開化水庫大壩面板

攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)書寫“無縫”答卷

——中國南水北調(diào)集團(tuán)科技創(chuàng)新系列報(bào)道之一

近日，經(jīng)過浙江省水利廳、蓄水安全鑒定機(jī)構(gòu)等單位嚴(yán)格評(píng)審，開化水庫工程面板堆石壩以“質(zhì)量?jī)?yōu)良”的成績(jī)通過驗(yàn)收。經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)兩年的“裂縫圍剿戰(zhàn)”，攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)不僅實(shí)現(xiàn)了“零裂縫”目標(biāo)，還形成了多項(xiàng)發(fā)明專利和工法，相關(guān)論文被國家核心期刊收錄。這座承載著防洪安全、生態(tài)保障與民生福祉的水利工程成為中國南水北調(diào)集團(tuán)水網(wǎng)水務(wù)投資公司勇攀科技創(chuàng)新高峰的生動(dòng)寫照。

作為國家150項(xiàng)重大水利工程之一，開化水庫不僅是錢江源流域生態(tài)屏障建設(shè)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，更是我國水利投融資改革的創(chuàng)新實(shí)踐。壩型采用混凝土面板堆石壩，設(shè)計(jì)壩高85.5米，面板總面積達(dá)3.5萬平方米，相當(dāng)于5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)的面積，是水庫擋水、蓄水的首道防線。

混凝土面板堆石壩的裂縫問題，一直是困擾業(yè)界的“大壩癌癥”。開化水庫地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，晝夜溫差大，濕度波動(dòng)頻繁，各項(xiàng)挑戰(zhàn)前所未有。依托南水北調(diào)工程“國之重器”的建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)，水網(wǎng)水務(wù)公司以“零裂縫”為目標(biāo)，迅速組建了一支集工程建設(shè)、數(shù)字技術(shù)、財(cái)務(wù)管理等多領(lǐng)域精銳組成的復(fù)合型攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)，打響了一場(chǎng)現(xiàn)代水利技術(shù)的攻堅(jiān)戰(zhàn)，將“卡脖子”難題轉(zhuǎn)化為“闖新路”的積極實(shí)踐。

01

數(shù)字賦能，筑牢填筑根基。

團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研發(fā)“數(shù)字大壩實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)”，給大壩裝上“智慧大腦”，借助IoT感知設(shè)備、AI算法引擎、BIM建模和云計(jì)算等技術(shù)，構(gòu)建起覆蓋“開采-加工-運(yùn)輸-填筑-碾壓-補(bǔ)水-檢測(cè)”全鏈條的智慧監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)實(shí)時(shí)生成碾壓軌跡熱力圖、壓實(shí)厚度3D模型等可視化數(shù)據(jù)，當(dāng)某區(qū)域出現(xiàn)異常情況時(shí)，立即紅色預(yù)警，指導(dǎo)施工人員“精準(zhǔn)修補(bǔ)”。得益于此，大壩填筑完成后，月沉降量完全符合行業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)面板施工打下堅(jiān)實(shí)的“金剛底座”。

數(shù)字大壩 智能攤鋪

02

科研導(dǎo)航，攻克理論難關(guān)。

為了使面板干縮和溫度裂縫防控措施更貼合開化水庫工程實(shí)際情況，團(tuán)隊(duì)與知名高校聯(lián)合開展了混凝土面板堆石壩干縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力課題研究。通過對(duì)開化水庫堆石壩施工期面板溫度、濕度、溫度應(yīng)力、干縮應(yīng)力以及應(yīng)變進(jìn)行全面的數(shù)值仿真研究，揭示了面板堆石壩在不同計(jì)算工況下應(yīng)力和應(yīng)變的分布規(guī)律，明確了開化水庫大壩面板專屬的溫度控制標(biāo)準(zhǔn)、保溫保濕措施等，發(fā)現(xiàn)了面板的溫度應(yīng)力受面板與外部摩擦系數(shù)影響存在臨界值，不僅為面板施工提供了科學(xué)理論指導(dǎo)，還為后續(xù)工藝改進(jìn)、材料革命提供了有力支持。

大壩面板施工

面板混凝土澆筑

03

工藝再造，重塑施工范式。

壩體填筑轉(zhuǎn)序面板砂漿坡面初期，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)碾壓砂漿工藝無法滿足質(zhì)量和進(jìn)度的要求，于是改進(jìn)升級(jí)傳統(tǒng)滑模工藝，形成了開化水庫面板砂漿坡面專用滑模設(shè)備，施工后的固坡砂漿坡面不僅平整度良好，厚度均勻一致，還有效避免了砂漿超強(qiáng)、剛度較大的現(xiàn)象，減少了對(duì)面板的約束，增強(qiáng)了面板的防裂性能，提高了施工進(jìn)度。

砂漿護(hù)坡、壩體填筑施工

04

材料革命，鍛造抗裂筋骨。

面板非結(jié)構(gòu)性裂縫主要是施工裂縫和收縮裂縫。團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)上優(yōu)化，在材料上探索，使用了專供面板使用的VF防裂劑，創(chuàng)造性地采用玄武巖纖維替換聚丙烯纖維。“VF防裂劑+玄武巖纖維”的組合，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的收縮補(bǔ)償，極大提高了混凝土的極限拉伸值，使面板混凝土更加堅(jiān)韌，提升了抗裂性能。在面板垂直縫間增設(shè)橡膠板，進(jìn)一步擴(kuò)大了面板自由活動(dòng)的空間。一系列舉措，有效緩解了面板在溫度變化、壩體變形等因素作用下產(chǎn)生的應(yīng)力集中問題。

面板質(zhì)量檢查

05

管理革新，激活攻堅(jiān)動(dòng)能。

在管理模式上，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了“網(wǎng)格化+清單式”管理模式，將3.5萬平方米面板劃分為42個(gè)責(zé)任區(qū)，實(shí)行“一板一策”精細(xì)管理。每個(gè)網(wǎng)格配備“進(jìn)度+安全+質(zhì)量”小組，構(gòu)建“班前交底、班中巡查、班后復(fù)盤”全流程管理體系，使得整個(gè)攻堅(jiān)過程做到了“安全零事故、面板零裂縫、進(jìn)度零滯后”。

巍巍大壩，

訴說著南水北調(diào)人的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)；

無縫面板，

閃耀著國資央企“勇攀高峰”的光輝與榮耀。

下一步，中國南水北調(diào)集團(tuán)將繼續(xù)

以科技為筆、山河為卷，

在國家水網(wǎng)建設(shè)的大潮中揮毫潑墨，

以更多突破性、引領(lǐng)性成果

譜寫新時(shí)代“國之大者”的央企篇章！

撰稿丨范靖奇

責(zé)編 | 安亦揚(yáng)

校核 | 陳思璐

審核 | 李東海

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