智能化助推中国坝工技术持续升级

 行业动态     |      2023-12-24 16:46:21    |      小编

  数字时代,智能化坝工技术的推广应用将助推我国坝工技术持续创新,推动水利水电行业工程建设迈上新台阶。

  碾压混凝土坝(RCC)具有超载能力大、水泥用量少、准备工作少、大仓面施工的特点,是目前乃至未来最受欢迎的水电筑坝方案。截至目前,世界已建成碾压混凝土坝超过860座,巴基斯坦正在建设的巴沙大坝,将以272米的坝高刷新RCC坝的全球坝高纪录。

  作为水电强国,我国立足应对气候变化和水电高质量发展的新要求,在碾压混凝土坝等坝工技术创新方面不断探索。在业内专家看来,数字时代,智能化坝工技术的推广应用将助推我国坝工技术持续创新,推动水利水电行业工程建设迈上新台阶。

  截至目前,我国已建在建的RCC达300多座,占世界RCC总坝数的1/3强,为世界碾压混凝土筑坝技术进步作出卓越贡献。

  中国大坝工程学会理事长矫勇日前在“第九届碾压混凝土坝暨胶结坝国际研讨会”上介绍,半岛全站app为克服早期碾压混凝土坝筑坝技术短板,中国创新了二级配碾压混凝土与加浆振捣混凝土组合的技术,实现RCC坝的全断面高效快速施工,并较好解决了大坝防渗问题,并创新了RCC坝的温控防裂技术。

  “随着RCC坝的坝高越来越高、体积量越来越大,后期水化热加大,控制混凝土温度裂缝成为世界性难题。”矫勇表示,为攻克RCC坝温控难题,我国研发了适用于复杂条件的RCC坝防裂设计动态防控方法和成套智能温控防裂技术与装备,实现碾压混凝土生产、仓控、通水和保温的全坝全时空智能化控制。“我国已在年极端温差80摄氏度的严寒地区成功建设百米级无温度裂缝的碾压混凝土坝,成功解决了混凝土坝‘无坝不裂’的世界难题。”

  RCC坝优点很多,适用于建设高坝甚至超高坝,但也有局限性——对地质条件和筑坝材料性能要求较高,尤其不能建在非岩基基础上。为此,中国坝工专业基于多年实践总结提炼,提出胶结坝新坝型,在土石坝与混凝土筑坝之外,形成胶结筑坝的理论并不断实践,从而形成连续完整的由散粒料到混凝土的筑坝材料谱系。

  中国工程院院士钟登华表示,三十年来,中国建造了超40座RCC坝,坝高均超过100米,同时还在施工或计划建设包括古贤水利枢纽工程在内的许多RCC坝。随着水电站向高海拔、高严寒、高地震烈度地区发展,坝工建设面临着愈加复杂的和具有挑战性的技术难题。“如何建立一个能够保证RCC坝长期安全运行的平台,并提升智能建造的智慧化水平,成为水电建设者创新的关键。智慧大坝成为一种有效的方法论,有望满足高质量的施工和长期安全运行,运用于大型水利水电工程中。”

  智慧大坝的内涵是什么?钟登华认为,这种新理念很好地回应了当今一些工程难题,并引领未来发展。“智慧大坝是基于互联网、人工智能、半岛全站app云计算和大数据的一种技术体系,可实现全天气、全生命周期的实时管理和分析,也能实现对大坝运行和各项状态的主动智慧化控制。”

  “从制造到‘智’造,中国在不断创新。”矫勇告诉《中国能源报》记者,为全面加强RCC坝施工质量控制,中国坝工建设者利用北斗卫星定位、人工智能、大数据分析等新一代信息技术,开发出一套数字监控与智能建造技术,有效控制RCC坝的混凝土生产、入仓、碾压、升温层、防渗层施工等全环节,成功解决了碾压混凝土坝层间质量控制难题。“以最能说明碾压混凝土坝施工质量的取芯芯样为例,最早的坑口大坝芯样长度仅有60多厘米,数字监控与智能建造技术应用以来,我国超过20米的碾压混凝土坝芯样屡见不鲜。比如向家坝的芯样已超过22米,黄登大坝的芯样超过24米,凤山水库的芯样超过25米。”

  “特别是黄登大坝标准化、规范化、智能化的碾压混凝土建设技术,以及全生命周期集成平台研发等,取得自主知识产产,其研发成果已推广运用在大华桥、丰满重建、乌弄龙、大藤峡等高碾压混凝土坝工程。”中国工程院院士张宗亮说。

  随着新一代信息技术发展,特高碾压混凝土重力坝设计施工关键技术有了更大发展空间。

  张宗亮认为,在综合勘察设计技术方面,未来应大力研究和开发多源数据融合分析技术,实现综合勘察资料的检测融合、评估融合、数据关联、异步信息融合和异类信息融合,推动水利水电综合勘察技术不断进步和完善。

  “在大坝智能设计优化方面,可进一步推动大坝智能设计和智能分析技术的发展。”张宗亮指出,在施工技术方面,可加强与BIM和数字孪生技术的深度结合,并通过智能算法实现监控基础上的施工工法优化。“在系统平台研发及应用方面,应进一步推动‘大智移云物链’即大数据、人工智能、移动互联网、云计算、区块链技术集成应用,塑造设计施工集成技术平台国产化新生态。”

  《中国能源报》记者了解到,中国坝工专家目前正计划开发更多建筑机器人等智能产品,以更好地促进我国水利水电工程建设施工提升质效。