“大坝医生”陈亮:给大坝“穿防护衣”“打强基针”|世界微动态

长江日报   2023-06-30 22:24:01

长江日报大武汉客户端6月29日讯 从大坝底层廊道爬到顶层廊道,沿着排架翻过坝顶,再爬到大坝后方水轮机进水口。在海拔3300米的藏木水电站,蓄水发电前的半年多时间里,陈亮每日要上下往返三次。“作为一名共产党员,我要带头。”他这样对长江日报记者说。

戴着眼镜,肤色黝黑,陈亮14年来就戴着安全帽,在南水北调中线工程、向家坝水电站、藏木水电站、乌东德水电站、广东梅州抽水蓄能电站大坝上奔波,和同事们一起守护“国之重器”的安全。


(相关资料图)

“我们做水利工程修复的,就像是大坝的医生,不但要有扎实的基本功,还得不断创新,用新材料、新技术和新工艺为其治病。”今年40岁的陈亮,如今担任长江科学院武汉长江科创科技发展有限公司总经理兼总工程师。

作为江岸区优秀共产党员,陈亮自觉发挥党员的先锋模范作用,不断开拓创新,勇攀科技高峰。先后入选中国科协和中国水利学会“青年人才助力计划”、水利部“5151人才工程”、长江科学院首批创新团队带头人和“核心人才”。

陈亮(左三)在乌东德水电站现场指导无盖重灌浆试验。 通讯员杨莹 供图

将实验室“搬”到西藏,他为高原大坝穿上“防护衣”

水库大坝由于长期遭受高速含沙水流的冲磨乃至滚石的冲砸磨蚀,很多大坝的溢洪道和冲沙底孔的混凝土表面不仅破损,甚至连钢筋都裸露了出来,严重影响工程安全运行。

经过调研分析,陈亮了解到,在国内外已建的大中型水利水电工程中有近70%存在着冲刷、磨蚀破坏现象,成了业内难以攻克的“痛点”。“这不仅关乎工程安全,而且由此导致的大坝维修费用巨大,存在着年年坏年年修的尴尬局面。”

陈亮决心研发一种可以牢固粘接在大坝混凝土表面的涂层,来减缓高速水流冲磨破坏,延长工程寿命。在老一辈专家研发的基础上,历时一年,陈亮及其团队研发出一种新型抗冲磨防护涂层,并运用到湖北宜昌黄柏河流域的多个水利工程上。

2013年3月,陈亮接到为西藏藏木水电站研发抗冲磨材料的任务。“以前此类有机高抗磨原材料主要依赖从国外进口,并且无法耐受高海拔地区的气候环境。”面对紫外线强度高、昼夜温差大、气压低,以及冬季冻融频繁的情况,陈亮和同事们开始了攻关。

陈亮首先在位于江岸区的实验室进行模拟试验,不断调整材料配方。随后,将实验室“搬”到了西藏。他和工人们同吃同住,在不同海拔高程的大坝上做试验。

陈亮在潘口水电站查看工地危岩体。 通讯员杨莹 供图

高原空气稀薄,常人在平坦的道路上行走尚且不易,而陈亮却要每天攀爬脚手架、上下廊道,在百余米高大坝的不同部位做试验,检测材料的各项性能。平日里,为了查看进水口处的涂层粘接情况,几十米高的钢管脚手架,他二话不说就抓紧绳索攀爬至水轮机进水口。

“只有亲手操作,亲眼去看,材料的应用情况才能了然于胸。”在陈亮和团队成员的共同努力下,成功研发出耐候高原环境的抗冲磨修补防护材料与配套技术,应用到藏木水电站、满拉水库、两河口水电站等高海拔地区的水利工程上。

“这项材料既然在恶劣复杂的高原环境下都适用,那在平原地区的使用寿命就会更长。”之后,该项成果又陆续在湖北潘口水电站、南水北调中线工程、新疆卡拉贝利水利枢纽等10余个水利水电工程的混凝土防护与修复项目中应用。

2018年,该项科研成果获美国发明专利。2021年,陈亮作为第一完成人获得湖北省首届专利金奖。据中国大坝工程学会组织的成果评价意见,该项水利水电工程混凝土防护修复材料及关键技术,成果总体达到国际领先水平。

陈亮与业主专家和团队成员在乌东德水电站工地讨论技术问题。 通讯员杨莹 供图

大胆探索创新,他将“胶水”注入大坝地基

“我们看到地面上的大坝,其实有很大一部分是‘建’在地下。”陈亮展开一幅大坝剖面图告诉记者,坝基的防渗问题是整个工程的重中之重。“大坝是挡水的,如果大坝坝体或地基出现渗漏,不仅影响水库蓄水,还关乎着下游居民的生命财产安全。”当坝基位于复杂的不良地质体上,就需要专门研发灌浆材料和工艺装备。

2019年4月,陈亮接到为乌东德水电站加固地基的任务,以确保首批机组按计划投产发电。由于乌东德坝基存在复杂的地质问题,陈亮带领研发团队再次开始攻关。

“乌东德坝基岩体情况复杂,岩石裂隙发育,并混有沙砾。大坝水头高,在长期高水压作用下沙砾有可能从裂隙流走,对工程安全不利。”陈亮说,针对这种地质条件,当时急需研发一套能在水下快速固化的灌浆材料和成套工艺。“就像往细碎的砂石里加‘胶水’,让其固化为一整块坚固的岩石。”

陈亮在乌东德水电站坝基化学灌浆现场。 通讯员杨莹 供图

陈亮和同事们扑在试验室里,对原有的灌浆材料配比进行调配。经过一遍又一遍试验,他和团队终于研发出适用于角砾岩坝基处理的灌浆材料。“有了这种材料,不仅能在水中把砂石粘在一起,还能充填岩石缝隙,以增强防渗效果。”

材料问题解决后,随之而来的是“手术”难题。乌东德坝岩层是陡倾角裂隙发育,在这种地质条件下灌浆,极易出现设备被埋无法拔出的后果。若使用传统的自上而下的“保守”灌浆方式,不仅施工周期长,也无法规避此类后果。团队一筹莫展之际,陈亮大胆提出“自下而上分段阻塞”等灌浆工艺,成功避免了灌浆设备被埋。

陈亮在实验室开展新材料制备试验。 通讯员杨莹 供图

“做科研要勇于探索创新、敢于突破传统思维,不要对自己设限,有时候尝试新思路,惊喜可能会不期而至。”经过团队的努力,乌东德水电站坝基化学灌浆如期在首轮机组发电节点前完工,处理后合格率达100%,工期也比传统工艺节约了70%的时间。近年来,陈亮同团队相继攻克了“国之重器”——向家坝、乌东德、白鹤滩水电站不良地质体处理的世界性难题。

“作为一名水利科技工作者,以工程需求为导向,推进科技成果转化应用是我的初心,也是使命。我是一名党员,哪里有需要,我就去哪里。”陈亮说。

(长江日报记者汪丽婷 通讯员孟姝琪 杨莹)

【编辑:姚昊】

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