人类贴面膜很常见,
大坝“贴面膜”
是不是有点新鲜。
更新鲜的是,
这还是一张
集滋养、护肤、锁水、冰敷等
多功能为一体的世界级“面膜”。
近期,
在川藏交界的金沙江上游,
世界最高混凝土面板堆石坝电站——
拉哇水电站,
完成大坝二期面板浇筑。
242.5米高的大坝,
建设者们为它
覆盖上了一层特殊的“保护膜”。
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今天就和小新一起
看看给超级大坝“贴膜”
需要哪些特殊工艺?
大坝的“保护膜”,
到底是什么?
我们口中大坝的“膜”,
正式名称是混凝土面板。
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拉哇水电站为混凝土面板堆石坝,
从上游到下游分层结构清晰,
用人身组织类比便能轻松看懂。
最外侧的混凝土面板
是整座坝体主要防渗结构,
相当于大坝的防水皮肤,
向内依次是垫层区、过渡区与堆石区。
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垫层区如同人体真皮层,
负责支撑面板、均匀传递水压
并辅助防渗;
过渡区类似皮下脂肪层,
起到缓冲受力、保护垫层、
快速排水的作用;
最深处的堆石区则是
大坝的骨骼肌肉,
承担整座坝体的承重与稳定工作。
这座水电站最大坝高242.5米,
高度约等同于80层居民楼,
是全球范围内同类型坝高最高的
混凝土面板堆石坝。
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面板整体铺开面积
接近11万平方米,
大小相当于15片
标准足球场相连,
浇筑面板所需混凝土
总量达到7.74万立方米,
体量能够填满
31个标准游泳池。
这张“巨膜”关系着
水库能否正常蓄水、
坝体长期运行是否稳固,
为超级大坝筑起坚实屏障。
好好一座石头坝,
为什么非要“贴膜”?
堆石体内部遍布缝隙,
本身不具备阻隔水体的能力。
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混凝土面板是大坝
最关键的防水屏障,
后续所有防裂、抗震相关设计,
本质上都是为了
长久保留面板的防水能力,
这层膜的存在有着
不可替代的多重价值。
面板能够搭配底部趾板、
接缝止水结构
搭建起完整封闭的防渗体系,
倘若缺少这层防护,
水库蓄水后水流会
顺着石料缝隙持续渗漏,
水库根本无法实现蓄水功能。
蓄水后产生的巨大水压
会全部作用在面板表层,
再由面板平稳传导至
后方堆石骨架,
避免坝体局部受力失衡出现损毁,
同时面板还能隔绝雨水、
水流直接冲刷侵蚀内部石料,
长久保护坝体基础结构。
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依托改良材料、分缝分段
等专业施工手段,
面板能够获得适度的柔性特质,
既可以跟随坝体沉降同步形变,
避免自身出现裂缝,
遭遇地震时也能
依靠配套结构缓冲卸力,
不会产生贯通性裂缝
破坏整体防渗效果。
简单来说,
为大坝贴膜并非锦上添花的装饰手段,
而是水库蓄水、
坝体安全稳定运行的硬性要求。
贴膜施工路上,
困难重重
超高坝贴膜看似
只是浇筑一层混凝土,
在近3000米高海拔复杂工况下,
每一步都暗藏风险,
三大难题直接威胁
防渗效果与坝体安全。
堆石体在自身重量作用下
会持续缓慢沉降变形,
如果一次性浇筑完整面层面板,
后期坝体拉扯极易撕裂混凝土,
直接破坏整套防渗体系,
留下永久漏水隐患。
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当地月度平均温差
可达35摄氏度,
冬季严寒、夏季干燥,
剧烈温度变化、
空气快速失水都会让
刚成型的混凝土
产生深浅不一的裂缝,
哪怕细微裂纹,
也会大幅削弱面板防水能力。
坝址区域地震风险较高,
若采用整块无分割的刚性面板,
地震产生的冲击力无法释放,
极易出现大面积断裂,
库水会顺着裂缝侵入坝体内部,
威胁整体运行安全。
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大国工匠这样贴膜,
全套黑科技同步落地
面对多重施工难题,
工程团队没有选择
一次性浇筑的简化方案,
而是分三期循序渐进
完成面板施工,
这套工序是权衡安全、
质量与效率后找到的最优解法,
是用时间换取工程
长久稳定的工程智慧。
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坝底位置为一期面板,
坝身中段为二期面板,
也是本次顺利完工的核心施工段,
后续工程将推进坝顶区域的
三期面板收尾作业。
无论一期、二期还是三期,
单段面板的施工工序完全统一。
施工团队会先对坝坡
坡面进行处理,
铺设底部铜止水构件,
再完成钢筋绑扎安装工作,
随后开展混凝土相关作业,
成型后持续开展保温保湿养护,
最后完成表层止水密封施工,
一整套工序才算完整落地。
每一期面板浇筑前
要等待对应区域坝体
沉降状态趋于稳定后
再进行混凝土浇筑,
让面板与坝体协同受力,
避免整体开裂。
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分期施工还能
灵活调整施工计划,
将核心浇筑工序安排在
气候温和的春秋时节,
从源头降低温度裂缝产生概率,
同时实现坝体填筑
与面板浇筑交叉流水作业,
充分抓住有限施工窗口期,
先期施工的一期面板
也相当于现场试验段,
积累的实操经验为后续施工
提供成熟技术参考。
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针对高寒大温差带来的开裂风险,
工程团队通过黑科技让
拉哇水电站“内外兼修”。
内部准备了专属“防裂配方”
——VF防裂剂,
这种材料能够在混凝土
产生收缩趋势时反向膨胀,
抵消内部收缩产生的应力。
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同时掺入玄武岩纤维,
像看不见的小钢筋,
牢牢拉住整体结构,
阻止内部拉裂情况发生。
团队专门优化混凝土配合比,
适配现场239.6米长溜槽
的输送工况,
避免长距离输送过程中
砂石与砂浆分离。
配方只是内部防裂的起点,
浇筑前,还要来一场“全程护送”:
罐车保温衣、卸料口暖棚、
溜槽保温棉,
确保混凝土在
合适温度下到达“工位”。
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内部稳定了,
还得外部“护肤”。
高温时,
通过塑料膜“锁水”、
再配以流动水进行“冰敷”;
低温时,
喷涂养护剂
作为混凝土的“保湿霜”,
再盖保温棉被防冻。
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为抵御地震冲击,
整座大坝按照
抗9级地震标准完成设计,
完整面板还被分割为
多块独立板块,
板块之间预留专用接缝,
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接缝内部安装止水带
并填充柔性缓冲材料,
这些接缝相当于大坝
自带的人体关节,
日常状态下严丝合缝阻挡水体,
地震发生时允许
单块面板小幅独立摆动,
地震产生的应力
会集中在接缝位置消散,
不会在面板本体
形成毁灭性裂缝。
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除此之外,
工程团队还打造了
“拉哇云”智能建造中心,
让传统水电升级换代,
变得越来越“科幻”。
工程团队给85台设备
装上北斗卫星定位,
让无人碾压机群自主协同,
让每车石料都有了
“数字身份证”,
能精确控制来源、
加水量、碾压轨迹,
精度达到厘米级,
在国内首次实现了
全过程无人碾压。
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同时,还在“云”上建了
一个孪生的“数字大坝”,
集成了智能边坡、
智能温控、智能地下厂房
等多种功能。
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用北斗定位取代粉笔标记,
用传感器取代经验直觉,
每个点位的变形情况、
混凝土温度控制情况,
在屏幕上都一目了然,
实现了运筹帷幄、决胜千里,
助力大坝建设
效率提升15%以上,
质量保证率提高到100%。
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群山峡谷之间,
242.5米高坝巍然矗立。
不同于敷面膜的简单操作,
这片横跨十余万平方米的
巨型“防水膜”,
体现着央企建设者的较真与坚守。
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他们用心贴好这层
守护国家能源安全的特殊“膜”,
在高海拔河谷地带建成
这座世界级绿色能源地标。
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责任编辑丨蔡豪
校对丨商进
执行主编丨张灏然 李虹萦
内容来源丨中国华电
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