雷霆萬(wàn)鈞猛虎過(guò)，滔滔江水立奇功。
在四川白玉縣與西藏貢覺(jué)縣的交匯處，青藏高原的邊沿地帶，奔騰喧嘩的金沙江水穿山破壁，氣勢(shì)洶洶奔騰而下。這里，人煙稀少，交通閉塞，自然環(huán)境惡劣，但翻騰的江水一路奔流，遇萬(wàn)象成千萬(wàn)形態(tài)，潛藏著無(wú)窮能量。大江之上，一座世界級(jí)的特高拱壩工程——葉巴灘水電站，肩負(fù)著“西部大開(kāi)發(fā)”“西電東送““藏電外送”的戰(zhàn)略使命，散發(fā)著“智慧”的光芒，正加速推進(jìn)，拔地而起！
數(shù)智引領(lǐng)，迎難而上“破局”葉巴灘
葉巴灘水電站位于金沙江上游青藏高原邊緣復(fù)雜地質(zhì)帶，平均海拔3000米，長(zhǎng)冬無(wú)夏短春秋，大壩基坑最低溫度接近零下20攝氏度，以“高寒、高海拔、高壩、高邊坡”的技術(shù)難點(diǎn)，奠定其壩工界地位。
逢山開(kāi)路，遇水架橋。由于地處橫斷山脈核心區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，工程區(qū)人煙稀少，消息閉塞。通訊信號(hào)僅能覆蓋少數(shù)集居鄉(xiāng)鎮(zhèn)，基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，僅有一條未硬化的縣道——巴白路。而正是這樣一塊未經(jīng)開(kāi)發(fā)的處女地，在接下來(lái)的歲月里，布滿中國(guó)電建成都院勘測(cè)設(shè)計(jì)人員的足跡。
成都院是葉巴灘水電站規(guī)劃論證和勘測(cè)設(shè)計(jì)單位。2004年開(kāi)始規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)工作，2006年對(duì)壩址區(qū)進(jìn)行綜合查勘。工程區(qū)斷層多、應(yīng)力高、卸荷深、地下洞室群規(guī)模宏大，可能存在巖爆、垮塌、巖體大變形等一系列問(wèn)題，葉巴灘迫切需要開(kāi)展數(shù)字化的全仿真、保姆式、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的安全控制。為了解決諸多的設(shè)計(jì)難題以及需要在緊張的設(shè)計(jì)工期下，協(xié)同多達(dá)15個(gè)處于不同階段的專業(yè)，成都院建立起了“職責(zé)分層”的數(shù)字化管理系統(tǒng)，搭建了一崗雙責(zé)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，并配置了同步設(shè)計(jì)、異地協(xié)同的硬件環(huán)境，集成了個(gè)人設(shè)計(jì)、集中會(huì)商、數(shù)據(jù)集成、教育培訓(xùn)等多種應(yīng)用場(chǎng)景，將數(shù)字化、智慧化理念，貫穿到了勘察設(shè)計(jì)全階段。
在技術(shù)層面，成都院在數(shù)字化溫控、地質(zhì)勘探、拱壩體型設(shè)計(jì)、地下洞室圍巖穩(wěn)定、安全監(jiān)測(cè)、環(huán)保等各項(xiàng)難題上都自主研發(fā)了對(duì)應(yīng)的數(shù)字化平臺(tái)與系統(tǒng)。針對(duì)勘察難題，成都院研發(fā)了勘察分析一體化GeoSmart系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了多源異構(gòu)地質(zhì)信息的統(tǒng)一，點(diǎn)云擬合地質(zhì)數(shù)據(jù)和參數(shù)驅(qū)動(dòng)三維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一。在此基礎(chǔ)上建立的三維高精度地質(zhì)信息模型，實(shí)現(xiàn)了600多條斷層的自動(dòng)解譯，識(shí)別出了近百個(gè)關(guān)鍵塊體。各類地質(zhì)預(yù)報(bào)精度高達(dá)90%以上，有效支撐了工程設(shè)計(jì)。針對(duì)拱壩體型設(shè)計(jì)，成都院自研了拱壩體形數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺(tái)。比如拱壩體形調(diào)試，一個(gè)拱壩設(shè)計(jì)出來(lái)，體形要調(diào)試上千遍，以前全靠人工，一弄幾個(gè)月。通過(guò)拱壩體型數(shù)字化平臺(tái)，能進(jìn)行數(shù)字化驅(qū)動(dòng)、電腦自動(dòng)迭代、輔助人工干預(yù)，一共拱壩體形下來(lái)只需要2天，真正把傳統(tǒng)專家知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，固化為可復(fù)用的數(shù)字化生產(chǎn)力。
葉巴灘工程通過(guò)數(shù)字化三維設(shè)計(jì)，將BIM技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字勘探、智能設(shè)計(jì)、智慧大壩等勘測(cè)設(shè)計(jì)全過(guò)程、全生命周期，探索出了水電工程高質(zhì)量發(fā)展新路徑。2022年，第十一屆國(guó)家級(jí)BIM大賽“龍圖杯”，成都院憑借《數(shù)智賦能BIM引領(lǐng)葉巴灘水電站勘察設(shè)計(jì)》斬獲大賽最高等級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)，設(shè)計(jì)組一等獎(jiǎng)。
智治當(dāng)先，協(xié)同突破“卡脖子”難題
2018年，葉巴灘水電站上游發(fā)生2次山體滑坡，阻斷金沙江干流并形成堰塞湖。
如果對(duì)災(zāi)情判斷不準(zhǔn)確、應(yīng)對(duì)不及時(shí)，兩次潰堰的災(zāi)害預(yù)計(jì)將蔓延超過(guò)1000多公里，四川、西藏、云南將遭受巨大損失，傷亡將十分巨大。成都院國(guó)家勘察設(shè)計(jì)大師王仁坤連夜趕赴現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)過(guò)24小時(shí)不間斷研判，鎖定了災(zāi)害發(fā)生位置、判斷出了潰堰后的洪峰流量、制定了必須挖泄槽降洪峰以及沿途水庫(kù)的應(yīng)對(duì)方案，整個(gè)方案制定的過(guò)程同時(shí)運(yùn)用了數(shù)字化模擬，對(duì)兩次災(zāi)害進(jìn)行了預(yù)報(bào)、預(yù)警和災(zāi)害演進(jìn)模擬，洪水流量預(yù)報(bào)精度高達(dá)96%以上，全程人員無(wú)一傷亡，為搶險(xiǎn)救災(zāi)做出了巨大貢獻(xiàn)。
雖然湖災(zāi)的影響在眾志成城下已然減少到最小，未對(duì)下游造成任何損失，然而巨大的洪水沖擊仍然對(duì)葉巴灘水電站的已建部位造成了嚴(yán)重的水毀破壞，加之持續(xù)的新冠肺炎疫情沖擊，工期延誤了近兩年。如何跑出“加速度”，如何在復(fù)雜的環(huán)境下突破困境，成為了業(yè)主單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位需共同啃下的“硬骨頭”。
據(jù)不完全測(cè)算，一年365天，一天之內(nèi)上下溫差超過(guò)15℃的全年有265天，一天之內(nèi)上下溫差超過(guò)20℃的全年有166天，同期此類工程，通常都有漫長(zhǎng)的冬歇期，進(jìn)行系統(tǒng)保溫。為了“搶回”被耽誤的工期，葉巴灘需要全年不間斷施工。為了解決混凝土澆筑能在超長(zhǎng)低溫季連續(xù)施工，葉巴灘項(xiàng)目部進(jìn)行了“高寒高海拔高拱壩溫控防裂關(guān)鍵問(wèn)題研究”“高寒高海拔混凝土高拱壩超長(zhǎng)低溫季連續(xù)施工智能化保障關(guān)鍵技術(shù)研究”。負(fù)責(zé)溫控防裂關(guān)鍵問(wèn)題研究的工程師王海波回憶道，為了監(jiān)測(cè)到極端氣候下的實(shí)驗(yàn)?zāi)K的狀態(tài)，在葉巴灘一整個(gè)冬天，在近零下20度的凌晨，總能見(jiàn)設(shè)計(jì)者蹲在兩個(gè)大鐵塊的旁邊。
星光不問(wèn)趕路人，時(shí)光不負(fù)實(shí)干者，在研究人員的日夜堅(jiān)守下，葉巴灘實(shí)現(xiàn)了拱壩施工全過(guò)程虛擬仿真，模擬了一整套高寒條件下的溫控防裂施工方法、標(biāo)準(zhǔn)和措施體系，代表了中國(guó)特高拱壩混凝土溫控研究的最高水平。以前，一個(gè)大壩幾千倉(cāng)混凝土，哪些倉(cāng)位可以開(kāi)始澆筑，哪些倉(cāng)位還需要做好溫控，全靠人工和經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)在90%的數(shù)字化判斷，極大提高了效率，并且提高了保證率。
為了更好地應(yīng)對(duì)災(zāi)害以及更高效高質(zhì)的應(yīng)對(duì)施工期的種種挑戰(zhàn)，葉巴灘工程開(kāi)發(fā)了“葉電云”數(shù)字建造平臺(tái)，采用“1+3+N類模塊”實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警地質(zhì)災(zāi)害，并進(jìn)行應(yīng)急管理。“葉電云”依托于智能溫控、智能澆筑、智能灌漿3大系統(tǒng)，構(gòu)建了綜合管理、勘察設(shè)計(jì)管理、智慧大壩、智慧廠房、度汛管理等21個(gè)主要功能模塊，形成了“感知+分析+控制”一體化智能操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了“澆筑+溫控+灌漿+振搗+防汛”等多位一體監(jiān)控。管理人員能實(shí)時(shí)看到現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)施工工作面，提升了葉巴灘工程建設(shè)質(zhì)量，節(jié)約投資，實(shí)現(xiàn)了物理工程和數(shù)字工程并重的智慧工程。
科技賦能，打造世界級(jí)水電工程
走進(jìn)葉巴灘營(yíng)地的設(shè)代處辦公樓，就能看見(jiàn)墻上的赫赫標(biāo)語(yǔ)：一個(gè)宏偉目標(biāo)，兩個(gè)設(shè)計(jì)手段，三個(gè)環(huán)保理念。兩個(gè)設(shè)計(jì)手段正代表成都院的數(shù)字化理念：正向設(shè)計(jì)，數(shù)字孿生，數(shù)據(jù)賦能，智慧引領(lǐng)。在環(huán)保方面，成都院基于數(shù)字工程，通過(guò)數(shù)字化規(guī)劃、數(shù)字化分析、數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)實(shí)施了流域棲息地保護(hù)、魚(yú)類增殖放流和野化馴養(yǎng)、過(guò)魚(yú)設(shè)備設(shè)施、分層取水、下泄水流氣體過(guò)飽和控制等。構(gòu)建了融入環(huán)境、融入文化、融入文明的數(shù)字化環(huán)保體系，打造了全景沉浸式風(fēng)貌設(shè)計(jì)體系，真正實(shí)現(xiàn)“所想、所見(jiàn)、所得”三位一體正向設(shè)計(jì)，也最終成功入選聯(lián)合國(guó)生物多樣性保護(hù)案例。
成都院深入貫徹落實(shí)黨中央加快建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)、數(shù)字強(qiáng)國(guó)的重大決策部署，堅(jiān)持貫徹集團(tuán)“數(shù)字電建，智創(chuàng)未來(lái)”的戰(zhàn)略，聚焦數(shù)字化轉(zhuǎn)型新階段，同時(shí)也積極落實(shí)業(yè)主加快建設(shè)“數(shù)字金上”的戰(zhàn)略目標(biāo)，將數(shù)字化應(yīng)用貫穿項(xiàng)目始終，合力將葉巴灘水電站打造成世界一流的智慧水電工程。
近日，由成都院設(shè)計(jì)的葉巴灘數(shù)字化中心順利竣工，標(biāo)志著葉巴灘水電站向著“水電數(shù)字化轉(zhuǎn)型”新運(yùn)維模式又邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。葉巴灘數(shù)字化中心是國(guó)內(nèi)首座建設(shè)在樞紐區(qū)，對(duì)電站施工期和運(yùn)營(yíng)期進(jìn)行全面數(shù)字化管理的試點(diǎn)工程。它的建成將對(duì)已建成的數(shù)字化平臺(tái)和智慧化應(yīng)用實(shí)現(xiàn)集中管理，對(duì)充分挖掘“葉電云”的數(shù)據(jù)價(jià)值提供了基礎(chǔ)條件。
守一城燈火，護(hù)萬(wàn)家平安。葉巴灘水電站作為金沙江上游最大的、“碳達(dá)峰、碳中和”的能源骨干工程，它的建設(shè)不僅造福了白玉、貢覺(jué)千家萬(wàn)戶，拉動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展，它產(chǎn)生的電能，還將穿越崇山峻嶺，浩瀚山河，送往華中地區(qū)，把光明與溫暖灑向那里的千家萬(wàn)戶。
葉巴灘大壩正拔地生長(zhǎng)
評(píng)論