四月的川西高原，依舊春寒料峭。在世界第一高壩——雙江口水電站大壩基坑施工現(xiàn)場(chǎng)，機(jī)械設(shè)備轟鳴齊響，有序行進(jìn)。在2500米高程處，隨著鏡面旋轉(zhuǎn)，太陽(yáng)光線精準(zhǔn)反射到大壩心墻填筑區(qū)，這就是世界第一高壩的高寒冬季回溫術(shù)——定日鏡。經(jīng)過(guò)半年多的反復(fù)論證和試驗(yàn)，針對(duì)雙江口水電站高寒地區(qū)300米級(jí)礫石土心墻堆石壩太陽(yáng)能增溫提效技術(shù)應(yīng)用正式“服役”。

定日鏡

據(jù)了解，作為大渡河上游龍頭水庫(kù)電站，雙江口水電站位于四川省阿壩州馬爾康市境內(nèi)，大壩壩型為礫石土心墻堆石壩，最大壩高315米，是目前世界第一高壩，具有“高海拔、高壩、高地應(yīng)力、高流速、高邊坡、高寒”等“六高”特點(diǎn)。

水電七局三分局自進(jìn)場(chǎng)以來(lái)，便克服種種困難。2020年4月26日大壩心墻啟動(dòng)填筑，但之后的填筑過(guò)程困難重重。高原地區(qū)天氣多變，夏日雨季綿長(zhǎng)、冬季氣候嚴(yán)寒，極端氣溫低至零下20℃，有效施工期短，不考慮其他因素，單是應(yīng)對(duì)天氣就需要耗費(fèi)極大功夫。

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)降雨、氣溫統(tǒng)計(jì)資料反映，心墻全年填筑有效時(shí)間僅為6個(gè)月，遠(yuǎn)低于招標(biāo)階段大壩全年有效填筑時(shí)間8個(gè)月，其中冬季（12月～2月）在氣候條件很好的情況下有效填筑時(shí)間最長(zhǎng)才1個(gè)月。

凍住的不止是壩面，還有珍貴的時(shí)間和迫切的工期。為了緩解“冬凍”問(wèn)題，有效提高項(xiàng)目施工率，項(xiàng)目部組建了以項(xiàng)目總經(jīng)理為組長(zhǎng)的專門研究小組，同時(shí)聘請(qǐng)、咨詢相關(guān)行業(yè)專家，開始進(jìn)行“保溫”研究。

2021年10月16日，中國(guó)水利水電建設(shè)工程咨詢有限公司受雙江口公司委托，在雙江口水電站工程現(xiàn)場(chǎng)組織召開了雙江口水電站大壩冬雨季施工措施技術(shù)咨詢會(huì)議，會(huì)議形成《四川大渡河雙江口水電站大壩冬雨季施工措施與抗沖耐磨混凝土配合比試驗(yàn)成果》，“建議研究利用堆存場(chǎng)地和氣膜技術(shù)，構(gòu)建全封閉大規(guī)模堆存和摻拌場(chǎng)地，并在其中實(shí)現(xiàn)上壩土體蓄熱或加熱的可行性”。因此，為提升大壩冬季有效填筑時(shí)間，有必要在雙江口水電站開展實(shí)施大壩心墻定日鏡增溫試驗(yàn)工作。

為解決雙江口水電站大壩心墻填筑冬季施工期間全天無(wú)日照、氣溫較低、氣溫及土溫均達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的問(wèn)題，根據(jù)研究建議，提出一種采用定日鏡反射太陽(yáng)光為大壩心墻填筑面增溫的技術(shù)方法。結(jié)合2020年冬季心墻填筑施工經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定采用在左岸增設(shè)定日鏡的方式將太陽(yáng)光精準(zhǔn)反射至礫石土堆石壩心墻區(qū)，對(duì)心墻填筑面進(jìn)行增溫，間接形成日照條件，實(shí)現(xiàn)高寒地區(qū)背光施工界面快速除凍增溫，同時(shí)聚焦增加熱量，延長(zhǎng)冬季有效施工時(shí)間，保證大壩填筑施工進(jìn)度，降低施工成本。

首先理論分析定日鏡增溫土料目標(biāo)任務(wù)的可行性，再現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證定日鏡增溫效果，同時(shí)收集相關(guān)參數(shù)，最后綜合因素確定定日鏡數(shù)量及位置，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。經(jīng)過(guò)一系列測(cè)算，最終試驗(yàn)部位選取了大壩左岸觀景臺(tái)至開關(guān)站一線、25號(hào)公路出口、23號(hào)公路端頭等部位布置定日鏡，對(duì)心墻填筑面進(jìn)行照射。

【據(jù)CSPPLAZA此前報(bào)道，該定日鏡增溫項(xiàng)目采用了20臺(tái)成都博昱新能源有限公司H-67型定日鏡。由成都博昱與業(yè)主以技術(shù)開發(fā)（委托）合同的形式進(jìn)行合作完成。】

從2021年12月7日開始施工到2022年2月23日安裝調(diào)試完成，前后70余天，均是高原峽谷最寒冷的時(shí)期，完成了20套定日鏡，合計(jì)面積1340平方米，同時(shí)采用專業(yè)分析軟件對(duì)光線進(jìn)行追跡分析形成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)光照數(shù)據(jù)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際天氣情況及太陽(yáng)照射情況，定日鏡從安裝到完成，共計(jì)對(duì)比測(cè)溫15天。

雙江口大壩定日鏡排布

“我們通過(guò)對(duì)15天的數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)定日鏡照射面比非照射面平均氣溫高6℃左右；填筑面表面溫度平均高6℃左右；填筑面以下5厘米處溫度平均高1℃左右。”項(xiàng)目工程部負(fù)責(zé)人介紹道。

“綜合數(shù)據(jù)說(shuō)明，在氣溫較低時(shí)段，定日鏡于上午9點(diǎn)啟動(dòng)，定日鏡照射部位礫石土表面溫度基本能在上午9:30～10c00左右恢復(fù)至正溫，時(shí)長(zhǎng)大概為0.5小時(shí)至1小時(shí)。未照射部位基本在下午13:00～13:30左右才恢復(fù)至正溫。這就意味著可提前3.5小時(shí)進(jìn)行填筑施工。”且經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)初步量測(cè)，每平米定日鏡反射的太陽(yáng)光基本能照射其兩倍面積。

“定日鏡每天可為我們?cè)谟刑?yáng)的低氣溫時(shí)段至少能爭(zhēng)取3個(gè)半小時(shí)的寶貴施工時(shí)間，這對(duì)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，是個(gè)重大的好消息。有機(jī)會(huì)從天氣不可抗力因素的桎梏中暫時(shí)跳脫，太好了。”作為項(xiàng)目總經(jīng)理，華正超對(duì)于定日鏡增溫效果非常滿意，激動(dòng)不已。這證明雙江口的冬季施工得到了一定程度上的保障。

自2022年2月24日驗(yàn)收通過(guò)后，定日鏡正式開始進(jìn)入服役期，這是光熱技術(shù)和水電建設(shè)的一次完美結(jié)合，也是水電建設(shè)者不斷突破桎梏，積極采用新技術(shù)新工藝為解決實(shí)際施工難題的不斷嘗試。

“不容易啊，咱們雙江口心墻填筑冬季施工關(guān)鍵技術(shù)總算是取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。”四川大渡河雙江口水電開發(fā)有限公司負(fù)責(zé)人對(duì)定日鏡的成功應(yīng)用給予了肯定，也對(duì)水電七局科技創(chuàng)新豎起了大拇指。

來(lái)源：中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，原文有刪減。