揭秘水电站施工黑科技：智能建造引领大坝建设新革命

揭秘水电站施工黑科技：智能建造引领大坝建设新革命

在古老神秘的埃塞俄比亚高原上，被誉为“非洲三峡”的吉布3水电站就像一颗璀璨的明珠，高高地悬挂在美丽的非洲屋脊之上。大坝高耸、水光粼粼、飞瀑奔涌，静静地诉说着一个中国制造的传奇故事。

水电站建设是一项复杂的任务，涉及多个专业领域如土木工程、机械工程、电气工程等。施工组织设计方案必须基于工程背景进行规划，以确保资源的有效利用和施工的质量与安全。

水电站施工组织方案是一个全面的计划，它涵盖了从项目开始到完成的所有阶段，确保施工过程的高效、安全和顺利进行。以下是一个典型的水电站施工组织方案的主要组成部分：

这些组成部分共同构成了水电站施工组织方案的核心框架，确保了施工过程中的各个环节都能得到有效管理和控制。

TB水电站：智能建造引领大坝“智慧升级”

TB水电站位属一等大(1)型工程，挡水建筑物采用碾压混凝土重力坝，坝顶高程1740.00米，坝顶长475.00米，最大坝高158.00米，是国家“十四五”重点工程、云南省“四个一百”重点建设工程，承担着公司加快水电发展、填补云南省电力能源缺口的重要使命。传统水电工程，面临管理人员老龄化，技能工种短缺的危机，同时项目具有施工工期短、连续高强度生产、夏季气温高、太阳辐射强且降雨频繁等特点，精细化施工难度大。

TB水电站建设过程中应用先进的科学技术，通过“产学研”一体化深度融合，提高科技成果和创新成果转化水平。基于GIS+VR+IoT的智能建造平台技术，构建“监测分析反馈~处理”的闭环体系，实现工程建设全员、全要素、全流程、全生命周期智能化管理系统应用。建造过程中基于创新技术的保驾护航，一座雄伟壮丽的碾压混凝土高坝随着肉眼可见的速度“拔地而起”，向世人彰显着八局铁军的建造速度。如何又快又好的建成水电站大坝，需要通过以下“真功夫”铸造TB水电站大坝。

创新引领，刷新碾压坝建设速度

TB水电站最大坝高158米，高峰期一年上升126米，浇筑碾压混凝土130万立方米，施工管理组织难度大，施工技术准备工作要求高。为加快混凝土浇筑速度，提高混凝土质量保证率，采用复合消能爆破新技术，实现了最大月开挖强度52.06万立方米突破，高质量完成了基坑开挖。建成国内首个模块化安全型制冷技术全面应用的大型智能拌和系统，2023年5月实现预冷混凝土最高产量23.0万m³/月，为大坝提供高质量温控混凝土。通过采用“整体吊装、预留入仓口+钢栈桥”新技术进行跨廊道混凝土浇筑，实现中层跨廊道仅用20天，相比传统技术节约工期10~15天。低温季节采用高升层连续翻升施工技术，实行层层验收制度，实现平层最高浇筑18米的连续升层，节约备仓时间。雨季采用通仓大斜层碾压，实现11个坝段通仓斜层循环作业，确保了雨季正常施工和度汛节点目标的实现。通过以上先进的科学技术实现了大坝快速、连续上升。

汇智聚力，打造水电标杆工程

TB电站遵循“全面感知、真实分析、实时控制”的闭环智能控制理论，“以关键技术创新为引领、以智能建造平台为支撑打造托巴水电标杆工程”为目标，全面提升大坝智能建造管理管控意识，进一步推动数智大坝转型升级，建成“精品、智慧、绿色、效益、廉洁”，为工程达标创优奠定了坚实的基础。

全生命周期融入BIM技术，进行 “透视化”预演，提升宏观展示能力。TB大坝将BIM技术融入施工全生命周期，成功应用于工程投标阶段、施工阶段和竣工阶段等。BIM技术是大坝建设过程中精细化管理的“宝刀”，通过施工前的“预施工”， 实现项目的沟通、讨论与决策管理可视，使施工方案达到最优选择。实现了项目管理的可视化、数字化、动态化控制，全面提升大坝工程建设的施工和管理水平，高效优质完成大坝建设。《BIM技术在TB水电站大坝施工过程中的创新与应用》斩获第三届工程建设行业BIM大赛一等奖、《BIM+MR技术在水利水电工程中的创新与应用》斩获第五届“优路杯”全国BIM技术大赛金奖。

为设备植入“中枢神经”，摊实大坝这块“结构三明治”，实现层层压实。要建设好大坝这块“三明治”可不是一件容易的事，不仅要满足结构安全稳定的要求，能够抵御百年一遇的洪水，同时还有防渗等各项运行的要求。大坝施工过程中应用智能碾压系统结合安装了“思想”的设备对大坝碾压质量进行全过程监控管理。基于“监测一分析一反馈一处理”的仓面施工质量控制体系，安装一双“无形的眼睛”对基础处理、大坝碾压速度、碾压遍数、热升层、内部温度等进行监测、预警，现场应用“有形抓手”实时纠偏，实现全天候管理、实时在线管理、精细化管理、远程管理，数据集成至指挥系统，让管理者实现“运筹帷幄之中，决胜千里之外”。TB大坝每一层混凝土均在“无形的眼睛”注视下生产，施工质量得到显著提升，取出26.5米世界上最长碾压混凝土芯样。

科技助力，为大坝装上"智能空调"，冬夏无恙，实现零裂缝投产。智能温控体系主要以“保证结构安全、降低内部温度和提升施工效率”为优化目标，通过云仿真平台自动计算为混凝土内部温度调控选择最优的通水策略进行降温，硬件设施做到“全域感知、深度计算、智能调控”的“硬实力”，软件系统还要让大坝“神经中枢”有知冷知热的“软关怀”，实现全方位、透明化、知冷暖的智能温度管理系统。实现了碾压混凝土全年上升128米的施工记录，一次性连续上升18米大坝内部最高温度依旧可控。

运用智能灌浆“新秘籍”，铸造水电工程“地下堡垒”，提升灌浆管理水平。灌浆为地下隐蔽工程，且施工质量影响大坝的长期稳定运行，智能灌浆系统像在钻头上安装了 “一盏明亮的灯”，实时监测灌浆过程中压力、流量等参数，做到灌前可灌性分析、灌中智能监控和灌后质量综合评估，实现地下隐蔽工程自动化、智能化灌浆的“阳光作业”。

运用先进的智能建造“神器”，对施工原材料进行管控，实现提质增效。目前智能系统通过传感器、监控设备、智能终端等技术手段，实现对工地各个环节的实时数据采集和传输，已统计到设备效率、调度和现场进度的匹配度。如何通过智能建造系统对施工做到全方位精细化控制，应用好施工管理“神器”监测机械的运行状态和燃油数据等，并根据各专业系统专门设计智能拌和、智慧钢筋厂等智慧物料管控系统，为大坝提供着源源不断的优质原料。引用工厂化办公模式对作业全流程的任务监控，系统可以随时看到原材料的库存、生产明细、配送明细、出库明细等，并加强施工过程的调度，降低了原材料损耗，提高了生产效率，实现智能管控、科学节材、合理燃油，以事项管理为驱动，推动科学化成本管理能力再发展。

运用质量、试验等专业管理系统，实现资源要素统一管理。基于移动互联网和物联网等信息技术，充分依靠海量多类多元大数据分析技术，建立可在移动终端上使用的人员

白鹤滩水电站：智能建造达到国际领先水平

白鹤滩水电站总装机容量1600万千瓦，为世界第二大水电站；拦河大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高289米。2016年，中国三峡集团启动白鹤滩大坝智能建造项目，成都院承担白鹤滩多维施工进度仿真、大坝混凝土全过程高效施工智能控制系统两个课题。基于BIM的多要素参数驱动仿真模型动态构建方法，成都院研发了通用的高拱坝智能进度仿真系统，保证了每一仓混凝土的浇筑时序和资源配置科学合理。

白鹤滩大坝混凝土全过程高效施工智能控制系统 受访者供图

“通过建立智能浇筑方法体系，我们研发出浇筑过程成套监控设备，构建起集状态描述、异常诊断、分层预警为一体的管控云平台，可有效解决特高拱坝在混凝土精准入仓、浇筑质量控制、缆机群运行安全等方面的难点。”课题负责人尹习双说。

白鹤滩大坝首仓混凝土从2017年开始浇筑。据项目成员徐建江介绍，团队研制并加装60余套智能监控装备，利用北斗高精度定位、大数据分析和动态仿真等技术，有效避免了“楼等车、罐等车、仓等罐”“漏振、过振、欠振”等现象，确保了浇筑质量，并大幅提升了效率，助力智能大坝高水平建设。

成都院坚持“人才立院、科技强院”，高度重视工程领域数字化应用和智能化提升，不断探索新质生产力与行业高质量发展新路径。该院工程数字化技术起步较早，从二滩水电工程开始着手施工期进度动态仿真研究，并经三峡、小湾、大岗山、溪洛渡、锦屏一级、乌东德等大型、巨型水电工程长达30多年深度实践，开发了水电、水利、抽水蓄能、新能源、基础设施领域智能建造核心产品，引领和推动行业智能建造技术发展。

未来展望

随着技术的不断成熟和完善，未来的抽水蓄能水电站将更加智能、高效、环保，成为构建新型电力系统的重要支柱，助力全球能源转型，推动经济社会的绿色发展。

在数字化浪潮的推动下，抽水蓄能水电站的建设正逐步迈向智能化的新阶段。这不仅是工程技术的一次重大飞跃，更是新时代能源工程发展的一个缩影。让我们共同期待，随着智慧工地和智能建造理念的深入贯彻，更多的抽水蓄能水电站将以更加卓越的姿态，为人类的能源未来贡献更大的力量。