大古水電站斬獲國優金獎、詹天佑獎背后的電建科創力量
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收藏雪域高原上,喜馬拉雅山脈的耿赤雪山傲然矗立,旁邊屹立著雅魯藏布江首座百米級碾壓混凝土重力壩——西藏大古水電站。這座水電工程,憑借中國電建硬核的科創成果先后榮膺國家優質工程金獎、中國土木工程詹天佑獎。
面對海拔3400米、平均含氧量不足平原60%、冬季最低氣溫零下30℃等多項極限挑戰,這座百米級碾壓混凝土大壩,如何扛住極端嚴寒與極大溫差,全年不間斷施工,實現抗凍抗裂、滴水不漏,同時守護高原脆弱生態?破題之鑰,是中國電建所屬水電九局項目團隊用科技創新與匠心精神打贏的三場“科創硬仗”,建成當時海拔最高碾壓混凝土重力壩,海拔最高、落差最大裝配式智慧魚道,取出當時最長三級配碾壓混凝土芯樣,一舉創造多項世界之最。

西藏大古水電站。
給大壩穿上“防寒保溫鎧甲”
碾壓混凝土筑壩,是將干硬性混凝土分層攤鋪、振動碾壓實,如同一層層堆疊巨型“混凝土蛋糕”。但在雪域高原,筑壩的“敵人”不是重壓,而是低溫凍融、強日照風干、層間結合不良等高海拔混凝土施工難題。
強烈紫外線、狂暴干風,極易讓壩體混凝土表層失水開裂﹔漫長寒冬,傳統施工模式下每年有長達數月冬歇期,混凝土澆筑極易發生凍融破壞,裂縫一旦產生,就會埋下滲漏安全隱患。過去高海拔水電建設,只能依靠經驗把控保溫養護,人工覆蓋保溫材料,受大風、低溫干擾極大,很難實現全時段穩定防護。大古水電站總裝機66萬千瓦,壩高117米,壩頂長385米,壩體碾壓混凝土澆筑體量巨大,傳統養護手段完全不足以應對高原極端工況。
電建團隊創新兩套組合“溫控防護鎧甲”。冬季施工階段,全域搭設封閉式保溫施工棚,運用暖棚蓄熱法,把整個作業倉面包裹起來,精准調控棚內溫度和濕度,打破高寒地區水電冬季停工的行業慣例,實現全年不間斷施工。針對強日照、風干開裂頑疾,自主研發壓條式橡塑海綿保溫保濕新工藝,顛覆傳統洒水養護模式,用壓條將保溫保濕材料牢牢貼緊壩體各個表面,隔絕干風與強紫外線侵襲,構建起原材料篩選、配合比優化、倉面澆筑、實時養護的全流程溫控體系,推行“一倉一方案、一倉一交底、全程可追溯”標准化管控,實現壩體內部、表層雙重防護,從源頭抑制溫度裂縫產生,百米大壩成功做到“滴水不漏”,建成當時世界海拔最高碾壓混凝土重力壩。
技術成色,要用實體質量檢驗。工程取芯檢測中,大壩右岸擋水壩段取出直徑219毫米、長度26.2米的三級配碾壓混凝土完整超長芯樣,一舉刷新當時同類芯樣的世界紀錄,芯樣貫穿87個澆筑層面,骨料分布均勻,層間膠結完好,該芯樣被中國國家博物館永久收藏。大壩實測總滲流量僅2.9升每秒,遠優於設計允許值40.5升每秒,打破業界“無壩不裂”固有認知,真正建成一座高寒高海拔地區“密實少裂”的百米級碾壓混凝土大壩,為斬獲國家優質工程金獎、詹天佑獎打下硬核基礎。
讓開挖棄料“變廢為寶”
大型水電工程建設,砂石骨料是剛需。但高原峽谷生態極度脆弱,大規模開山採石制備砂石骨料,會破壞山體植被。傳統工程多依托專用料場開山採石備料,開挖料利用率普遍僅65%左右,資源浪費與生態損耗問題突出。若沿用傳統模式,大古水電站工程勢必要大面積開山取料,給雅魯藏布江流域的原生生態留下難以修復的傷痕。
工程建設與生態保護形成了一道兩難考題:開山取料雖可保障施工進度,卻會透支高原生態底色﹔外購骨料雖能規避生態破壞,卻受高原路況制約,存在供給不穩、成本激增等難題。為破解這一困局,電建團隊突破行業傳統思維,創新探索綠色建設新路徑,深挖工程棄料再生價值,探索將施工棄渣深加工為合規砂石骨料的全新技術路徑。
電建團隊牽頭開展《青藏高原水電工程開挖料深度利用和生態環保關鍵技術研究》專項攻關,針對高原開挖料成分混雜、粒徑不均、含泥量高、級配失衡等技術難題,逐一攻克精准分選、高效脫泥、智能級配調控等核心技術,開創了國內大型水電工程無專用開採料場的建設先例。項目將大壩、邊坡、隧洞施工產生的開挖棄渣,經篩分、破碎、脫泥、調配等精細化工序加工,讓廢棄渣料轉化為達標可用的優質砂石骨料,真正實現變廢為寶。
通過全流程精細化料源管控與工藝優化,工程開挖料綜合利用率從傳統行業水平的65%提升至80%,從源頭避免山體開挖、植被破壞。同時構建全鏈條綠色施工體系,將開挖料脫泥廢料100%用於工區復墾綠化,實現施工廢料零廢棄、全利用。整套技術落地,累計避免山體開挖、植被破壞面積超5萬平方米,做到“施工不毀綠、完工更增綠”,實現“取之於山、用之於工、還之於山”的良性循環。該技術既節約巨額工程投資,又最大限度守護雅魯藏布江兩岸原生生態風貌,形成適配雪域高原的資源循環建造技術體系,多項成果達到國際先進水平,為高寒高海拔區域大型基建工程綠色建設提供了標杆范式。

西藏大古水電站施工現場。
為高原魚兒搭建“洄游天梯”
江河奔騰不息,是高原生靈繁衍生息的命脈所在。面對雅魯藏布江高原特有魚類生存環境十分脆弱的現狀,在高海拔、大落差河谷環境,常規魚道設計方案很難適配,80余米級落差、高原低溫水流及峽谷強風,成為制約高原水生態保護的難題。
為攻克這一難題,電建團隊立足河谷地形地貌與水文特質,因地制宜開展專項技術攻堅,成功研發應用《高海拔深V峽谷大落差裝配式長魚道施工技術》《鋼管柱群豎縫式裝配魚道施工技術》,針對尾水出口、壩后直線段等不同區段地質工況,調整基礎支護形式,放棄大面積台階式開挖,改用不開挖+深層錨固支護方案﹔尾水出口池室創新採用“預制+現澆”跨墩柱結構,大幅減少邊坡開挖擾動﹔針對單件重達54噸的L型預制梁、1339套導隔板吊裝難題,不斷優化高空對接、吊裝固定工藝,以裝配式建造替代大量現場現澆作業,最大限度壓縮臨時用地、減少對河谷水土與植被的破壞,在保護脆弱高原生態的前提下,高效推進魚道主體工程落地,最終建成世界海拔最高、落差最大的裝配式智慧生態魚道,為高原水生生物搭建起一條安全通暢的“洄游天梯”。
工程建設兼顧硬件賦能與智慧管護,將數字化、智能化理念深度融入魚道運維體系。依托成熟的數字孿生大壩智能建管平台,魚道配套搭建全維度智能在線監測系統,全天候精准採集流速、水深、水溫及過魚種類、數量等關鍵生態數據,實現水域工況、魚類活動規律的動態研判,可精准優化魚道運行調度方案,有效地保障了西藏珍稀魚類的繁衍。
在極其復雜的高原條件下,大古水電站工程建設刷新“一年四投、當年全投”的高海拔大型水電站投產新速度,累計斬獲50項國家專利、省級以上科學技術獎15項、省部級以上QC小組及QC成果22項、發表省級以上論文77篇,多項技術成果經權威鑒定達到國際領先、國際先進水平,構建起高海拔水電工程綠色建造、智能施工的成套核心技術體系,不僅筑牢了高原水生態安全屏障,更為榮膺國家優質工程金獎、詹天佑獎提供了重要支撐。
一路走來,從26.2米超長完整芯樣淬煉出的極致工程質量,到無專用料場、變廢為寶的綠色循環建造模式,再到全球海拔最高、落差最大的高原智慧魚道,大古水電站每一項硬核突破、每一組亮眼數據的背后,皆是電建團隊扎根雪域高原、攻堅克難的匠心求索。展望未來,中國電建將持續以科創賦能發展、以匠心守護生態,用生動實踐書寫大國工程的時代答卷。(圖/文 王玲莉、田鬆林、段海東)
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