数字大坝:尽在掌控之中——探访溪洛渡大坝施工

谢泽

(三峡集团公司工程建设管理局，四川成都 610041)

云南省永善县，位于乌蒙山脉西北面，与四川省雷波县隔金沙江相望。从位于半山腰的永善县城溪洛渡镇出发，随之字形公路下行，约十多分钟车程，便到达金沙江畔。此时，一座巨型拱坝出现在记者眼前，这边是正在建设中的目前世界第三大、中国第二大电站——溪洛渡水电站。

溪洛渡:三峡集团首尝拱坝

“溪洛渡大坝最大坝高285.5米，这个高度在国内拱坝中居第三位，溪洛渡电站的发电量在国内拱坝水电站中居第一位。”溪洛渡工程建设部大坝部工程师汪红宇向记者介绍了溪洛渡大坝的基本情况。

3月28日，记者随汪红宇来到大坝施工的缆机平台俯瞰溪洛渡大坝，5台缆机吊运着混凝土和各类施工物资，在大坝和两岸间穿梭，一派繁忙的景象。据汪红宇介绍，大坝共31个坝段，其中8个坝段，距离大坝设计高程610米只差两米的距离，近期就将到顶。中间最低的坝段，目前距离到顶也只有30米左右，今年秋季可以实现大坝全线到顶。

“溪洛渡大坝是中国三峡集团建设的第一座拱坝，之前建设的葛洲坝、三峡，以及在建的向家坝，都是混凝土重力坝。”汪红宇告诉记者，“溪洛渡与下游几座电站不同，它处于深山峡谷之中，采用拱坝的形式，可以充分利用地形优势，把水的压力分散到两岸，而不是只靠大坝自身受力，因而，大坝混凝土浇筑量较之重力坝大大减少，工程经济性大大增强。”

数字化:让大坝尽在掌控中

难点总是与优点如影随形，记者在采访中了解到，溪洛渡大坝施工中，存在着很多三峡、向家坝这样的重力坝施工中遇不到的难题。

“一个拱坝在挡水时，其大坝各个部分的受力状况存在很大差异。这种情况，要远比以平面挡水的重力坝复杂。”溪洛渡工程建设部大坝部副主任陈文夫告诉记者，“那么，这就给大坝设计施工都增加了难度。仅就施工而言，我们必须精密安排各坝段的施工进度，保证施工中相邻坝段高差和全坝段高差符合大坝受力要求。同样因为坝体受力情况复杂，大坝不同部位的混凝土配制情况也不相同，那么确保不同的混凝土不被浇到错误的位置，这在施工管理上，也提出了很大的难题。”

据陈文夫介绍，为应对溪洛渡大坝建设中存在的困难，他们提出了数字大坝的概念，通过计算机技术对大坝施工全程监控。陈文夫举例说，在混凝土施工中，每一灌混凝土的配制完毕后，便拥有了一个识别代码，这个代码对应着一辆装载车辆、一条道路、一台缆机、一个仓位。这就保证了每种配比不同的混凝土能准确浇筑到正确的仓位。

在溪洛渡工程右岸610平台的拌和楼旁，记者看到，在拌和楼前，一个竖杆上架设着一台扫描器，通过车辆被扫描后，信息传到旁边的控制室电脑，电脑识别后，会通过红绿灯方式安排该车进入其中对应拌和楼的对应道路上，将对应的混凝土装入车中。随后，车辆被指挥到达预定地点，将混凝土卸进对应吊罐中，然后，收到指令的缆机司机，会将吊罐吊到对应仓位上方，浇入混凝土。

“在工程中，人是最关键因素，同样，人也是最不可靠的一个因素。按照传统施工指挥方式，指挥员打个盹儿，走个神，可能混凝土就会浇错仓面。”承担大坝施工的水电八局溪洛渡大坝施工局的副局长李金宝对这套系统津津乐道，“而这套系统，全程由计算机监控、识别、指挥，克服了人指挥存在的问题。”

李金宝告诉记者，这套系统是由水电八局研制的，原先就是施工单位内部管理控制的一个工具。现在，中国三峡集团通过计算机网络技术，将这套系统纳入到整个施工管理体系。相关领导和工程建设人员在建设部的终端电脑上，甚至在北京总部，都能监控每一个仓位的混凝土生产、运送、浇筑情况。

而在陈文夫这边，对整个数字大坝情况掌握得更为全面。“我们的数字大坝这套大的系统，可不单单避免了混凝土可能浇错的问题。”陈文夫说告诉记者，在整座大坝里预埋了无数个监控装置，建设部和集团公司可以实时掌握大坝施工中和运行后的各种情况。“能把溪洛渡大坝建成我们引以为傲的无缝大坝，数字大坝系统也起了不小的作用。”

无缝大坝:数字化温控树立行业典范

避免出现裂缝，一直是混凝土施工的一个难题。而论究出现裂缝的原因，最主要的就是一个温度控制问题。

“混凝土从生产到浇筑整个过程中，都存在一个温度变化的过程。”汪红宇详细解释混凝土裂缝问题，“特别在浇筑以后，混凝土会持续产生热量，就需要人工通冷水降温。但是，如果降温过程不符合要求、同一仓混凝土不同部位降温不均、与相邻仓位温差过大，都可能会导致裂缝的出现。”

作为施工方，李金宝向记者介绍了在施工中避免裂缝的一些具体做法。他给记者画了一个混凝土在浇筑后温度变化的曲线。他告诉记者，他们的冷却水系统，可以生产出两种温度的冷却水，一种是7至8摄氏度，一种是14摄氏度。在刚浇入混凝土时，需要混凝土温度较快下降，就向混凝土通入7至8摄氏度的水，在降到一定温度时，再通入14摄氏度的水，让混凝土温度缓速下降。

“当然，这是大的原理。”李金宝说，“具体操作中，什么时候通入什么温度的冷却水，通入的流量大小，这都要依赖于对混凝土温度的监控结果。”据他介绍，在混凝土浇筑过程中，每个仓位里，都预埋了多个测温设备，对仓位里不同位置的温度进行精密监控。这些监控数据收集起来后，就对冷却水温度和流量的控制起到了指导作用。

由于广泛采取温控措施，每个仓位测温设备收集到数据汇总到一起，各个相邻仓位温差，不相邻仓位温差，不同坝段温差以及全坝段温差都可以全面掌握。因此在整个大坝混凝土施工中，温控问题可以通盘考虑。

李金宝详细解释了这一点。“举例说吧!依次排开的a、b、c 三个仓位，a 和b 之间温差在控制范围内，b 和c 也在控制范围内，但a 和c 的温差有可能就超过控制范围。事实上，国内就有拱坝因为这种现象导致裂缝发生。”李金宝说，“但是由于溪洛渡施工中的高度数字化，信息高度集成，这种问题就可以避免。”

“别看说的这么复杂，但是，数字大坝的做法，其实让我们减轻了很多劳动量。”李金宝说，“在三峡，我们温控冬天要给混凝土盖保温被，夏天要加冰，就是常说的‘冬天盖棉被，夏天吃冰棍’。而在溪洛渡，由于温控技术的提升，我们在混凝土浇筑后就盖上隔温用的挤塑板，无论春夏秋冬气温变化，都不需要再揭下了。只用根据设备收集到的温度数据调整冷却方式就可以了。”

当然，先进温控技术产生的效果不只是减轻劳动量。陈文夫告诉记者，溪洛渡大坝在连续两年达到年浇筑量200万立方米混凝土的情况下，没有出现一条因温度控制不当造成的裂缝。溪洛渡大坝在温控技术方面，已经达到了国内行业领先水平。

“当然，溪洛渡工程的建成，将标志着初次接触拱坝的中国三峡集团，已经完全拥有了建设300米级巨型拱坝的能力。也为下一步建设乌东德白鹤滩两座巨型拱坝扫清了技术障碍。”陈文夫颇有些骄傲地说道。