初秋,位于川西北高原的毛儿盖草原依然绿意盎然、生机勃勃。
高山峡谷间,国家电力投资集团四川兴鼎公司剑科水电站(以下简称“剑科电站”)大坝正随着黄色的运料车、碾压机、装载机来来回回,向着它的设计高度“生长”。在“看不见”的地方,基于建筑信息模型(BIM)的数字化大坝建设管理系统正默默为大坝建设护航。
剑科电站数字化基建实施以来有着怎样的应用?破解了传统碾压筑坝施工哪些难题?带着这些问题,笔者行走在高原上,去探寻水电站数字化基建的经验做法。
寻管理出路
数字化基建已成共识
当下,随着5G技术、物联网、大数据等新技术在各领域深入应用,数字经济“东数西算”持续火热。目前数字化应用已渗透到社会生产生活的方方面面,特别是近年来数字化与新基建结合程度愈发紧密,数字化技术手段已为基建项目建设管理、风险监测、安全监管、后期运维等方面提供了前所未有的支撑。
正在建设的剑科电站
据了解,对于水电站项目建设来说,在传统的碾压筑坝施工过程中,大坝质量管控主要通过人工巡检、旁站监督等方式进行,受人的因素影响可能较大,加之水电站建设现场自然环境相对复杂等因素,如何实现高精度、自动化的筑坝施工质量实时监控成为亟待解决的难题。
走访中,笔者发现,位于四川省阿坝州松潘县境内的剑科电站大坝,海拔达到3000米以上,交通条件不佳,且气候多变。由于大坝到建设营地路程远、监测点多且散,难以实现无死角、全方位监管。
基于电站建设中存在的自然因素和管理难题,向着数字化、智能化迈进成为共识。据了解,早在2018年,随着国家电投“2035一流战略”蓝图绘就,明确“到2035年数字化智能化支撑产业转型”,剑科水电站就被列入国家电投集团数字化建设示范项目,包括数字大坝系统在内的数字化电站建设系统,开始逐步在剑科水电站关键部位“排兵布阵”“穿针走线”,解决筑坝过程中监管难题的思路逐渐明朗。
2020年4月,总投资近2000万元的剑科水电站数字化建设开始实施,参建各方密切合作,克服了点位分散、现场环境复杂及新冠肺炎疫情影响等不利因素,在稳中求进的基调中推进剑科水电站数字化建设与工程建设同步实施。
让数据跑路
项目建设管理进一步转精细化
剑科水电站是毛儿盖梯级水电项目的龙头电站,其水库设计库容为1.32亿m³,大坝采用砾石土心墙坝,最大坝高82.3米。据了解,该电站装机总量达24.6万千瓦,设计年发电量为8.98亿千瓦时。该电站预计明年7月投产发电,届时将实现毛儿盖流域梯级调度、蓄洪补枯的功能。同时,兴鼎公司正全力推进剑科电站水光互补项目,助力全省“双碳”目标实现。
剑科电站数字化建设PC终端
剑科电站数字化建设是如何推进?笔者在走访中了解到,在项目建设前期和建设过程中,国家电投四川兴鼎公司围绕剑科电站数字化基建多次组织专家组到现场调研论证、推进项目立项,召开项目启动会、推进会、培训会……一系列行之有效的措施,使得电站数字化建设有条不紊地推进。
2020年4月,作为剑科电站数字化建设的总承包商,中电建集团北京勘测设计有限公司开始进入剑科电站,在已有设计等工作的基础上,正式实施数字化建设现场作业。据该公司项目负责人介绍,剑科电站整个数字化建设由软件和硬件两个部分组成,其中还采用物联网相关技术,将硬件实时采集的数据集成到软件上面。项目管理人员、工程建设人员按照权限不同分别设置独立的账号,不同权限的人员可以上传、查看自己负责的内容,以此提高工程项目建设的管理效率。
运用数字化技术手段,给剑科电站带来了哪些方面的改变?国家电投四川兴鼎公司党委书记、董事长田建设解释道:“剑科电站数字化建设项目以物联网为基础,大量应用数字化技术手段,通过贯穿建设期全过程的基础数据采集、共享、分析、预警及系统间的信息数据集成,使BIM产品与地理信息空间深度融合,形成信息可追溯、可查询、操作便捷的数字化产品人机互动平台,以数据跑路代替繁重的人工劳动,进而实现工程粗放型管理转向工序控制的精细化管理。”
用经验引路
科技赋能再为“一流”续航
如今,剑科水电站数字化建设的“硬核”科技项目——数字大坝,是最先开工实施并上线运行的功能模块,在监控室的PC端和手机用户终端,实时监控上料、碾压等施工全过程。
剑科电站数字化建设项目协调会
“以料源上坝为例,应用GPS定位系统可以监控到上坝运料车的位置、装料点和卸料点,而定位数据传回控制中心后经过系统测算,又能根据车辆定位信息判断车载料与分区料是否匹配,进而统计出上坝强度、行车密度和作出告警提示。”国家电投四川兴鼎公司工程部负责人胡智斌介绍,“科技创新的应用为工程建设管理插上了信息化的翅膀,数字化基建赢得参建各方点赞。”
随着电站场区核心枢纽BIM模型创建、机房及工程数据中心建成投运,以及数字大坝、视频监控、现场巡检、设计进度管理等功能上线,剑科水电站工程建设期间的安全、质量、进度管理效能得到有效提高。
值得一提的是,这套系统不仅“功在建设期”,更覆盖项目全生命周期,现阶段采集到的完整、真实的数据,将作为建设期基础信息长期保留,继续服务于工程运维期智能化运管。胡智斌告诉笔者:“按照工程建设进度,剑科电站投入运行后,数字化电站信息系统将继续作为监控系统的一份子,长期为我们创‘一流中型水电公司’服务!”
在能源革命、数字革命相融并进的趋势下,加快数字化转型成为更多企业转换新旧动能、培育竞争新优势的选择。国家电投在剑科水电站开展数字化基建实践,不仅印证了数字化技术在项目施工管控中的价值,积累了BIM逆向建模、可视化管控平台建设和数字化生产管理等方面的经验,也为集团其他水电、新能源项目建设提供了参考和借鉴。“四川兴鼎公司将坚定落实国家电投集团创新驱动转型要求,实施好数字化项目,朝着水电行业科技创新高峰奋力攀登。”田建设强调。