中建二局承建的延庆智能电网研究示范项目现场 ■记者 刘偶/摄
在延庆的青山环抱中,一座承载着智能电网未来愿景的“超级实验室”正拔地而起。中建二局承建的延庆智能电网研究示范项目,不仅是“科研重器”,更堪称建筑行业的“技术秀场”——从“会自愈”的防水混凝土到亚洲最大“人造风暴”实验室,再到“数字孪生”工地系统,每一项技术都在刷新行业标准。5月20日,记者深入施工现场,揭秘这座“硬核”工程背后的创新密码。
挑战工程极限的“国之重器”
在项目北侧,一座巨型钢结构建筑已初现雏形。这就是即将建成的风洞实验室,其核心设施是长130米、宽30米、高16米的工业风洞,这一尺寸创造了亚洲最大断面工业风洞纪录。
“这个风洞实验室堪称‘人造风暴’制造机。”项目总工李晓伟介绍道,“它能模拟从微风到飓风的各种风环境,以及雨雪冰冻等极端气候条件。”记者在现场看到,整个风洞实验室除了工业风洞外,还设有可模拟极寒环境的冰雪风洞、可进行用于气流可视化研究的PIV风洞,以及风电机组风速计标定专用高精度风洞。
风洞建设的最大挑战是工业风洞中的风机设备固定。“风机产生的低频振动,如采用传统混凝土施工,我们预测最多使用几个月,就有可能导致混凝土结构开裂。”李晓伟说,作为亚洲最大断面工业风洞,本次工业风洞内共安装有4个动力段,单个动力段(含动力段壳体、风机等)重量约70吨。为此,项目团队创新采用“粗砂减震系统”的方案:先在风机下方用混凝土浇筑四个长11.65米、宽5.45米、高95厘米的混凝土框架,然后内部先填一层厚5厘米的减震砂层,然后依次铺设防渗塑料布、混凝土垫层、钢架网架,最后再用混凝土全部填实,此外,基础四周还要设置一圈5毫米的橡胶板。
李晓伟介绍,减震系统的核心在于粗砂。“我们采用的不是普通砂石料,而是经过数十次研发,严选粒径在1毫米的河沙,同时再掺入专用添加剂,从而达到减震效果。目前经过实验验证,我们粗砂减震系统寿命可达50年以上,可大幅降低风洞基础和周围混凝土隔震、摩擦。”目前,该减震系统已申报国家级发明专利。
构建工程管理的“最强大脑”
在1#楼一层项目指挥中心,一面由数块液晶屏组成的智慧大屏格外醒目。屏幕上实时显示着施工现场的各类数据:塔吊运行状态、现场环境噪音扬尘监测、各板块施工进度、人员定位信息……这就是项目团队自主研发的数字智慧工地系统的“中枢神经”。
“为让智慧系统能切实辅助管理人员高质量精细化施工,所有功能模块都是根据项目实际情况设计研发,经过数版不断优化,最终历时8个月研发上线。”李晓伟介绍道,“它集成了物联网、大数据、BIM等多项前沿技术,实现了对施工全过程的数字化管控。”系统包含四大核心模块:数字沙盘通过BIM技术构建三维模型,支持720度全景查看和实景对比;智慧监控系统部署了33个高清摄像头和2个热成像摄像头,实现24小时智能巡检;数据看板整合了进度、质量、安全、成本等四类关键指标;综合态势分析则运用AI算法进行风险预警和决策优化。
值得一提的是,该系统还创新性地引入了“数字孪生”技术。通过无人机定期全场扫描,可以生成与实体工程完全同步的数字模型。“这就像给工地装上了‘CT机’,任何细微的变化都逃不过系统的‘眼睛’。”李晓伟边说边演示,“比如汇报施工进度与实际不符,现场工区环保覆盖不到位,我们都可以第一时间发现问题。”
新材料的工程实践
步入地下一层,灰色的混凝土墙面朴素无华,看起来与普通建筑别无二致。“这可不是一般的混凝土,而是目前最先进的自修复防水混凝土,我们工程的‘隐形卫士’。”李晓伟介绍道,“它能让混凝土像人体一样具备‘自愈’能力。”
据介绍,自修复防水混凝土其核心技术是加入了特殊的活性无机成分。当掺入混凝土后,这些成分会与水泥水化产物发生化学反应,生成凝胶体和结晶体,有效填充混凝土的毛细孔隙。“就像给混凝土注入了‘修复因子’。”李晓伟形象地比喻。更神奇的是,当混凝土因收缩产生微裂缝时,这些“修复因子”遇水后还会再次激活,把钙和碳酸离子结合,形成方解石和石灰石,填充和堵塞混凝土中的微裂缝,实现混凝士微裂缝自修复。
随着延庆智能电网研究示范项目进入最后冲刺阶段,这座融合多项“黑科技”的“超级实验室”预计将于今年年底竣工。
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