今天小編分享的科技經驗：這一世界級難題，被我國團隊攻克！，歡迎閱讀。
◎ 劉俠 科技日報記者 滕繼濮
金沙江上，一座舉世矚目的特高拱壩工程——葉巴灘水電站，正在如火如荼建設中。
" 混凝土大壩澆築過程中，裂縫始終是最讓人頭疼的問題。" 近日，在建設現場，華電金沙江上遊水電開發有限公司葉巴灘分公司工程管理部主任杜光遠告訴科技日報記者，" 即便最微小的裂縫，也會損害大壩的耐久性，縮短其使用壽命。"
令人振奮的是，葉巴灘水電站大壩至今未出現任何裂縫——在高寒高海拔地區冬季混凝土澆築中溫控防裂這一世界級難題，已被建設團隊攻克。
葉巴灘水電站大壩現場。受訪者供圖
挑戰世界難題
杜光遠給記者打了個比方：" 澆築混凝土大壩，與烘焙蛋糕有異曲同工之妙。首先要将原材料注入模具，然後等待大壩在模具中成型。" 不過，前者遠比後者復雜得多。
大壩澆築，更像是一場與自然環境的較量。澆築過程中，混凝土外部會迅速冷卻，而内部由于水泥水化反應產生的熱量卻持續積聚，内外溫差會導致混凝土内部產生應力。一旦應力超過混凝土的承受極限，裂縫便會悄然出現。
無論是國際上著名的胡佛大壩、阿斯旺水壩，還是伊泰普水電站，它們在建造過程中都曾遇到裂縫問題。裂縫不僅會削弱大壩的結構強度，還會降低其承壓能力，就像一根筷子折斷後重新黏合，其強度大不如前。
混凝土澆築在建築行業中十分常見，但在高寒高海拔地區的惡劣環境下實現 " 無縫 " 澆築，卻是工程領網域的一大挑戰。
葉巴灘水電站位于四川白玉縣與西藏貢覺縣交匯處的金沙江上遊河段，施工區網域的環境特點—— " 高寒、高海拔、高溫差、高邊坡、高拱壩、高地應力 "，以及 " 長冬無夏短春秋 " 的氣候特征，都增加了裂縫的風險。壩址區晝夜溫差明顯，平均氣溫 9.2 ℃，極端氣溫從 37.1 ℃到 -23.5 ℃。此外，當地日照時間長，使得澆築後混凝土表面水分蒸發變快，這些因素都是讓大壩長出裂縫的 " 催化劑 "。
如此極端環境下，要建造一座 " 無縫 " 大壩似乎是一項不可能完成的任務。然而，建設團隊卻向 " 無壩不裂 " 的 " 魔咒 " 下了戰書。" 我們全力以赴，要做就做到最好！" 杜光遠說。
搭建 " 空調屋 "
" 我剛來工地那天，正趕上氣溫驟降，工程現場被厚厚的冰雪覆蓋，寒風吹得我瑟瑟發抖。" 這是施工場地給工程管理部主任助理鍾富林留下的第一印象。
建設團隊深知，在寒冷的高海拔地區建造 " 無縫 " 大壩，關鍵在于精準地控制溫度。然而，溫度恰恰是在這裡最難把控的要素。
更為棘手的是，葉巴灘水電站的雙曲拱壩設計，進一步增加了溫度控制的難度。這種結構使拱壩受到多種約束，溫度變化容易引起壩體開裂。此外，由于陡坡壩段多、壩體孔洞多，基岩和壩體孔口約束區也多，基礎溫差控制的要求極為嚴格。
" 傳統的混凝土防裂方法在這裡幾乎失效。極低的溫度使混凝土迅速凍結，嚴重影響大壩的整體質量。對工程而言，這真的是難上加難！" 鍾富林苦笑道，這一難題算是給工程師們來了個 " 下馬威 "。
不過，困難并未讓他們卻步。經過無數次的試驗和讨論，他們拿出了一個頗具想象力的方案——給大壩搭建一個 " 空調屋 "。
氣肋膜為葉巴灘水電站大壩冬季混凝土澆築提供輔助。王海州 攝
鍾富林解釋說，為了保溫，他們引入了氣肋膜技術，在模板和上下遊壩面噴塗聚氨酯，并在艙面及橫峰面鋪設塑料薄膜，以有效保持溼潤環境。他們還設定了三層 " 保溫被 "，并在表面增設了熱風機等加熱設施，确保混凝土在澆築後能夠維持适宜的溫度範圍。
建設者正在給葉巴灘水電站大壩混凝土鋪設 " 保溫被 "。蔣裕蝶 攝
給大壩搭建 " 空調屋 "，再蓋上 " 保溫被 "…… 各式保溫措施齊上陣，大壩可以暖洋洋地 " 過冬 " 了。這也意味着，團隊實現了在高寒高海拔地區全年無間歇混凝土大壩澆築。
架起 " 監視器 "
有了 " 空調屋 " 和 " 保溫被 " 還不夠，确保大壩 " 無縫 "，還需要其他科技手段的加持。
" 以往，我們都是靠經驗來控制大壩溫度，不僅耗時耗力，準确度還不高。" 葉巴灘分公司執行董事劉強介紹，如今，他們依托智能溫控與智能灌漿等功能系統，為大壩架起作業 " 監視器 "，提高了溫控效率。
智能溫控系統能夠實時、精确地監測大壩内部的溫度變化。一旦發現異常，該系統便會迅速響應，自動調整加熱或冷卻設施的工作狀态，确保已澆築的混凝土始終處于最佳溫度環境。
在葉巴灘水電站大壩施工現場，建設者在鋪設冷卻水管控制壩體溫度。蔣裕蝶 攝
另一方面，作業 " 監視器 " 還應用于智慧管理工程建設。該水電站通過實時整合拌合過程數據，實現了從混凝土生產到振搗作業的全流程智能監控。通過應用智能配漿和壓力流量聯合控制技術，水電站還做到了灌漿作業一鍵化操作與無人化控制，并能實時監測灌漿過程數據。
" 這些科技手段讓大壩在遭遇極端氣候時，依然能夠保持‘無縫’狀态。" 劉強說。
2024 年 1 月，葉巴灘水電站相關技術研究獲得中國大壩工程學會科技進步獎一等獎。這項科技成果的成功應用，為我國高寒高海拔地區巨型水電建設作了重要的技術探索與儲備。
黨的二十屆三中全會提出，統籌強化關鍵核心技術突破瓶頸，推動科技創新力量、要素配置、人才隊伍體系化、建制化、協同化。劉強表示：" 下一步，我們将不斷優化施工方案，深化技術創新，繼續攻克水電領網域關鍵核心技術難題，确保‘無縫’大壩建設高質量推進，向世界展示中國智慧和中國力量！"
