金沙江——一條氣勢磅礴的浩蕩大河，奔騰穿梭於巍峨險峻的崇山峻嶺之中。在這裡，一顆祖國西南的耀眼明珠、一座舉世矚目的國之重器正拔地而起巍然佇立。它就是烏東德水電站——目前世界在建的第二大水電站工程。它擁有世界上最薄的300米級特高拱壩，首次全壩採用低熱水泥混凝土……可以說，這裡的每一項挑戰都前所未有。
烏東德水電站大壩工程是名副其實的智能工程，在這些世界級挑戰的背後，是一系列新材料的應用和科技創新的強力驅動。烏東德工程建設部主任楊宗立介紹說，“烏東德水電站工程自籌建以來，三峽集團組織工程技術人員圍繞烏東德工程重大技術課題，先後開展科研專題研究百餘項，為工程建設順利推進提供了有力支撐和保障。”
烏東德水電站大壩為混凝土雙曲拱壩，河床建基面高程718米，壩頂高程988米，最大壩高270米，大壩共15個壩段，混凝土總量約270萬立方米，採用3臺平移式纜機澆築。
現在，請隨記者一同走進建設中的國之重器，解讀大壩“長高”背後的奧秘。
低熱水泥，給大壩“退燒”
高壩大庫的建設質量和安全事關國計民生，業界以往有“無壩不裂”之說。縱觀世界水電發展史，在100米、200米級大壩建設中，都曾因混凝土溫度裂縫而付出過慘痛代價。如何有效給大壩“退燒”，成為業界孜孜以求的目標。作為300米級特高拱壩建設引領者的烏東德大壩，對大壩混凝土保溫保溼和溫控防裂提出了更高的要求。
烏東德水電站地處金沙江干熱河谷地區，大風頻發，日照強烈，晝夜溫差大，這對大壩混凝土在運輸、澆築、振搗等過程中的溫度控制十分不利。為此，在大壩正式澆築之前，三峽集團就組織參建各方科研團隊，通過對混凝土原材料進行比選，精心設計低熱水泥混凝土配合比，並進行長時間的混凝土現場生產性試驗，最終確定，烏東德水電站全壩應用低熱水泥混凝土，屬世界首次。
據烏東德工程建設部技術部工程師劉科介紹，“低熱水泥混凝土具有發熱量低，水化熱溫度升高慢、幹縮和自生體積變形較小、硬化後期更密實的良好性能，可以顯著降低壩體混凝土最高溫度，減少混凝土溫度應力，從而有效防止大壩溫度裂縫發生，確保大壩生命安全。”
低熱水泥堪稱大壩的“退燒藥”。然而，這味藥並非“求來”，而是三峽人數十年艱辛“研發”的成果。據瞭解，三峽集團在三峽工程建設期就著手研究低熱水泥，聯合外界優勢資源展開技術攻關，對低熱水泥優化應用進行了專題研究和現場試驗，先後在溪洛渡水電站不斷試驗和改進，最終實現在烏東德拱壩全壩的應用，這是世界水壩建造史上的又一創舉。
“正是基於系統的研究和論證，我們認為低熱水泥在大壩澆築中應用效果顯著，各項指標均能滿足設計要求，在同類工程中具有推廣應用價值。”烏東德工程建設部技術部主任顧功開告訴記者。
智能建造，給大壩裝上“大腦”
提起大壩，人們總會聯想到宏大冰冷的鋼筋混凝土建築物。但烏東德大壩可不一樣，得益於iDam2.0拱壩智能建造系統技術的研發應用，這座大壩彷彿裝上了“大腦”，變得更加“聰明”。通過採用智能生產控制技術，並集成數據篩選分析、三維仿真、預警預判等技術，烏東德建設者建立起一個共享、協同、交互的智能大壩業務管理平臺，可實時感知分析數據，實現智能溫控、智能振搗、智能通水、智能噴霧等控制，保證大壩“身體狀況”時刻受控。
作為iDam2.0拱壩智能建造系統裡的重要組成部分，智能通水系統在烏東德大壩溫控工藝裡顯得尤為重要。在以往的諸多水電工程項目中，混凝土溫控多采取人工冷卻方式，無論是工作效率，還是溫控精度都有所欠缺。而烏東德大壩通過在混凝土裡預埋溫度計和冷卻水管，可實時感知混凝土溫度，再經過智能通水系統的科學分析和計算，即可自動調節水管中的水流量和水溫，實現混凝土冷卻過程智能化。
據烏東德工程建設部大壩項目部工程師楊寧介紹，“除智能通水外，錫箔紙反光保溫被、聚氨酯、擠塑板等保溫材料的採用，以及智能噴霧機等技術的運用也是控制大壩混凝土溫度，降低混凝土開裂風險的有效措施。與此同時烏東德工程還首次將紅外視頻監控技術與人工智能相結合，應用於大壩混凝土澆築全過程，有效提升了施工質量精細化控制程度。”
科學灌漿，給大壩地基“補鈣”
科學的灌漿施工工藝是澆築無縫大壩的重要環節。據瞭解，混凝土大壩周邊山體岩石天然存在裂隙，是流水的通道，不僅影響水庫蓄水，而且滲漏過大會造成大壩安全風險。將水泥漿灌入裂隙，凝固後使岩石縫隙之間、大壩和山體之間良好地融成一體，江水就無處可滲了，這樣大壩地基將更為“強健”。
烏東德大壩兩岸壩基高陡，若採用有蓋重固結灌漿，會與混凝土澆築和接觸灌漿互相干擾，不利於壩體均衡上升和溫控防裂。“針對烏東德工程特點，首次在高拱壩壩基開展了無蓋重固結灌漿工藝、灌漿智能控制等關鍵技術的系列研究與應用，形成了特高拱壩全壩基無蓋重固結灌漿成套技術。”烏東德工程建設部大壩部副主任黃燦新說。
“該技術突破了傳統無蓋重灌漿壓力低、表面漿液串冒、灌漿效果差等技術瓶頸，取得了良好的固結灌漿效果，消除了壩體基礎混凝土薄層長間歇、灌漿抬動、混凝土裂縫等風險，避免了損傷混凝土冷卻水管和監測儀器，為創建烏東德無裂縫大壩提供了重要的支撐。”黃燦新說。
在2019年4月1日召開的《烏東德水電站特高拱壩全壩基無蓋重固結灌漿關鍵技術研究與應用》項目科技成果評審會上，中國工程院院士張超然等國內水電專家就該項目成果進行評價，再次肯定了無蓋重固結灌漿在烏東德水電站壩基處理方面應用的科學性，認為該項目研究成果達到國際領先水平。
據瞭解，截至記者發稿時，烏東德水電站大壩已“長高”至200米，累計澆築混凝土173.9萬立方米，各項監測數據表明，大壩工作性態優良，未發現一條裂縫。勇攀高峰的中國三峽人，正在創造著世界水電建設新的奇蹟。
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