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白鹤滩大坝的“营养师”

发布日期:2021-07-07   信息来源:勘测设计院   作者:董慧蓉  字号:[ ]

“真正的大国重器,一定要掌握在自己手里。核心技术、关键技术,化缘是化不来的,要靠自己拼搏。”这是习近平总书记的殷切嘱托。

白鹤滩水电站作为世界在建规模最大的水电工程,对于所有的参与者来说,都充满了使命感和荣誉感。而设计院白鹤滩试验室作为大坝浇筑质量的守护者,在参建的3000多个日日夜夜里,也在努力为主体工程的施工作出应有贡献。 

他们,让科学严谨的数据会说话

作为中国水电四局试验中心的派出机构,白鹤滩试验室主要承担白鹤滩水电站大坝土建及金属结构安装工程的混凝土生产质量控制、原材料试验检测及现场混凝土质量控制工作。参建以来,白鹤滩试验室始终坚持“行为诚实公正、方法有效标准、数据准确可靠、服务规范到位”的质量方针,严格执行国家现行有效规程规范,严抓进场原材料质量,自大坝主体混凝土浇筑开始,试验室严格按照规范开展检测工作,共检测混凝土拌和物三项指标坍落度检测13243次、含气量检测13231次、出机口温度检测20086次、混凝土试块40251组,合格率均在99.5%以上,混凝土废料率控制在0.005%以内,混凝土生产质量控制水平全部为优良,质量等级全部评定为优秀;共埋设温度计约4000支,一次验收合格率为100%,浇筑完成后测温阶段完好率98.7%,为大坝温控策略的调整提供数据支持。

期间,根据大坝不同部位的混凝土性能要求不同,在做好混凝土施工配合比等工作的同时,针对高低线两座拌和系统的生产环节给予重点控制,24小时对每一罐混凝土进行监控,按照规范要求对混凝土拌和物进行检测,满足规范要求后方能入仓。仓面上试验室盯仓人员24小时对入仓的混凝土检测其温度、坍落度、含气量等指标,并关注混凝土的振捣效果以及泛浆状态,与拌和楼人员形成数据共享与反馈,实现混凝土质量控制的闭环管理。

在白鹤滩水电站下游围堰施工过程中,考虑到防渗墙塑性混凝土芯墙是重中之重,防渗墙塑性混凝土的质量也直接影响着围堰的稳定性及防渗性,试验室在进行防渗墙塑性混凝土配合比设计试验过程中发现塑性混凝土的抗压强度与弹性模量存在相互制约情况,即混凝土抗压强度增加混凝土弹性模量也随之变大,设计要求塑性混凝土抗压强度为≥4.5MPa,而弹性模量却要求≤1750MPa,按照以往的配合比设计经验经过了长时间的配合比试拌,使用白鹤滩工地现有的玄武岩砂石骨料及为保证塑性混凝土的流动性选用的聚酸类减水剂始终无法保证同时满足抗压强度、弹性弹模两项技术指标。通过一系列的试验以及原因分析,试验室开始从更换原材料的品种入手来进行混凝土配合比设计,经过试验对比发现采用天然河沙比玄武岩人工砂取得的弹性模量要小,采用高砂率、萘系减水剂也会降低弹性模量,按照这一思路开始重新进行配合比试验,并通过调整水胶比、膨润土掺量等一系列措施最终设计出了满足设计规范要求“高强度、低弹模”的配合比,不仅提高了防渗墙施工质量,也确保了上下游围堰的工程质量,在经历了4年的高水头运行,真正做到了“滴水未漏”。

白鹤滩水电站大坝主体混凝土全部采用低热硅酸盐水泥,低热硅酸盐水泥在特大型水电工程拱坝中的全面应用尚无先例。试验室通过夜以继日的反复试验,不断摸索,同时邀请外加剂厂家的技术人员驻场服务,反复调整配方,历时3个月对低热水泥及其混凝土性能进行全面的分析和研究,结合实际应用成果,调配出性能优良的混凝土配合比,保证了混凝土质量,显著节省了温控成本,充分发挥低热水泥后期强度高、水化热低的优势,最终实现了白鹤滩水电站“无缝大坝”的目标,不但为降低大坝混凝土绝热温升、提高混凝土抗裂性能积累了宝贵经验,为低热硅酸盐水泥在特高双曲拱坝大体积混凝土中的广泛应用提供了借鉴和参考,更为大坝混凝土的施工及应用提供了强有力的技术支撑。

2017年4月,白鹤滩水电站大坝开始浇筑后,逐渐暴露出大粒径骨料不足的问题。因受限于旱谷地特殊的岩石地质条件和开挖爆破工艺参数,大块石的获得率偏低,造成大石、特大石的产量偏低,中小石顶仓。白鹤滩试验室从混凝土配合比角度探索骨料比例的调整变化,在不增加胶材用量的情况下,通过减少特大石,增加中小石用量,适当增加砂率的措施来调节粗骨料的级配比例,尽量在保证混凝土质量的前提下使得配合比所用的各粒径骨料与旱谷地生产级配比例相匹配。2017年11月,经过室内试验并在拌和楼试生产,四级配的特大石比例从原来30%减少到23%,中小石比例从40%提高到47%。在很大程度上缓解了特大石产量不足的现状,减少了中小石弃料,降低了岩石的开采过程中对环境的污染,并且为后续工程开展此类工作奠定了一定的技术支持。

2018年,白鹤滩水电站工程建设进入高峰期后,大坝混凝土浇筑强度剧增,为满足拌和系统与仓面浇筑过程中初凝时间富裕度小的问题,试验室开展了外加剂对混凝土初凝时间影响分析试验,探究了拌和楼混凝土凝结时间损失原因,通过调整外加剂的PH值,抑制外加剂溶液中微生物的生长,减少了混凝土凝结时间的损失,有效保证了水电站浇筑高峰期的混凝土施工质量。 


他们,让创新成为提质增效的新动能


优秀的混凝土质量是精品大坝的基础,合理的配合比是混凝土质量的根本保障。如果说,水电站是屹立在峡谷之间的巨人,钢筋、混凝土等无疑就是巨人的骨架与身躯,那么,我们试验检测的目的就是为了让这巨人健康、茁壮成长。

为实现这一目标,白鹤滩试验室不断改进质量管理体系,创新工作方式方法,并根据公司产业延伸、业务拓展的需要,研究新产业、新领域中新材料、新工艺质量管理的特点,形成科学、系统的质量管理体系;在全过程管理中,试验室班组责任明确、管理规范,每个环节设有质量责任人,班组成员各尽其责、奖罚分明,力求管理不留盲区和死角。打造出“凡事有人负责,凡事有章可循,凡事有据可查,凡事有人监督”的质量管理模式,并建立健全质量责任追究制度。

针对白鹤滩工程中出现的几次质量顽症,试验室班组牵头各参建方,针对出现的问题进行原因分析和措施应对,较好地解决了存在的顽症;在骨料生产与使用存在不匹配的时候,试验室成立了QC小组,集思广益,经过大量的试验论证,成功的将骨料比例进行了调整,解决了骨料不平衡的问题,节省费用1800万元,受到了业主方的高度赞扬;在混凝土凝结时间存在问题时,试验室成立党员攻关小组,联合监理、第三方试验室、业主大坝部等管理部门从外加剂使用的各个环节进行分析,逐一的排查和分析,成功的找到了凝结时间损失快的根本原因,制定了切实有效的管理措施,取得了混凝土凝结时间快的解决方法,保证了工期;在低热硅酸盐水泥在特高双曲拱坝混凝土中的研究和应用成果研发方面,研发项目从原材料经费和温控措施费方面共节约成本8200万元,不仅为行业以后承建类似的工程施工提供技术指导,也为低热水泥混凝土在大型水电工程中的全面推广和应用提供技术支持和经验借鉴。试验室紧跟信息化发展步伐,创新理念,通过在智能软件,将枯燥的文字变成生动的音视频,漫画,典型事故案例等,进行全员普及质量法规和质量管理知识,强化质量意识、转变质量观念,提高质量素质,最终在实现质量工作标准化、信息化、精细化、制度化、流程化的同时,形成了以技术创新提质增效为导向的质量管理模式,并取得了较好的成绩。

2016年,试验室进行防渗墙塑性混凝土在配合比设计试验过程中成功解决问题发表论文《浅谈大坝围堰防渗墙混凝土施工质量控制》;随后,通过对白鹤滩水电站大坝低热水泥混凝土原材料、配合比、混凝土性能、施工工艺、温控策略等方面的系统研究,形成较为全面的低热水泥混凝土性能研究成果《低热水泥在特高双曲拱坝混凝土中的研究》科研项目,为行业开展类似的工程施工提供技术指导和推广引用;2018年为保障混凝土初凝时间满足仓面浇筑需要,根据现场实践总结并发表论文《拌和楼混凝土凝结时间损失的分析与思考》;同年申报的《水工混凝土出机口质量控制工法》,在大体积水工混凝土施工中成功解决了出机口混凝土拌和物质量控制过程中存在的原材料质量稳定性差、混凝土拌和质量控制难度大的问题;2019年,结合白鹤滩工程温控工作实际情况申报的《拱坝测温件埋设工法》,全面为低热水泥混凝土浇筑仓号内部温度实时监测提供科学规范的监测技术并获青海省工法;2020年,试验室取得《一种混凝土芯样极限拉伸试验辅助装置》新型实用专利。

惟其艰难,方显勇毅。正是以务实、主动的服务态度,及时、精确的服务质量,试验室至今未出现任何安全、质量事故。目前,白鹤滩水电站建设已接近尾期,试验室将一如既往的认真履行合同,改进服务质量,为建设绿色、创新、精品工程不懈努力。

 






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