两河口水电站建设用了哪些“黑科技”？

钉入大量锚索的边坡。四川日报全媒体记者 韦维 摄

3月18日，我国第一高土石坝水电站、海拔最高的百万千瓦级水电站——雅砻江两河口水电站，最后一台机组完成72小时试运行，正式投入商业运行。至此，两河口水电站6台机组全部投产发电。

雅砻江两河口水电站，平均海拔3000米，含氧量仅为低海拔平原的69％，冬季极端最低温度接近零下16摄氏度，再加上超大方量、超高强度的大坝填筑，曾给两河口大坝建设带来严峻的挑战。

为破解诸多水电建设的世界级难题，建设者们用了哪些“黑科技”？

一组数据看两河口水电站

两河口水电站共有9项指标位于世界第一，来看一组数据，了解两河口水电站的建设规模到底有多大。

1.总填筑量4300万立方米

作为世界级土石坝，两河口大坝总填筑量达到4300万立方米

这么大的填筑量，如果分解成1立方米的正方体，连起来能绕地球一圈多

2.左岸边坡最高684米

位于大坝左岸的高边坡，最高达到684米，比中国第一高楼上海中心大厦还高约50米

为了牢牢稳固住边坡，施工时一共用了约1.6万束锚索，每束锚索的重量就约1吨

3.厂房面积8004平方米

在大坝右岸的山体里，有着总长度276米、宽29米的厂房，面积达8004平方米

这个厂房有多宽阔？可以并排停放8列8辆编组的动车

4.总库容108亿立方米

两河口还有一个四川省内最大的“超级水库”，总库容达到108亿立方米，相当于770个西湖加起来的水量

因为这个“超级水库”，两河口水电站可为雅砻江中下游、金沙江下游和长江干流电站产生巨大补偿效益，增加平枯期年发电量约342亿千瓦时，超过去年四川全社会用电量的1/10

5.每年减碳2130万吨

两河口的年发电量，加上补偿效益增加的发电量，相当于每年减少原煤消耗1330万吨，减少二氧化碳排放2130万吨，相当于少建4座年产400万吨的大型煤矿

黑科技1

开发了智能大坝实时监控系统，定位精度达到厘米级，能够实时计算分析碾压机行走轨迹、车速、碾压遍数、压实厚度等，并实时自动报警

智能无人碾压机群和原生集成式无人碾压系统，进一步提升大坝施工智能化水平

给碾压机“装大脑”，智能碾压保质量

大坝中心区相当于“心脏”，为了防渗透，就要在“心脏”位置砌上保护墙——“心墙”。

要让“心墙”抵挡住260多米高、108亿立方米库容的水压力，碾压紧实是最关键的步骤之一。雅砻江公司两河口建设管理局局长王金国说，“心墙”需要经过1176层的填筑，每层需经过10遍碾压，马虎不得。

上万遍的重复碾压，枯燥乏味，工人总有大意迷糊的时候，怎么杜绝错碾、漏碾，保障大坝安全？在两河口水电站智能大坝系统前方指挥中心的屏幕上，我们找到了答案。

“24号凸块碾：速度，2.63千米/时；错距，40厘米；遍数，3……”屏幕上呈现的是立体图形，4台碾压车正在屏幕上行驶，每台车的轨迹由不同颜色替代。

“传统土石坝的心墙碾压，通过人工翻牌子计数控制遍数，碾压轨迹只能通过监理工程师的肉眼判断，速度控制则凭感觉，施工质量存在很大的主观因素。”天津大学智能大坝项目部研发人员介绍，雅砻江公司和天津大学联合开发了智能大坝实时监控系统，定位精度达到厘米级，能够实时计算分析碾压机行走轨迹、车速、碾压遍数、压实厚度等，并实时自动报警，杜绝了隐患。

不仅如此，针对碾压工招工难、低频振动带来的职业健康困扰，以及高寒高海拔带来的施工降效等问题，研发和应用了智能无人碾压机群和原生集成式无人碾压系统，进一步提升大坝施工智能化水平。

黑科技2

研发“保温被”快速收放机，引入气象雷达，采用填筑面龟背状施工、小仓面快速轮换施工等方式

给“心墙”“盖被子”,冬季保温防冻融

在高海拔地区，黏土对于温度和含水量的变化极为敏感，全年有效施工时间只有200天左右。为了工程又好又快地建成，建设者们总在不断摸索创新：寒冬时节，“心墙”土料会发生冻结和融化，这是高土石坝从来没有遇到过的难题。中科院西北生态环境资源研究院的专家说，“两河口遇到的是浅表层日循环冻土，夜晚冻结、白天融化，而且压实土体冻融后会形成渗漏通道，是工程建设绝对不容许出现的。”为了防止“心墙”受冻，每天夜晚建设者们都会给“心墙”盖上重达几十吨的“保温被”，白天升温后揭开继续施工。通过研发的“保温被”快速收放机，覆盖差不多三个足球场大小的“心墙”仅需 3小时。

雷雨季节，碾压机的钢轮由于挂泥无法将土料压实，“有时填筑方量还比不上被刮掉的方量，‘心墙’越填越低。”翻过来倒过去地想办法，后来建设者们引入气象雷达，采用填筑面龟背状施工、小仓面快速轮换施工等方式，极大提高了雨季施工效率……

黑科技3

为了保证抗冲耐磨混凝土的浇筑成型，项目运用了智能养护的办法，在混凝土墙上铺设埋有传感器的管道，实时监测混凝土的温度和湿度，对喷淋时间和温度再进行智能调整

给混凝土“敷面膜”，智能养护防干裂

为了在主汛期分担长江防洪压力，两河口水库预留了20多亿立方米的防洪库容。从“心墙”施工现场来到宽16米、高22米的泄洪洞，顿觉清凉。

只见洞两边的灰色混凝土上，贴满了白色养护布，墙顶部铺设的管道正在进行喷淋，洞室仿佛敷上了面膜。将养护布揭开，混凝土墙面光滑如镜，能够清晰地看到人影。

为何混凝土需要这么光滑湿润的“肌肤”？

两河口高边坡和泄洪洞室项目负责人王泽光揭开了谜底：原来，洞室要应对每秒4076立方米的最大泄量，相当于160辆满载25吨货物的卡车群快速冲撞的冲刷力，这对混凝土的耐冲磨质量提出了极高要求，相应的养护要求也会很高。“养护期内混凝土温度和湿度得严格控制在规定范围内，喷淋的水温与混凝土温度的差值不能大于20摄氏度，否则会有开裂风险。”王泽光说。

严格控制温度和湿度，在空气湿度小、风速大、日温差最高能达到30多摄氏度的两河口，并不容易。为了保证抗冲耐磨混凝土的浇筑成型，两河口项目运用了智能养护的办法，在混凝土墙上铺设埋有传感器的管道，实时监测混凝土的温度和湿度，对喷淋时间和温度再进行智能调整。“相比传统的人工喷淋，智能养护不仅节省人工、喷淋更加均匀、无死角，用水量还节省了将近一半。”王泽光算了算账。

黑科技4

采取“纳鞋底”的方式加固山体，总共向山体钉入约1.6万束锚索，每束锚索约70米长、1吨重

部分锚索安装了感应器，未来能够实时监测相应边坡范围的张拉力，从而进行智能监测

给高边坡“纳鞋底”，智能感应张拉力

山高谷深的复杂地形，决定了两河口水电站的高边坡规模巨大，其中最高边坡684米，比上海中心大厦还高约50米，位居世界水电第二。如何应对强大的水压，防止山体变形呢？

建设者们采取“纳鞋底”的方式加固山体。山体上红黄蓝白四色、密密麻麻的小点，便是“纳鞋底”的“针线”——锚索。据了解，项目总共向山体钉入约1.6万束锚索，每束锚索约70米长、1吨重，相当于把整个“鸟巢”的主结构用钢量搬运到海拔3000多米的高山上。

“一束锚索得三四十人一齐用力，经常要扛着往五六十米垂直高度的作业面送。”锚索工人曹庭发说，由于缺氧，经常走十来米就得歇一会儿，有的工友还会流鼻血，完工时肩膀也磨破了。

看似“笨重”的锚索，其实也暗藏玄机：部分锚索安装了感应器，未来能够实时监测相应边坡范围的张拉力，从而进行智能监测。