——記山東濰坊抽水蓄能電站重大科技創(chuàng )新成果應用
走進(jìn)山東濰坊臨朐縣嵩山生態(tài)旅游區,青山葳蕤阡陌連綿,霧鎖平川疊嶂層巒。這里書(shū)寫(xiě)著(zhù)千古雄圖天半落的豪邁,更見(jiàn)證了水電六局人的五載鴻績(jì)汗中來(lái)。一幅壯觀(guān)的藍圖,一項大規模、高難度的國之重器工程,凝聚著(zhù)六局人上下求索的艱辛與壯志,高科技賦能全工程管理與施工工藝,更鐫刻下他們矢志奮斗、研索創(chuàng )新的智慧結晶。
山東濰坊抽水蓄能電站是山東省內建設的第四座抽水蓄能電站,由中國水電六局承建。電站位于臨朐縣嵩山生態(tài)旅游區,距濰坊市、濟南市分別約80公里和120公里,是山東省首屆儒商大會(huì )簽約項目和新舊動(dòng)能轉換重大項目,也是臨朐縣單體投資最大的項目。工程總投資81.18億元,總工期72個(gè)月,預計2027年建成投產(chǎn)。電站工程規模為一等大(1)型,電站額定水頭326米,裝機規模120萬(wàn)千瓦,安裝4臺單機容量30萬(wàn)千瓦可逆式水泵水輪機組,以500千伏線(xiàn)路接入山東電網(wǎng)。
電站投產(chǎn)后,可有效緩解山東電網(wǎng)調峰能力不足,優(yōu)化電源結構,改善供電質(zhì)量,提高電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性、安全性和穩定性。電站投運后,每年可減少原煤消耗約30.66萬(wàn)噸,減排二氧化碳約51.9萬(wàn)噸、二氧化硫約0.98萬(wàn)噸、氮氧化物約0.28萬(wàn)噸,對提升區域內能源資源的有效利用,促進(jìn)節能減排,改善生態(tài)環(huán)境,推動(dòng)地方經(jīng)濟平穩發(fā)展具有重要意義并產(chǎn)生深遠影響。
數字化賦能,打造工程管理“智慧”大腦
2021年9月,水電六局山東濰坊抽水蓄能電站項目部成立,項目黨支部在第一時(shí)間就將智慧工地建設列入該項目前期規劃,與工程施工同部署、同設計,與業(yè)內多家權威科技公司通力合作,研發(fā)了三維智能化大壩施工管理子系統、運料車(chē)輛智能監控子系統、堆石料上壩智能加水子系統、大壩填筑過(guò)程智能監控子系統、瀝青混凝土溫控全流程智能管理子系統和施工期安全管控子系統,用數字化、智慧化引領(lǐng)項目全過(guò)程升級,實(shí)現了項目的“智慧化”精細管控,堅持以高屋建瓴的統馭智慧、高瞻遠矚的戰略眼光、運籌帷幄的沉潛胸懷,把項目的施工管理方式打造為全科技覆蓋的“5G”智慧工地。
所謂智慧工地,就是將人工智能、傳感技術(shù)、虛擬現實(shí)等高科技植入到建筑、機械、人員的穿戴設施、場(chǎng)地進(jìn)出關(guān)口等各類(lèi)物體中,并且利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將所有部門(mén)聯(lián)系在一起,以高科技實(shí)現工程管理人員與工程施工現場(chǎng)的覆蓋與整合,最終實(shí)現零誤差、零事故的安全、高效作業(yè)。
通過(guò)精心研究和部署,項目部運用現代信息和傳感等技術(shù),運用物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息交換與通訊,充分利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò )信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、GNSS定位技術(shù)、云技術(shù)、數據融合技術(shù)、BIM技術(shù)、AI智能識別技術(shù)、入侵報警技術(shù)、熱成像技術(shù)、無(wú)人機掃描技術(shù),結合現場(chǎng)實(shí)際的施工管理體系,實(shí)現面向發(fā)包人、設計、監理、承包商單位的大壩工程施工信息采集與質(zhì)量、進(jìn)度、安全控制的綜合管理系統,實(shí)現對施工現場(chǎng)管控、項目實(shí)施流轉的有效控制,從而降低成本、提高效益、優(yōu)化服務(wù);通過(guò)建立監測、分析、反饋、處理機制,實(shí)現大壩全生命周期智能化管理,提升濰坊抽水蓄能電站工程建設管理水平,實(shí)現工程建設的創(chuàng )新化管理,為打造優(yōu)質(zhì)精品工程提供強有力的技術(shù)保障;將自動(dòng)化、可視化、可控化、智能化、系統化、網(wǎng)絡(luò )化、電子化的發(fā)展成果運用到智能電站建設,全力推進(jìn)智能電站建設,提升公司基建管控決策分析服務(wù)能力。通過(guò)對智能化信息技術(shù)的應用,可以實(shí)現工程全生命周期狀態(tài)的“全面感知、真實(shí)分析、實(shí)時(shí)控制”,為建成“無(wú)縫大壩”及保障大壩長(cháng)期安全穩定運行提供了創(chuàng )新解決方案,同時(shí)也為建設者減輕了壓力,讓大家體驗了全新科技感的建設過(guò)程,提高了工程建設的效率。2022年11月9日,濰坊抽水蓄能電站大壩施工智能系統的后臺監控系統正式投入使用。
近年來(lái),“智慧工地”成為六局提升工程項目建設技術(shù)和管理水平的“橋頭堡”,是實(shí)現項目高質(zhì)量履約的重要保障,并為企業(yè)高效和平穩發(fā)展奠定了堅實(shí)的基礎。
精細化創(chuàng )研,煥新科技助力工程“掘金”
“智慧工地”的構建為工程項目管理營(yíng)造了一座堅不可摧的靠山,讓每一項具體的施工工作在步步為營(yíng)的落實(shí)中井然有序。項目部本著(zhù)打造創(chuàng )新品質(zhì)工程的目標,激勵參建人員發(fā)揮滿(mǎn)腔熱情,啟發(fā)“頭腦風(fēng)暴”參與研究,使得創(chuàng )新技術(shù)如雨后春筍般勃然綻放,切實(shí)保障了工程建設的質(zhì)量和效率。
濰坊抽水蓄能電站由上水庫、下水庫、輸水系統和地下廠(chǎng)房組成。上水庫工程土石方開(kāi)挖1552.52萬(wàn)立方米,填筑1310.04萬(wàn)立方米,最大難點(diǎn)在于其所處的地理位置四周山勢陡峭、施工面狹窄,故而使開(kāi)挖和填筑工程規模巨大,是目前國內施工難度最大的上水庫工程,對大壩建設中最基本也最耗時(shí)耗力的碾壓施工工序提出了嚴峻挑戰。碾壓工序是大壩填筑質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節,傳統的碾壓施工是重復的高強度人工作業(yè),操作枯燥乏味。為保障填筑質(zhì)量,提高施工效率,降低施工成本,保障施工人員職業(yè)健康,更快更好地完成工程任務(wù),項目部與國網(wǎng)新源濰坊公司、中國電建北京院、中國電建華東咨詢(xún)等單位通過(guò)“聯(lián)創(chuàng )共建”,成立了“上水庫開(kāi)挖填筑施工技術(shù)創(chuàng )新工作室”,旨在為職工搭建展示才能、自主創(chuàng )新、建功立業(yè)的陣地。
隨著(zhù)工程建設中對新工藝的開(kāi)發(fā),項目部對新技術(shù)的實(shí)踐應用逐漸臻達只聞機器轟鳴,不見(jiàn)人跡蹤影的“空無(wú)境界”?!?G+”智能無(wú)人值守大壩碾壓系統、智能無(wú)人碾壓機群協(xié)同作業(yè)技術(shù)等一系列智能科技的應運而生,讓充滿(mǎn)科技感的工地變得無(wú)比“聰明”。
“5G+”智能無(wú)人值守大壩碾壓系統避免了傳統的碾壓施工中重復的高強度人工作業(yè)、操作枯燥乏味、碾壓質(zhì)量參差不齊的弊端,尤其解決了在高海拔氣候等惡劣氣候條件和現場(chǎng)復雜施工環(huán)境下,施工人員出現明顯降效,不利于大壩施工質(zhì)量高標準控制的問(wèn)題。該系統基于 5G 技術(shù)的高速傳輸、低延遲、大容量特點(diǎn),以北斗導航系統為核心的高精度空間定位技術(shù)、傳感技術(shù),采用底層改裝方式,實(shí)現碾壓機作業(yè)無(wú)人化控制,并基于 5G 技術(shù),融合智能算法生成的作業(yè)策略,實(shí)現現場(chǎng)施工狀態(tài)、無(wú)人控制參數的雙向通訊及碾壓作業(yè)過(guò)程實(shí)時(shí)智能分析與反饋,可以有效提升碾壓作業(yè)智能化管控水平,進(jìn)一步提升施工質(zhì)量和效率。該系統定位精度高達 10 厘米,可實(shí)現碾壓機群 24 小時(shí)全天候無(wú)人值守作業(yè)。
在濰坊抽水蓄能電站智能無(wú)人碾壓機群協(xié)同作業(yè)技術(shù)中,智能無(wú)人駕駛技術(shù)起到核心作用。該技術(shù)通過(guò)對無(wú)人碾壓?jiǎn)螜C智能化改造技術(shù),研究通過(guò)加裝感知設備以實(shí)現碾壓機的自主感知;加裝智能避障等安全保障模塊以確保無(wú)人作業(yè)安全;實(shí)現壩料作業(yè)面條件下無(wú)人碾壓機作業(yè)軌跡的高精度自主控制,實(shí)現行進(jìn)、轉向、振動(dòng)與制動(dòng)等車(chē)體運動(dòng)控制。通過(guò)無(wú)人碾壓機群協(xié)同作業(yè)技術(shù),實(shí)現機群態(tài)勢共享,協(xié)同全覆蓋路徑規劃,協(xié)同施工控制,涵蓋生產(chǎn)管理、設備調度、智能采運、協(xié)同作業(yè)、安全檢測、數據分析等全方面智慧工地建設所需的功能。
在面對水利工程復雜環(huán)境帶來(lái)的施工功效低、人力耗損大等艱巨挑戰時(shí),采用智能無(wú)人駕駛技術(shù),能夠保障填筑質(zhì)量,提高施工效率,降低施工成本,保障施工人員職業(yè)健康,對保證濰坊抽蓄建設質(zhì)量、進(jìn)度和安全、提升筑壩智能化水平、打造行業(yè)示范標桿具有重要意義。
細膩化巧思,為品質(zhì)工程再添錦上繁花
科技的發(fā)展靠人力推動(dòng),智慧的管理需要“以人為本”來(lái)構建參建者與科技之間良性互動(dòng)的發(fā)展模式,促進(jìn)科技與人的協(xié)同發(fā)展。
2022年6月17日,山東濰坊抽水蓄能電站投入200萬(wàn)元建設的安全培訓教育基地正式落成啟用?;貎鹊目萍几邪踩w驗館和室外體驗中心打破傳統方式,采用視覺(jué)、觸覺(jué)體驗相結合的三維立體式安全教育,通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、語(yǔ)言、動(dòng)態(tài)、動(dòng)作等四種不同的時(shí)空情景模式,模擬施工現場(chǎng)可能發(fā)生的各種安全事故,讓體驗者參與其中,讓學(xué)習安全知識更生動(dòng)形象,幫助體驗者熟練掌握安全操作規程以及緊急情況下的安全對策,實(shí)現提升職業(yè)技能、增強安全素質(zhì)的目的,大大降低了安全事故發(fā)生的概率,以實(shí)際行動(dòng)貫徹“安全至上,生命至上”的理念。
項目部還充分應用BIM(建筑學(xué)、工程學(xué)及土木工程的新工具)為工程建設過(guò)程建立模型,為決策和分析問(wèn)題提供可視化的依據。除此之外,現場(chǎng)還開(kāi)發(fā)應用了“PM+”系統、自動(dòng)加水系統、無(wú)人機測繪等技術(shù),得到了業(yè)主、監理、設計單位以及地方政府的高度評價(jià)。
2022年,《山東濰坊抽水蓄能電站智能化施工》獲評電力建設工程智慧工地管理三等成果;《提高上水庫庫盆開(kāi)挖預裂爆破一次驗收合格率》獲評2022年度電力建設質(zhì)量管理小組活動(dòng)三等成果、水利工程優(yōu)秀質(zhì)量管理小組Ⅲ類(lèi)成果獎。
創(chuàng )新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力,山東濰坊抽水蓄能電站項目部將穩扎一線(xiàn)繼續耕耘,為齊魯大地人民造福承使命,為企業(yè)品牌建設創(chuàng )殊榮。(盧熙舜 陳顏春 冉景勇)
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