“真正的大國重器,一定要掌握在自己手里。核心技術、關鍵技術,化緣是化不來的,要靠自己拼搏。”這是習近平總書記的殷切囑托。
白鶴灘水電站作為世界在建規模最大的水電工程,對于所有的參與者來說,都充滿了使命感和榮譽感。而水電四局設計院白鶴灘試驗室作為大壩澆筑質量的守護者,在參建的3000多個日日夜夜里,也在努力為主體工程的施工做出應有貢獻。
他們,讓科學嚴謹的數據會說話
作為水電四局試驗中心的派出機構,白鶴灘試驗室主要承擔白鶴灘水電站大壩土建及金屬結構安裝工程的混凝土生產質量控制、原材料試驗檢測及現場混凝土質量控制工作。
參建以來,白鶴灘試驗室始終堅持“行為誠實公正、方法有效標準、數據準確可靠、服務規范到位”的質量方針,嚴格執行國家現行有效規程規范,嚴抓進場原材料質量,自大壩主體混凝土澆筑開始,試驗室嚴格按照規范開展檢測工作,共檢測混凝土拌和物三項指標坍落度檢測13243次、含氣量檢測13231次、出機口溫度檢測20086次、混凝土試塊40251組,合格率均在99.5%以上,混凝土廢料率控制在0.005%以內,混凝土生產質量控制水平全部為優良,質量等級全部評定為優秀;共埋設溫度計約4000支,一次驗收合格率為100%,澆筑完成后測溫階段完好率98.7%,為大壩溫控策略的調整提供數據支持。
期間,根據大壩不同部位的混凝土性能要求不同,在做好混凝土施工配合比等工作的同時,針對高低線兩座拌和系統的生產環節給予重點控制,24小時對每一罐混凝土進行監控,按照規范要求對混凝土拌和物進行檢測,滿足規范要求后方能入倉。倉面上試驗室盯倉人員24小時對入倉的混凝土檢測其溫度、坍落度、含氣量等指標,并關注混凝土的振搗效果以及泛漿狀態,與拌和樓人員形成數據共享與反饋,實現混凝土質量控制的閉環管理。
在白鶴灘水電站下游圍堰施工過程中,考慮到防滲墻塑性混凝土芯墻是重中之重,防滲墻塑性混凝土的質量也直接影響著圍堰的穩定性及防滲性,試驗室在進行防滲墻塑性混凝土配合比設計試驗過程中發現塑性混凝土的抗壓強度與彈性模量存在相互制約情況,即混凝土抗壓強度增加混凝土彈性模量也隨之變大,設計要求塑性混凝土抗壓強度為≥4.5MPa,而彈性模量卻要求≤1750MPa,按照以往的配合比設計經驗經過了長時間的配合比試拌,使用白鶴灘工地現有的玄武巖砂石骨料及為保證塑性混凝土的流動性選用的聚酸類減水劑始終無法保證同時滿足抗壓強度、彈性彈模兩項技術指標。
通過一系列的試驗以及原因分析,試驗室開始從更換原材料的品種入手來進行混凝土配合比設計,經過試驗對比發現采用天然河沙比玄武巖人工砂取得的彈性模量要小,采用高砂率、萘系減水劑也會降低彈性模量,按照這一思路開始重新進行配合比試驗,并通過調整水膠比、膨潤土摻量等一系列措施最終設計出了滿足設計規范要求“高強度、低彈模”的配合比,不僅提高了防滲墻施工質量,也確保了上下游圍堰的工程質量,在經歷了4年的高水頭運行,真正做到了“滴水未漏”。
白鶴灘水電站大壩主體混凝土全部采用低熱硅酸鹽水泥,低熱硅酸鹽水泥在特大型水電工程拱壩中的全面應用尚無先例。試驗室通過夜以繼日的反復試驗,不斷摸索,同時邀請外加劑廠家的技術人員駐場服務,反復調整配方,歷時3個月對低熱水泥及其混凝土性能進行全面的分析和研究,結合實際應用成果,調配出性能優良的混凝土配合比,保證了混凝土質量,顯著節省了溫控成本,充分發揮低熱水泥后期強度高、水化熱低的優勢,最終實現了白鶴灘水電站“無縫大壩”的目標,不但為降低大壩混凝土絕熱溫升、提高混凝土抗裂性能積累了寶貴經驗,為低熱硅酸鹽水泥在特高雙曲拱壩大體積混凝土中的廣泛應用提供了借鑒和參考,更為大壩混凝土的施工及應用提供了強有力的技術支撐。
2017年4月,白鶴灘水電站大壩開始澆筑后,逐漸暴露出大粒徑骨料不足的問題。因受限于旱谷地特殊的巖石地質條件和開挖爆破工藝參數,大塊石的獲得率偏低,造成大石、特大石的產量偏低,中小石頂倉。白鶴灘試驗室從混凝土配合比角度探索骨料比例的調整變化,在不增加膠材用量的情況下,通過減少特大石,增加中小石用量,適當增加砂率的措施來調節粗骨料的級配比例,盡量在保證混凝土質量的前提下使得配合比所用的各粒徑骨料與旱谷地生產級配比例相匹配。2017年11月,經過室內試驗并在拌和樓試生產,四級配的特大石比例從原來30%減少到23%,中小石比例從40%提高到47%。在很大程度上緩解了特大石產量不足的現狀,減少了中小石棄料,降低了巖石的開采過程中對環境的污染,并且為后續工程開展此類工作奠定了一定的技術支持。
2018年,白鶴灘水電站工程建設進入高峰期后,大壩混凝土澆筑強度劇增,為滿足拌和系統與倉面澆筑過程中初凝時間富裕度小的問題,試驗室開展了外加劑對混凝土初凝時間影響分析試驗,探究了拌和樓混凝土凝結時間損失原因,通過調整外加劑的PH值,抑制外加劑溶液中微生物的生長,減少了混凝土凝結時間的損失,有效保證了水電站澆筑高峰期的混凝土施工質量。
他們,讓創新成為提質增效的新動能
優秀的混凝土質量是精品大壩的基礎,合理的配合比是混凝土質量的根本保障。如果說,水電站是屹立在峽谷之間的巨人,鋼筋、混凝土等無疑就是巨人的骨架與身軀,那么,我們試驗檢測的目的就是為了讓這巨人健康、茁壯成長。
為實現這一目標,白鶴灘試驗室不斷改進質量管理體系,創新工作方式方法,并根據公司產業延伸、業務拓展的需要,研究新產業、新領域中新材料、新工藝質量管理的特點,形成科學、系統的質量管理體系;在全過程管理中,試驗室班組責任明確、管理規范,每個環節設有質量責任人,班組成員各盡其責、獎罰分明,力求管理不留盲區和死角。打造出“凡事有人負責,凡事有章可循,凡事有據可查,凡事有人監督”的質量管理模式,并建立健全質量責任追究制度。
針對白鶴灘工程中出現的幾次質量頑癥,試驗室班組牽頭各參建方,針對出現的問題進行原因分析和措施應對,較好地解決了存在的頑癥;在骨料生產與使用存在不匹配的時候,試驗室成立了QC小組,集思廣益,經過大量的試驗論證,成功的將骨料比例進行了調整,解決了骨料不平衡的問題,節省費用1800萬元,受到了業主方的高度贊揚;在混凝土凝結時間存在問題時,試驗室成立黨員攻關小組,聯合監理、第三方試驗室、業主大壩部等管理部門從外加劑使用的各個環節進行分析,逐一的排查和分析,成功的找到了凝結時間損失快的根本原因,制定了切實有效的管理措施,取得了混凝土凝結時間快的解決方法,保證了工期;在低熱硅酸鹽水泥在特高雙曲拱壩混凝土中的研究和應用成果研發方面,研發項目從原材料經費和溫控措施費方面共節約成本8200萬元,不僅為行業以后承建類似的工程施工提供技術指導,也為低熱水泥混凝土在大型水電工程中的全面推廣和應用提供技術支持和經驗借鑒。
試驗室緊跟信息化發展步伐,創新理念,通過在智能軟件,將枯燥的文字變成生動的音視頻,漫畫,典型事故案例等,進行全員普及質量法規和質量管理知識,強化質量意識、轉變質量觀念,提高質量素質,最終在實現質量工作標準化、信息化、精細化、制度化、流程化的同時,形成了以技術創新提質增效為導向的質量管理模式,并取得了較好的成績。
2016年,試驗室進行防滲墻塑性混凝土在配合比設計試驗過程中成功解決問題發表論文《淺談大壩圍堰防滲墻混凝土施工質量控制》;隨后,通過對白鶴灘水電站大壩低熱水泥混凝土原材料、配合比、混凝土性能、施工工藝、溫控策略等方面的系統研究,形成較為全面的低熱水泥混凝土性能研究成果《低熱水泥在特高雙曲拱壩混凝土中的研究》科研項目,為行業開展類似的工程施工提供技術指導和推廣引用;2018年為保障混凝土初凝時間滿足倉面澆筑需要,根據現場實踐總結并發表論文《拌和樓混凝土凝結時間損失的分析與思考》;同年申報的《水工混凝土出機口質量控制工法》,在大體積水工混凝土施工中成功解決了出機口混凝土拌和物質量控制過程中存在的原材料質量穩定性差、混凝土拌和質量控制難度大的問題;2019年,結合白鶴灘工程溫控工作實際情況申報的《拱壩測溫件埋設工法》,全面為低熱水泥混凝土澆筑倉號內部溫度實時監測提供科學規范的監測技術并獲青海省工法;2020年,試驗室取得《一種混凝土芯樣極限拉伸試驗輔助裝置》新型實用專利。
惟其艱難,方顯勇毅。正是以務實、主動的服務態度,及時、精確的服務質量,試驗室至今未出現任何安全、質量事故。目前,白鶴灘水電站建設已接近尾期,試驗室將一如既往的認真履行合同,改進服務質量,為建設綠色、創新、精品工程不懈努力。
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