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高土石坝技术向更安全更智慧升级

2018-01-02 11:12:00 中国能源报 分享
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长河坝全景图。

张琪/摄

本报讯 记者张琪报道:近日,“全国高土石坝关键筑坝技术研讨会”在四川省康定市召开。与会专家学者以深厚覆盖层上的世界第一高坝长河口大坝为案例,对中国石坝新发展、石坝变形特性与裂缝控制技术、石坝材料试验新方法等技术进行了交流,以进一步推动高土石坝技术向更安全、更可靠、更智慧方向发展。

中国水电水利规划设计总院副总工程师杨泽艳介绍,中国土石坝建设已有几千年的历史,从现代第一座坝建设至今已有近半个世纪,达到世界筑坝水平用了30年,达到部分领先国际水平用了20年时间。

21世纪以来,国家开始实施西部大开发战略及“西电东送”工程,水电建设进入高速发展阶段,中国土石坝技术也取得了长足进步。中国水利水电工程专家潘家铮院士曾指出,人类修建的第一座坝一定是土石坝,土石坝以其经济型和适应各种地形地质条件见长,将来如果要修建500米、1000米的高坝,也会采用土石坝。

位于四川省甘孜州康定境内的长河坝水电站是高土石坝筑坝技术的杰出案例。长河坝大坝为砾石土心墙坝,坝高240米,是70米河床深厚覆盖层上的300米级世界第一高坝。面对坝体填筑总量大、强度高,施工战线长的困难,技术团队采取先进科学技术手段,开展大坝数字化建设:通过优化大坝工艺设计,计算大坝填筑材料黏土、石头、水配比,统一把控大坝填筑面干湿度,利用电脑模拟填筑碾压次数等手段,优化大坝填筑设计。

然而,对于300米以上的高土石坝,仍有技术难点等待破解。国家大坝安全工程技术研究中心教授级高级工程师程展林表示,土石坝材料的力学测试为前沿性科学难题,各研究单位还在持续地进行探索性工作。目前,已在覆盖层密度、粗粒料缩尺方法、三轴试验方法、本构模型等方面取得理论突破与技术创新,这将更好地服务于高土坝建设。

中国水力发电工程学会混凝土面板堆石坝专业委员会秘书长王富强在会议期间指出,控制高土石坝变形和裂缝十分重要,建议采用孔隙率和相对密度双控指标,作为坝壳料的填筑质量控制标准。在保证充填密实的同时,提高堆实体的压缩模量与破坏强度,满足大坝变形协调与变形控制的要求,确保大坝运行安全。”

天津大学博士王振还提到了“智慧大坝”的创新理念。智慧大坝以数字大坝为基础,并融合了物联网、人工智能、云计算平台与大数据等新一代信息技术。海量数据深入研究、现场检测与智能控制有机融合,将成为未来向智慧大坝转型的重要方向。

中国水力发电工程学会副秘书长陈东平表示,我国高土坝尤其是深厚覆盖层上高土石坝的筑坝关键技术已达到世界领先水平,总结先进技术和经验将为我国藏区水电开发增加技术储备。数字化、智慧化是科学技术发展的趋势,希望高土石坝筑坝过程中多应用先进技术,形成真正的“中国品牌”。

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