在极度严寒且海拔极高的地区建设大坝,面临着全球性的技术难题,主要体现在温度控制和裂缝防范方面。尽管存在这些挑战,金沙江上的叶巴滩水电站却成功实现了技术突破,其大坝至今保持完好,未曾出现裂缝。究竟是什么因素促成了这一不同寻常的成就?

工程瞩目

中国奇迹!叶巴滩水电站大坝为何能完美无裂?世界级难题被破解  第1张

2月13日,快科技发布消息,金沙江边的叶巴滩水电站建设正迎来高峰期。这座特高拱坝项目引起了国际广泛关注。特别值得一提的是,大坝至今保持完好,未出现任何裂缝。该水电站位于四川白玉县与西藏贡觉县的接壤地带,金沙江上游河段,其独特的地理位置给建设带来了诸多挑战。

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该区域气候特征鲜明,表现为高寒、高海拔、极大温差、险峻的边坡、宏伟的拱坝,以及冬季漫长无夏、春秋季节短暂的气候条件。这些复杂因素为工程带来了众多难题。然而,建设团队并未因此退缩。

难题待解

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在寒冷且海拔较高的地区进行混凝土施工的冬季,全球范围内都面临着温度管理和裂缝防范的技术难题。许多著名的大坝在建造过程中都遇到了裂缝问题,其中包括美国的胡佛大坝、埃及的阿斯旺大坝,以及巴西与巴拉圭共建的伊泰普水电站。

裂缝问题至关重要,它严重削弱了大坝的稳定性,降低了其承压能力,对大坝的安全运作和耐用年限带来了巨大风险,给众多建设者带来了极大困扰。

气候挑战

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叶巴滩水电站所处区域的气候条件相当严酷。该区域白天和夜晚的温度差异明显,日均气温约为9.2摄氏度,最高气温可升至37.1摄氏度,而最低气温则可降至-23.5摄氏度。同时,该地日照时长较长。

在这种特定环境下,混凝土表面的水分迅速挥发。浇筑完成后,混凝土内部水分迅速减少,导致内外温差较大。这一现象极易引发裂缝。上述因素显著增加了裂缝出现的风险。

创意举措

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面对这一艰巨且繁复的挑战,项目团队采纳了革新方案。在气候严寒且地势较高的地区,建造“无缝”型大坝,对气温的精准控制显得尤为关键。为此,他们精心为大坝设计了一套“空调系统”,确保了这一目标的实现。

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运用气肋膜技术,对模板及其上下游坝面进行聚氨酯涂层施工,同时于舱面及横峰面铺设塑料薄膜,旨在构建一个较为湿润的坝体环境。此举有助于显著减少水分蒸发及温度波动对坝体造成的负面影响。

保温设施

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该团队为提升保温性能,采用了由三层材料组成的“保温被”,为水坝覆盖上了一层温暖的“棉被”。此外,他们在坝面设置了热风机等加热装置。

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这些加热装置持续输出热能,确保大坝周围温度保持在适宜范围内。即使在寒冷的冬季,混凝土也能在相对稳定的环境中凝固。这显著降低了裂缝产生的可能性。

技术获奖

叶巴滩水电站经过不懈努力与探索,成功达成了关键进展。在2024年1月,其研究成果荣获中国大坝工程学会颁发的科技进步奖一等奖。这一奖项的获得,有力地彰显了该团队在技术领域的实力以及创新追求。

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叶巴滩水电站大坝采用“空调屋”设计、气肋膜技术、保温被和加热设施的集成应用,已稳固地矗立在金沙江畔。这一创新成果,其在未来是否有望在其他领域得到应用?