【建院45周年工程技术服务成果巡礼(2)】水库大坝维修与检测
发布时间:2023年02月15日   点击数:1256

海科院作为国内最早开展水库大坝维修与检测、特种水下技术服务的单位之一,充分发挥水下工程研究成果积累和研发力量的优势,积极开创新技术、新工艺,成功解决了困扰这一工程领域的一些技术难题。公司水下工程业务范围遍及全国各地,服务范围包括:水工建筑物结构检查、检测与质量评估;水下清淤、补强、堵漏;水下机器人开发与工程技术服务;新技术、新装备、新工艺的研发和推广。

(一)观音岩水电站大坝裂缝水下修复工程

观音岩水电站位于云南省丽江市华坪县(左岸)与四川省攀枝花市(右岸)交界的金沙江中游河段,为金沙江中游河段规划的八个梯级电站的最末一个梯级,上游与鲁地拉水电站相衔接。2016年5月观音岩水电站五台机组投入发电后,发现重力坝段有渗漏现象,且较为严重。针对这一问题,海科院为该项目提供潜水作业技术以及设备支持。

观音岩大坝各坝段裂纹总长度达290m,水下修复作业以氦氧混合气潜水为主,平均实际潜水作业深度超过80m,最大实际潜水作业深度达104m,潜水共计580多个班次,海科院参与完成了坝前裂纹水下修补等各项工作,创造了世界最大规模的混合气潜水记录。

观音岩项目由于工期时间长,潜水班次多、深度大,对人员、设备、医疗保障以及水下施工技术都是极大的考验,海科院全体项目人员凭借优秀的个人素质、过硬的业务能力和良好的团队管理及配合,多次在第一时间解决了项目中的设备故障和技术难题,同时保证了施工安全和施工进度,获得了项目业主、监理以及同行们的一致好评。

(二)海南琼中百花岭水库堵漏补强项目

百花岭水库位于琼中县营根镇百花岭村附近,距县城3km,大坝拦截百花溪,水库坝址以上集雨。2021年3月,水库漏水量超过正常取水量,漏水不仅导致大量水资源浪费,而且威胁着坝体安全。业主希望在汛期到来前完成修复,确保县城居民用水正常,保证水库安全度汛。海科院承担了此次检测修复任务。

海科院项目部进场后开展水下机器人及潜水检查,初步确认导致漏水的位置,随后对输水管道进行了钢板封堵,降低水流后开展潜水修复。项目实施期间未对县城供水造成较大影响。修复完成后进行堵漏效果检验,结果表明,漏水量从进场时的960方/小时降到了不足40方/小时,达到预定目标,得到业主认可。

海科院在此次项目中将传统潜水技术与机器人、声呐探测等前沿技术相融合,用于解决复杂的水下工程问题,充分展示了海科院在水下工程领域深厚的技术积累和研发能力。同时,该项目也为进一步采用潜水员和机器人协同作业解决更加复杂的工程技术难题打下了良好的基础,为进一步提升公司市场经营开发能力提供了强有力的保障。

(三)构皮滩发电厂放空底孔附近堆渣体水下清理挡水闸门检修

构皮滩水电站位于贵州省余庆县境内,是乌江干流梯级开发的控制性工程。构皮滩水电站是“西电东送”的骨干工程,装机容量300万千瓦。海科院承担了该项目的检修工作,采用水下机器人对构皮滩水电站1号、2号放空洞挡水门门槽进行水下检查。

公司项目团队经过现场踏勘和调研,认为采用作业型水下遥控潜水器(R0V)结合水下清淤机器人,是构皮滩水电站放空洞清渣的最佳选择,两种设备相互配合,可以达到清理放空洞所有杂物的目的。该方案不受作业水深限制,无需调节库区水位,作业时间也不受限制,可在正常条件下进行连续作业,工作效率比有人潜水也有很大提高,投资成本明显低于有人潜水作业。这也是国内首次采用水下清淤机器人结合作业型ROV方式顺利完成的放空洞清渣工程,为今后公司相关业务的开展奠定了良好的基础。

(四)三峡升船机塔柱混凝土外观检测

三峡升船机是目前世界上技术难度最高、规模最大的升船机,最大提升高度113m。升船机塔柱结构受荷载、温度等因素影响,表面易产生裂缝,又因其结构高耸、内部中空,难以用常规手段进行检查。海科院项目团队针对这一难题,攻坚克难,研发了智能爬壁机器人,搭载摄影测量设备,对塔柱表面进行摄影测量,以全面掌握升船机混凝土结构运行性态,为升船机安全运行提供依据。

(五)景洪电厂大坝12#-13#坝段结构横缝渗水处理工程

景洪电厂12#坝段为溢流坝段,布有7号溢流表孔和5号导流底孔,表孔孔口尺寸为15m×21m(宽×高),导流底孔孔口尺寸8m×14m(宽×高),底板高程534m,进口段后设置了一道下闸封堵闸门槽,蓄水时进行封堵。溢流堰面采用WES曲线,堰顶高程581m下游反弧末端接消力池。13#坝段位于厂房坝段与溢流坝段之间坝段,宽23.5m,为右冲沙底孔坝段。

海科院承担了该项目的结构横缝渗水处理工程,主要内容为横缝上游侧水下作业和廊道内钻孔灌浆。项目团队人员采用水下无人潜航器系统等设备对12#~13#坝段渗水情况开展现场检查工作,使用ROV、二维图像声呐、示踪墨盒对12#~13#坝段横缝及周边范围进行水下检查,按照要求保质保量高效完成合同范围内的所有工程,并在作业完成后递交了完整的竣工报告,获得了项目业主的一致好评。

(六)芹山电站拦污栅水下清淤及水下缺陷处理项目

芹山水电站坝址位于福建省周宁县泗桥乡芹山村附近,是穆阳溪梯级中的第一级水电站,坝址以上控制流域面积453km2。拦河坝为钢筋砼面板堆石坝,水库正常蓄水位755m,是具有多年调节性能的“龙头”水库。

海科院承担了该项目的拦污栅水下清淤及水下缺陷处理项目,主要工作内容为清理拦污栅上部和底部的淤积物,将淤积物清理运至业主指定区域;对原修补处进行水下凿除,破损处采用PBM混凝土浇筑。

该项目在实施过程中,实际作业水深比预期水深增加5m,总水深超过40m,作业难度大大增加,项目团队成员在公司领导的大力支持下,调整方案、添置设备、调集人力,积极应对,妥善解决问题,保证项目按期完工,充分展示了海科院强大的水下工程作业能力。

(七)内江白马电厂取水设施(水下部分)检测鉴定

四川华电内江白马2×475MW燃气轮机创新发展示范项目位于四川省内江高新区白马园内,拟充分利用原内江白马电厂部分设施,在原厂址开展建设。实施该建设方案需对原电厂取水设施结构进行专项安全鉴定及设备利旧鉴定,主要涉及对江边取水泵房、进水间、取水头、引水管、阀门井各建构筑物的砼结构、钢结构进行检测,提供安全和耐久性评定。

海科院承担了该检测鉴定任务,项目团队成员对华电白马电厂取水设施的进水间、取水头进行了水下探摸及水下录像检查,对华电白马电厂取水设施的取水头底部河床、外缘及顶面、取水头顶面人孔、引水管和取水头拦污栅、底部浮泥等进行水下探摸及水下录像检查,并与中电投工程研究检测评定中心进行合作,对进水间混凝土结构、引水管及其支撑钢结构、闸门轨道及轨道钢结构等进行了结构鉴定。

公司充分发挥水下检测的技术优势,与结构鉴定机构合作,优势互补,顺利完成了利旧鉴定,拓展了水下作业服务的内涵,为电厂的改造设计提供了理论依据,使得老旧构筑物得到合理利用,为业主节省了大量的拆除和重建资金。

(八)福建仙游抽水蓄能公司尾水隧洞检查及检测服务

福建仙游抽水蓄能电站位于福建省莆田市仙游县西苑乡,该电站为调节抽水蓄能电站,电站枢纽主要由上水库、输水系统、地下厂房系统、开关站和下水库等建筑物组成。输水系统连接上、下水库,为二洞四机布置方式,尾水系统由尾水钢支管、尾水闸门洞、尾水岔管、尾水调压室、尾水隧洞、下库进/出水口等组成,按两机合一洞布置。

海科院承担了该电站的尾水隧洞检查及检测任务,主要工作内容为对放空的2号尾水隧洞衬砌混凝土结构进行检查,并确认衬砌混凝土裂缝缝宽长度、磨损严重程度,记录衬砌混凝土裂缝和磨损位置,利用地质雷达电磁波反射法、超声波回弹法对电站2号尾水隧洞混凝土衬砌进行专业检测,并确认淘空范围及深度、混凝土强度降低情况、碳化情况,配合与放空的2号尾水隧洞检查有关的其他工作。

在海科院领导及上海交大船建学院的大力支持下,全部检测设备和检测人员在两天内全部到位,公司项目团队利用晚上时间,在三天内完成检测并以最快的速度出具结果分析报告,为加固改造设计和施工提供了重要依据,得到了合作单位的一致认可。