大漠深處，世界最高混凝土面板砂礫石壩即將亮相

大石峽水利樞紐工程建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)。李相臣攝

徐樹(shù)梅檢查壩頂防浪墻工程質(zhì)量。人民日?qǐng)?bào)記者 尚嶸崢攝

工人進(jìn)行壩體施工。人民日?qǐng)?bào)記者 尚嶸崢攝

春季的塔克拉瑪干沙漠邊緣，風(fēng)沙頻顧。從新疆阿克蘇地區(qū)溫宿縣循著庫(kù)瑪拉克河向上游回溯，寬闊的河道漸漸收窄，茫茫戈壁連接著巍峨的天山山脈。繼續(xù)前行，透過(guò)灰蒙蒙的空氣，一座龐然大物露出真容——大石峽水利樞紐工程，一座混凝土面板砂礫石壩橫臥于山谷之間。

生態(tài)輸水、攔蓄洪水、滋潤(rùn)農(nóng)田、蓄力發(fā)電，是大石峽水利樞紐工程被賦予的重要使命；高壩、高邊坡、高地震烈度、高泄洪流速、高挖填強(qiáng)度，是大壩建設(shè)中需要應(yīng)對(duì)的五大挑戰(zhàn)。2019年11月全面動(dòng)工以來(lái)，數(shù)千名建設(shè)者在惡劣環(huán)境下艱苦奮戰(zhàn)，提前8個(gè)月完成大壩封頂，目前正在向全面完工沖刺。

應(yīng)用10余項(xiàng)智慧化技術(shù)，大壩填筑施工效率提升近25%

山谷之中，河水奔騰、大風(fēng)呼嘯。要把年均徑流量48.79億立方米的庫(kù)瑪拉克河攔腰截?cái)啵?47米高的大壩，談何容易。

“這里經(jīng)常刮大風(fēng)，最大風(fēng)力有14級(jí)。”新疆葛洲壩大石峽水利樞紐開(kāi)發(fā)有限公司董事長(zhǎng)宋曉建說(shuō)。冬天，最低氣溫能達(dá)到零下22攝氏度，大風(fēng)一吹，體感溫度驟降；夏天，最高氣溫超過(guò)40攝氏度，風(fēng)卷起沙子，讓酷暑更難耐。

2019年底，建設(shè)團(tuán)隊(duì)冒著嚴(yán)寒和大風(fēng)，挺進(jìn)庫(kù)瑪拉克河峽谷深處，在冰凍的河面筑堰截流，拉開(kāi)了大石峽工程全面施工的序幕。

在國(guó)際工程界，200米高對(duì)于混凝土面板砂礫石壩來(lái)說(shuō)是條分水嶺。200米以上，寥寥無(wú)幾。247米，相當(dāng)于80層普通住宅樓的高度。

“混凝土面板砂礫石壩可以分成兩個(gè)部分看，即由砂礫石填筑而成的大壩主體，以及由混凝土澆筑的擋水面板。”大石峽水利樞紐工程Ⅰ標(biāo)項(xiàng)目部副經(jīng)理徐樹(shù)梅介紹，筑壩就像堆積木，填筑一層、壓實(shí)一層，循環(huán)往復(fù)。

宋曉建介紹，怎么選料、各種料如何配比，大有學(xué)問(wèn)，稍有偏差就可能影響大壩的穩(wěn)定性和抗震性。為此，建設(shè)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合清華大學(xué)、天津大學(xué)、中國(guó)水利水電科學(xué)研究院等科研院所，進(jìn)行21項(xiàng)課題、44個(gè)專題的項(xiàng)目研究。

徐樹(shù)梅辦公室的墻上，掛著一幅五顏六色的壩體截面圖。“每種顏色代表一種壩料，在壩體里有自己固定的位置，必須精準(zhǔn)地把它們‘送到家’。”她說(shuō)。

傳統(tǒng)的壩料運(yùn)輸，用的是“紙質(zhì)車票”。壩料運(yùn)輸車出料廠時(shí)“買票”，票面上寫有壩料的具體信息，到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，去該壩料的專屬“下車點(diǎn)”進(jìn)行“檢票”。

“這種方式如果純靠人工，壩料經(jīng)常送錯(cuò)位置，出錯(cuò)率高，容易耽誤工期。”徐樹(shù)梅介紹，研發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一套壩料運(yùn)輸智能監(jiān)控系統(tǒng)，把“紙質(zhì)車票”升級(jí)為“網(wǎng)約車”。

現(xiàn)場(chǎng)施工人員在系統(tǒng)中明確壩料填筑計(jì)劃，確定料源與填筑區(qū)，一鍵“叫車”，各壩料運(yùn)輸工區(qū)根據(jù)系統(tǒng)推送的工作計(jì)劃配置運(yùn)輸車輛。一旦裝卸料位置出現(xiàn)錯(cuò)誤，把“乘客”送錯(cuò)目的地，系統(tǒng)便自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息。這套系統(tǒng)大大降低了料源調(diào)配的管理難度。

料場(chǎng)智能開(kāi)采、攤鋪過(guò)程智能監(jiān)控、無(wú)人碾壓協(xié)同作業(yè)……大壩建設(shè)過(guò)程中，相關(guān)智慧化技術(shù)應(yīng)用了10余項(xiàng)，大壩填筑施工效率提升近25%。

采取混凝土超長(zhǎng)距離溜槽入倉(cāng)方式，實(shí)現(xiàn)澆筑目標(biāo)

記者見(jiàn)到徐樹(shù)梅這天，一通電話讓采訪暫時(shí)中斷——系統(tǒng)顯示混凝土配比出現(xiàn)異常，前方工作人員火急火燎打電話報(bào)告情況。

徐樹(shù)梅老家在重慶，性子里帶著川渝的火辣，講話直接、不怕得罪人。施工現(xiàn)場(chǎng)遍布沙塵，她對(duì)工程質(zhì)量卻眼里容不得沙子，“搞質(zhì)量的人就是要說(shuō)一不二，要有鐵的精神。”

作為大石峽工程的主要擋水建筑物，混凝土面板面積超過(guò)16萬(wàn)平方米，相當(dāng)于22個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)大小，如何在龐大的作業(yè)面上，高質(zhì)量地實(shí)現(xiàn)混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)，成為決定工程質(zhì)量的一項(xiàng)關(guān)鍵因素。建設(shè)團(tuán)隊(duì)決定采取混凝土超長(zhǎng)距離溜槽入倉(cāng)的方式，實(shí)現(xiàn)澆筑目標(biāo)。

“溜槽就像‘滑梯’，混凝土從壩頂坐上‘滑梯’，‘滑’到特定高度，進(jìn)入專屬于它的位置，完成入倉(cāng)。”新疆葛洲壩大石峽水利樞紐開(kāi)發(fā)有限公司副總經(jīng)理湯國(guó)忠介紹，高壩讓“滑梯”的長(zhǎng)度達(dá)到300多米，同類型工程中沒(méi)有先例可借鑒。

“滑滑梯”過(guò)程中，超長(zhǎng)距離使混凝土如同一盤“散沙”，產(chǎn)生離析，影響大壩面板的耐久性和承載能力。

如何讓“散沙”不散？施工團(tuán)隊(duì)在混凝土配比上做文章，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，找到混凝土中各組成材料之間的最佳比例關(guān)系；同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還在混凝土中加入纖維，提升混凝土的包裹性，讓各組合材料更加“團(tuán)結(jié)”。最終僅用6個(gè)月就完成全部大壩面板的施工，節(jié)省工期8個(gè)月。

整體看大壩，砂礫石是骨肉，混凝土面板是皮膚。保養(yǎng)好皮膚，才能更好包裹骨肉，提高大壩穩(wěn)定性。

“就像咱們?nèi)俗銎つw保養(yǎng)要用護(hù)膚品，其實(shí)就是精細(xì)化管理。”站在壩頂附近的觀景臺(tái)上，徐樹(shù)梅指著腳下的混凝土路面說(shuō)。

大壩混凝土面板養(yǎng)護(hù)過(guò)程，就像精細(xì)化“護(hù)膚”。先做“保濕”，把塑料薄膜這身“面膜”披上身，擋住沙漠邊緣強(qiáng)烈的紫外線，減少混凝土水分蒸發(fā)；再用土工布給混凝土保溫，維持混凝土養(yǎng)護(hù)所需溫度；冬天嚴(yán)寒刺骨，做完“護(hù)膚”還要裹上厚厚一層玻璃絲棉，防止低溫凍傷。

一切精細(xì)化施工管理，最終是為了工程質(zhì)量。經(jīng)檢測(cè)，大壩沉降率僅為0.29%，低于設(shè)計(jì)要求的0.6%沉降率，遠(yuǎn)低于行業(yè)認(rèn)可的1%沉降率，工藝技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

2024年1月23日，大壩附近的烏什縣發(fā)生7.1級(jí)地震。一時(shí)間，此前安裝在大壩壩體內(nèi)的數(shù)千個(gè)安全監(jiān)測(cè)點(diǎn)被瞬間激活，29類傳感器組成的“安全神經(jīng)網(wǎng)”同時(shí)工作。僅僅數(shù)秒，工程“智慧大腦”就接收到邊坡變形、洞室沉降等關(guān)鍵部位的數(shù)萬(wàn)條數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析顯示，壩體經(jīng)受住了大自然對(duì)工程質(zhì)量的檢驗(yàn)。

搭設(shè)智能建造平臺(tái)，實(shí)時(shí)掌握工程進(jìn)度，擴(kuò)大綜合效益

沙漠邊緣的高溫干旱氣候，使阿克蘇地區(qū)的水源嚴(yán)重依賴高山冰雪融水。夏季，氣溫升高，冰雪融水極易形成洪澇；秋季，冰雪融水進(jìn)入收尾期，缺水開(kāi)始變得嚴(yán)重；冬季，河道枯竭；春季，干旱依舊。

每年三季，農(nóng)作物“喝不飽”，又有一季“喝得太飽”。“早一天竣工，就能早一天發(fā)揮效益。”宋曉建介紹，大壩蓄水需要時(shí)間，如果能趕在汛期前蓄水，就能為農(nóng)作物生長(zhǎng)蓄足水量。

“在施工過(guò)程中，我們?cè)彤?dāng)?shù)乩习傩丈钊虢涣鳎桨l(fā)覺(jué)得大壩對(duì)他們的生活很重要。”宋曉建說(shuō)，如何在確保下游農(nóng)作物盡早“喝飽”的同時(shí)，解決施工中的各項(xiàng)難題，高效達(dá)成各項(xiàng)既定建設(shè)目標(biāo)，成為建設(shè)團(tuán)隊(duì)面臨的“大考”。

“僅科研經(jīng)費(fèi)就占了工程總投資的近一成。”宋曉建說(shuō)，面對(duì)考驗(yàn)，建設(shè)團(tuán)隊(duì)決心以科技創(chuàng)新為突破口，通過(guò)搭設(shè)智能建造平臺(tái)，實(shí)時(shí)掌握工程進(jìn)度，努力實(shí)現(xiàn)工期縮短、成本可控、質(zhì)量提升、安全保障的綜合效益。

平臺(tái)之上，每個(gè)數(shù)字的跳動(dòng)都意味著現(xiàn)場(chǎng)工序正在有效推進(jìn)；平臺(tái)之外，科技創(chuàng)新的效益不斷涌現(xiàn)。

壩料運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全天候無(wú)人管理，在大幅節(jié)約管理人員成本、提高車輛利用率的同時(shí)，還節(jié)省大筆費(fèi)用；區(qū)塊鏈混凝土生產(chǎn)與澆筑智能監(jiān)控系統(tǒng)，是行業(yè)首次引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行混凝土數(shù)據(jù)采集和智能運(yùn)輸管理；液壓智能建造系統(tǒng)首次被運(yùn)用到大型水利基建項(xiàng)目上，在大石峽工程聯(lián)合進(jìn)水口的建設(shè)過(guò)程中，該系統(tǒng)10分鐘內(nèi)就可完成模板整體頂升，縮短工期4至5天。

2024年12月，大石峽工程實(shí)現(xiàn)大壩填筑到頂；2025年10月，工程正式下閘蓄水。截至今年3月，蓄水量已達(dá)到1.25億立方米。

漫天黃沙中，建設(shè)者們正加緊推進(jìn)壩頂防浪墻施工等工作。開(kāi)閘放水之時(shí)，清冽的冰雪融水將從庫(kù)瑪拉克河匯進(jìn)阿克蘇河，再流入塔里木河，滋潤(rùn)整個(gè)塔里木河流域，塔克拉瑪干沙漠邊緣“喊渴”的日子，將越來(lái)越少。

大石峽水利樞紐工程是國(guó)家172個(gè)節(jié)水供水重大水利工程建設(shè)項(xiàng)目之一，于2019年底全面動(dòng)工。主體工程由混凝土面板砂礫石壩、左岸引水發(fā)電系統(tǒng)和左岸泄洪系統(tǒng)3部分組成。

其中，擋水建筑物為混凝土面板砂礫石壩，最大壩高247米，水庫(kù)總庫(kù)容11.7億立方米，單機(jī)容量25萬(wàn)千瓦，總裝機(jī)75萬(wàn)千瓦，是世界最高的混凝土面板砂礫石壩。

項(xiàng)目建成后，預(yù)計(jì)每年可生產(chǎn)超過(guò)18億千瓦時(shí)清潔電能，可滿足65萬(wàn)戶家庭一年的用電需求，每年將向塔里木河生態(tài)輸水34.2億立方米，緩解下游灌區(qū)缺水問(wèn)題。

（人民日?qǐng)?bào)）