴灘工程中，總共埋設(shè)了8000多套溫度傳感器，來實時感知大壩混凝土的溫度。在工程建設(shè)管理中心的智能控制室里，封面新聞記者看到，包括混凝土溫度、最近24小時的纜機運輸強度等數(shù)據(jù)，都在大屏幕上直觀顯示出來。整個壩體的3D模型上，還有實時的熱成像，大壩每個部位的實時溫度一目了然。
以往，在大壩混凝土澆筑的溫控環(huán)節(jié)，需要大量的人力進行現(xiàn)場巡查、通水降溫。而現(xiàn)在，一個班組現(xiàn)場巡查的人數(shù)已從10人左右減少到兩三人。同時，也提高了工人施工的安全性和效率，原計劃55個月才能完成的澆筑，只用了50個月便已完成。
“通過智能系統(tǒng)感知溫度，來同步控制通水流量，在保證混凝土的溫控達到設(shè)計要求的同時，還節(jié)約了水?！弊T堯升說，在大壩建設(shè)中至今沒有出現(xiàn)溫度裂縫，智能溫控也發(fā)揮了重要作用。
如今，站在白鶴灘大壩壩頂，就相當于站在100層樓房的房頂。向下望去，兩條巨大的水流從深孔奔涌而下，掀起白色的水花和巨大的聲浪。劉戰(zhàn)鰲提高嗓門告訴封面新聞記者，“基于低熱水泥材料的成功開發(fā)、工程實踐的成功應用，加上國內(nèi)外專家的多次技術(shù)研討，以及智能溫控等一些列先進技術(shù)和工藝的使用，才最終得以在白鶴灘大壩全壩段使用低熱水泥混凝土，實現(xiàn)無溫度裂縫的壯舉?！?/span>
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