“水電八局中標以來,克服了環境艱苦、地勢復雜、工期緊張等困難,在安全、優質、高效開展各項工作的同時,采用智能碾壓、溫控等智能化施工技術,創造了筑壩升層最快速度(一年上升126米)、同類壩型芯樣最長長度(26.50米),提前一年實現了高質量投產發電,創造了“TB加速度。” 6月16日,TB水電站舉行首臺機組發電儀式,華能瀾滄江水電股份有限公司副總經理、總工程師周華對水電八局提出了高度評價。
在科技信息化浪潮下,各行各業都在轉型升級,建筑業亦然。建筑業是國民經濟的支柱產業,也是一個傳統產業,建筑工人曾以“搬磚頭、綁鋼筋、扛水泥”等重體力勞動為主,“晴天一身土、雨天兩腳泥”也是以往外界對于建筑工地的固有印象。隨著5G、人工智能、物聯網等新技術的應用,建筑行業已不再滿足于傳統的工作方式。開工以來,TB項目經過從“搬磚頭”到“按鍵盤”的巨大變革,智能建造技術引領大壩“智慧升級”。
TB水電站位屬一等大(1)型工程,擋水建筑物采用碾壓混凝土重力壩,壩頂高程1740.00米,壩頂長475.00米,最大壩高158.00米,是國家“十四五”重點工程、云南省“四個一百”重點建設工程,承擔著公司加快水電發展、填補云南省電力能源缺口的重要使命。傳統水電工程,面臨管理人員老齡化,技能工種短缺的危機,同時項目具有施工工期短、連續高強度生產、夏季氣溫高、太陽輻射強且降雨頻繁等特點,精細化施工難度大。
TB水電站建設過程中應用先進的科學技術,通過“產學研”一體化深度融合,提高科技成果和創新成果轉化水平。基于GIS+VR+IoT的智能建造平臺技術,構建“監測~分析~反饋~處理”的閉環體系,實現工程建設全員、全要素、全流程、全生命周期智能化管理系統應用。建造過程中基于創新技術的保駕護航,一座雄偉壯麗的碾壓混凝土高壩隨著肉眼可見的速度“拔地而起”,向世人彰顯著八局鐵軍的建造速度。如何又快又好的建成水電站大壩,需要通過以下“真功夫”鑄造TB水電站大壩。
創新引領,刷新碾壓壩建設速度
TB水電站最大壩高158米,高峰期一年上升126米,澆筑碾壓混凝土130萬立方米,施工管理組織難度大,施工技術準備工作要求高。為加快混凝土澆筑速度,提高混凝土質量保證率,采用復合消能爆破新技術,實現了最大月開挖強度52.06萬立方米突破,高質量完成了基坑開挖。建成國內首個模塊化安全型制冷技術全面應用的大型智能拌和系統,2023年5月實現預冷混凝土最高產量23.0萬m3/月,為大壩提供高質量溫控混凝土。通過采用“整體吊裝、預留入倉口+鋼棧橋”新技術進行跨廊道混凝土澆筑,實現中層跨廊道僅用20天,相比傳統技術節約工期10~15天。低溫季節采用高升層連續翻升施工技術,實行層層驗收制度,實現平層最高澆筑18米的連續升層,節約備倉時間。雨季采用通倉大斜層碾壓,實現11個壩段通倉斜層循環作業,確保了雨季正常施工和度汛節點目標的實現。通過以上先進的科學技術實現了大壩快速、連續上升。
匯智聚力,打造水電標桿工程
TB電站遵循“全面感知、真實分析、實時控制”的閉環智能控制理論,“以關鍵技術創新為引領、以智能建造平臺為支撐打造托巴水電標桿工程”為目標,全面提升大壩智能建造管理管控意識,進一步推動數智大壩轉型升級,建成“精品、智慧、綠色、效益、廉潔”,為工程達標創優奠定了堅實的基礎。
全生命周期融入BIM技術,進行 “透視化”預演,提升宏觀展示能力。TB大壩將BIM技術融入施工全生命周期,成功應用于工程投標階段、施工階段和竣工階段等。BIM技術是大壩建設過程中精細化管理的“寶刀”,通過施工前的“預施工”, 實現項目的溝通、討論與決策管理可視,使施工方案達到最優選擇。實現了項目管理的可視化、數字化、動態化控制,全面提升大壩工程建設的施工和管理水平,高效優質完成大壩建設。《BIM技術在TB水電站大壩施工過程中的創新與應用》斬獲第三屆工程建設行業BIM大賽一等獎、《BIM+MR技術在水利水電工程中的創新與應用》斬獲第五屆“優路杯”全國BIM技術大賽金獎。
為設備植入“中樞神經”,攤實大壩這塊“結構三明治”,實現層層壓實。要建設好大壩這塊“三明治”可不是一件容易的事,不僅要滿足結構安全穩定的要求,能夠抵御百年一遇的洪水,同時還有防滲等各項運行的要求。大壩施工過程中應用智能碾壓系統結合安裝了“思想”的設備對大壩碾壓質量進行全過程監控管理。基于“監測一分析一反饋一處理”的倉面施工質量控制體系,安裝一雙“無形的眼睛”對基礎處理、大壩碾壓速度、碾壓遍數、熱升層、內部溫度等進行監測、預警,現場應用“有形抓手”實時糾偏,實現全天候管理、實時在線管理、精細化管理、遠程管理,數據集成至指揮系統,讓管理者實現“運籌帷幄之中,決勝千里之外”。TB大壩每一層混凝土均在“無形的眼睛”注視下生產,施工質量得到顯著提升,取出26.5米世界上最長碾壓混凝土芯樣。
科技助力,為大壩裝上"智能空調",冬夏無恙,實現零裂縫投產。智能溫控體系主要以“保證結構安全、降低內部溫度和提升施工效率”為優化目標,通過云仿真平臺自動計算為混凝土內部溫度調控選擇最優的通水策略進行降溫,硬件設施做到“全域感知、深度計算、智能調控”的“硬實力”,軟件系統還要讓大壩“神經中樞”有知冷知熱的“軟關懷”,實現全方位、透明化、知冷暖的智能溫度管理系統。實現了碾壓混凝土全年上升128米的施工記錄,一次性連續上升18米大壩內部最高溫度依舊可控。
運用智能灌漿“新秘籍”,鑄造水電工程“地下堡壘”,提升灌漿管理水平。灌漿為地下隱蔽工程,且施工質量影響大壩的長期穩定運行,智能灌漿系統像在鉆頭上安裝了 “一盞明亮的燈”,實時監測灌漿過程中壓力、流量等參數,做到灌前可灌性分析、灌中智能監控和灌后質量綜合評估,實現地下隱蔽工程自動化、智能化灌漿的“陽光作業”。
運用先進的智能建造“神器”,對施工原材料進行管控,實現提質增效。目前智能系統通過傳感器、監控設備、智能終端等技術手段,實現對工地各個環節的實時數據采集和傳輸,已統計到設備效率、調度和現場進度的匹配度。如何通過智能建造系統對施工做到全方位精細化控制,應用好施工管理“神器”監測機械的運行狀態和燃油數據等,并根據各專業系統專門設計智能拌和、智慧鋼筋廠等智慧物料管控系統,為大壩提供著源源不斷的優質原料。引用工廠化辦公模式對作業全流程的任務監控,系統可以隨時看到原材料的庫存、生產明細、配送明細、出庫明細等,并加強施工過程的調度,降低了原材料損耗,提高了生產效率,實現智能管控、科學節材、合理燃油,以事項管理為驅動,推動科學化成本管理能力再發展。
運用質量、試驗等專業管理系統,實現資源要素統一管理。基于移動互聯網和物聯網等信息技術,充分依靠海量多類多元大數據分析技術,建立可在移動終端上使用的人員、設備、物資材料、質量驗評、試驗檢測、進度計劃、工程計量、生態環境等實時動態在線管理系統,實現工程建設全員、全要素、全流程、全過程智能化管理,及時消除人員、環境、條件等可變因素帶來的不確定性,解決多階段、多專業、多履約主體的流程、工藝和績效管理等問題,實現工程建設管理有傳統模式往智能建設管理模式的轉變。
TB水電站運用創新技術和智能建造手段,克服了工程建設過程中的各種疑難雜癥,彌補了傳統水電工程現場管理人員老齡化、經驗不足或憑經驗判斷的風險,對大壩各參數實現實時管控,助力項目管理者“耳聰目明”。
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