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智能建造助力天臺(tái)抽蓄電站高效建設(shè)

　　本網(wǎng)訊（孫愷）近日，我國(guó)單機(jī)容量最大抽水蓄能電站——浙江天臺(tái)抽水蓄能電站迎來(lái)首臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電。該項(xiàng)目在一個(gè)五年規(guī)劃期內(nèi)開工并發(fā)電，工期用時(shí)僅46個(gè)月。這一高效建設(shè)成果的背后，既凝結(jié)著建設(shè)者的努力，也集結(jié)了大量新興的“智動(dòng)力”。

　　時(shí)間撥回至2024年10月，天臺(tái)抽蓄電站上水庫(kù)大壩全線填筑到頂，提前1個(gè)月完成填筑任務(wù)，而這離不開一支“鋼鐵戰(zhàn)隊(duì)”——在行業(yè)內(nèi)首次落地的智能筑壩無(wú)人機(jī)械群協(xié)同作業(yè)。其背后，是三峽建工所屬浙江天臺(tái)抽蓄公司聯(lián)合天津大學(xué)、水電十二局等單位開展壩面無(wú)人化智能筑壩技術(shù)研究與應(yīng)用，推動(dòng)了智能建造與工程建設(shè)深度融合。

▲ 天臺(tái)抽蓄電站上水庫(kù)

　　問題常常是點(diǎn)燃創(chuàng)新的引擎。隨著科技的發(fā)展，無(wú)人機(jī)、無(wú)人駕駛、人工智能等一系列新技術(shù)極大地改變了人們的生活，也改變了很多行業(yè)的生產(chǎn)方式，提升了生產(chǎn)效率，那么這些技術(shù)能不能應(yīng)用在壩工領(lǐng)域呢？

　　“傳統(tǒng)筑壩作業(yè)以人力施工為主，在施工效率、安全性及精度方面存在一定局限性。如果可以用智能設(shè)備部分替代人工，可以有效彌補(bǔ)人工作業(yè)的弊端?！碧炫_(tái)抽蓄公司工程管理部專業(yè)師杜俊良說(shuō)。實(shí)踐證明，智能筑壩模式優(yōu)勢(shì)顯著：相比傳統(tǒng)筑壩方式減少人工成本投入約50%，工期縮短10%，質(zhì)量保證率達(dá)99.5%。

　　為實(shí)現(xiàn)智能筑壩，天臺(tái)抽蓄電站建設(shè)者們對(duì)傳統(tǒng)作業(yè)設(shè)備進(jìn)行了改造升級(jí)，為推土機(jī)、碾壓機(jī)及沖擊夯等傳統(tǒng)筑壩設(shè)備搭載成套智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了“運(yùn)料-卸料-攤鋪-碾壓”全過(guò)程智能化無(wú)人化作業(yè)。

▲ 正在作業(yè)的無(wú)人推土機(jī)

　　以推土機(jī)這一常見的工程機(jī)械為例，在大壩填筑中，它主要用于壩面攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，即在運(yùn)料車卸料后將料堆進(jìn)行均勻攤鋪。這里關(guān)鍵就是“均勻”二字，因?yàn)榇髩翁钪痪鶆驎?huì)破壞壩體的整體穩(wěn)定性、防滲性能和耐久性，造成不均勻沉降或應(yīng)力集中導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。

　　為保證均勻，天臺(tái)抽蓄電站建設(shè)者們?yōu)橥仆翙C(jī)加裝了“感知層-規(guī)劃層-控制層”三層合一的智能作業(yè)系統(tǒng)。依托這套系統(tǒng)，無(wú)人推土機(jī)攤鋪的厚度和平整度誤差控制在設(shè)計(jì)值的5%以內(nèi)。

　　如果說(shuō)無(wú)人推土機(jī)可以保證大壩填筑作業(yè)中攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的質(zhì)量，那么無(wú)人碾壓機(jī)則是保障了攤得平，壓得實(shí)。

　　在傳統(tǒng)大壩填筑過(guò)程中，通常需要現(xiàn)場(chǎng)提前劃定碾壓作業(yè)標(biāo)線，人工記錄碾壓遍數(shù)確認(rèn)碾壓質(zhì)量。這個(gè)過(guò)程既耗費(fèi)人力物力，又容易發(fā)生超碾或漏碾現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)智能化改造的無(wú)人碾壓機(jī)則可以有效避免這些問題。

　　但在改造過(guò)程中，建設(shè)者們遇到了其他難題。無(wú)人碾壓機(jī)碾壓作業(yè)需精確控制，傳統(tǒng)衛(wèi)星定位系統(tǒng)定位精度只有米級(jí)，甚至還會(huì)因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)山體的遮擋導(dǎo)致精度進(jìn)一步下降。為保證高精度定位，天臺(tái)抽蓄電站無(wú)人碾壓機(jī)搭載了最新的國(guó)產(chǎn)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位。

　　為破解多臺(tái)碾壓機(jī)同步作業(yè)時(shí)相互干擾的難題，建設(shè)者們又從人工智能領(lǐng)域找到了“過(guò)關(guān)秘籍”——多智能主體協(xié)同技術(shù)。給每臺(tái)無(wú)人碾壓機(jī)各自配備一套傳感器，確保多臺(tái)無(wú)人碾壓機(jī)可精準(zhǔn)完成路徑規(guī)劃、協(xié)同避障等任務(wù)。

　　“這是‘人工智能+’應(yīng)用到抽水蓄能建設(shè)領(lǐng)域的成果，實(shí)現(xiàn)了效率和質(zhì)量的提升。”水電十二局天臺(tái)項(xiàng)目部執(zhí)行經(jīng)理陳亞坤贊嘆道。

▲ 無(wú)人碾壓機(jī)群協(xié)同作業(yè)示意圖

　　大壩填筑的另一個(gè)難點(diǎn)是邊角區(qū)域施工。難就難在邊角區(qū)域空間有限、作業(yè)面狹窄、地質(zhì)條件與結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜等，特別是天臺(tái)抽蓄電站還存在上水庫(kù)左右岸坡、上下游臨空面等邊角區(qū)域施工質(zhì)量控制難度大的問題。

　　為此，建設(shè)者們把目標(biāo)投向了立式?jīng)_擊夯這一邊角施工的常見設(shè)備，為其研發(fā)智能系統(tǒng)，直擊施工“死角”。改造后的立式?jīng)_擊夯與智能系統(tǒng)相輔相成，確保了壩體土石密實(shí)達(dá)標(biāo)。

▲ 智能立式?jīng)_擊夯

　　智能筑壩的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，還離不開一套完整的統(tǒng)一管控系統(tǒng)?！霸撓到y(tǒng)可以實(shí)時(shí)收集所有智能設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)并分析，實(shí)現(xiàn)壩面無(wú)人機(jī)械群作業(yè)的統(tǒng)一管控，保障作業(yè)安全的同時(shí)，可以做到一旦出現(xiàn)質(zhì)量偏差，及時(shí)糾偏，確保壩面填筑質(zhì)量?！倍趴×颊f(shuō)。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，在天臺(tái)抽蓄電站上水庫(kù)大壩填筑過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)共投入運(yùn)行無(wú)人推土機(jī)、無(wú)人碾壓機(jī)、智能立式?jīng)_擊夯共計(jì)12臺(tái)，累計(jì)完成填筑175萬(wàn)方，運(yùn)行時(shí)間超過(guò)5000個(gè)小時(shí)，碾壓質(zhì)量均滿足設(shè)計(jì)要求，主要指標(biāo)優(yōu)于人工作業(yè)，為提高生產(chǎn)效率、確保填筑質(zhì)量、降低安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)等發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

　　編輯：高錦濤 李雷 盧西奧

發(fā)布日期：2025年12月28日