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“智”解混凝土世界難題
——記國務院特殊津貼專家、國家技術發明獎獲得者譚愷炎
來源:本部 作者:易雅文 日期:2020-10-25 訪問次數: 字號:[ ]
人物檔案
  譚愷炎,男,1969年8月出生,中國能建葛洲壩勘測設計公司副總工程師,是葛洲壩集團為數不多享受國務院特殊津貼專家、國家技術發明獎獲得者之一。從業近30年,他矢志于水利水電行業施工技術的創新研發,專門攻克各種疑難雜癥,發表有影響力的論文30余篇;獲得科技進步獎20余項,獲得工法、專利50余項、參與編寫技術標準10余項。

  軟件沒人會,他“智”編系統
  1991 年夏,三峽工程正在籌建階段,剛滿 22 歲的大學畢業生譚愷炎為了學以致用、報效國家,能夠投身到三峽工程建設中,主動申請分配到葛洲壩集團工作。在簡短見習后,他參與清江隔河巖水電站建設,成為了試驗室觀測組的一員,從事大壩安全監測工作。
  當時工程營地條件有限,只能住在簡易工棚,他雖然有著 “干部”身份,但和工友們一樣做著“臟累苦”的活。譚愷炎回憶,“觀測組分為觀測、埋設和內業三個組,常常爬坡上坎安裝特種設備,深夜凌晨去現場看工程進度以及連夜分析安全監測數據,工作強度大、危險系數高、工作環境非常復雜。”
  水利工地沒有竅,一個石頭搬三道。譚愷炎當時主要為壩體安裝傳感器等特種設備,同時檢測和分析相關的數據,最多的時候他一天安裝了 100 多個傳感設備,再回去用計算機將數據收集和分析整理出來。
  “那時計算機剛剛在國內推行,水電建設技術也剛進入機械化階段,雖然購買了數據處理軟件,但系統操作過于復雜,幾乎沒人能使用,所有數據還是要人工來處理,數據一個接著一個填,一步接著一步算,雖然任勞任怨,但工作效率很慢且容易出現人為差錯。”譚愷炎說。
  能不能化繁為簡,讓工作效率高起來、處理速度快起來?譚愷炎開始著手編寫數據處理程序。經過反復測試,以及對國內外文獻的研究,他歷時半年最終編寫了一套符合現場需要且簡易操作的“安全監測數據處理系統”。
  在一系列改進、測試后,這套系統實實在在解決了人工處理數據效率低的問題。后來,他多次升級系統功能,并沿用至 90 年代末。
  在此期間,譚愷炎喜愛技術專研、深入思考技術創新的性格逐漸顯現。1998 年,他從一線技術工人走向技術管理崗位,開啟了他技術創新之路。

  世界級難題,他“智”克難關
  2005 年,為滿足調水需要,南水北調工程丹江口水庫壩頂需進行加高,這是當時國內規模最大的大壩加高工程,譚愷炎參與了相關技術攻堅工作。
  “大壩修建年限長,新舊混凝土在體積變形性能、黏結性能、力學性能等方面存在差異,其結合面處理難住了項目部。”譚愷炎介紹,這項世界級難題沒有經驗可借鑒。
  在攻堅中,譚愷炎與研發團隊一開始也歷經了加強界面密合劑化學反應作為方向的“誤區”,但在經過上萬次試驗中,他們總結發現,提升新舊混凝土結合效果的關鍵是延緩密合劑化學反應時間。
  明確了研究方向,通過在密合劑中加入體積膨脹組分和保水組分,減小混凝土硬化過程中的體積收縮和失水干縮。再加入超緩凝組分,使新混凝土先于密合劑凝結。就這樣,一種黏結高效且應變性強的新舊混凝土結合界面密合劑研制成功。
  為了讓密合劑發揮出最好的黏結效果,譚愷炎與研發團隊還改進了界面區新混凝土材料,研發出超緩凝、體積變形小、強度增長迅速的密合層——界面混凝土。
  新型混凝土結合面密合劑填補了新舊混凝土黏結密合技術和材料領域的空白,對提升水電工程混凝土澆筑質量有重要價值。2014 年,該項成果獲評教育部技術發明一等獎。
  新舊混凝土結合問題的攻克也成為當年水利水電施工行業的熱門話題,譚愷炎除了獲得多項專利外,還成為水利施工行業技術創新的“明星”。

  混凝土過熱,他“智”有辦法
  21 世紀,隨著計算機技術和信息技術的發展,傳統的混凝土施工技術也開始與前沿技術“聯姻”。
  譚愷炎說,“2009 年,國內還未能完全攻克傳統混凝土凝結過程中因發熱而產生的裂縫難題。但葛洲壩集團在錦屏一級水電站歷經 3 年的反復試制、現場試驗、設備調試,先人一步研發出的‘混凝土智能溫控技術’,使大壩施工技術始終走在前沿。”
  這套技術通過在大壩混凝土內部埋設管道并鋪設溫度傳感器,自動完成對混凝土冷卻通水的控制。數千只埋入大壩的檢測儀器就像“體溫計”,當混凝土溫度高于預設值,并有“發燒”趨勢時,智能溫控系統打開冷卻水管通水降溫,讓數十萬方混凝土溫度始終處于“舒適”狀態,避免出現裂縫。
  智能溫控系統完全實現了拱壩混凝土施工溫度控制作業的自動化和智能化,避免了質量安全風險,改善了工作環境,大幅降低了勞動強度。
  但研究所成員并不滿足于此。“近年來,物聯網技術快速發展,能不能把智能溫控系統與物聯網結合呢?”譚愷炎帶領團隊開始琢磨。
  2017 年,在大藤峽水利樞紐工程船閘施工現場,譚愷炎與其團隊將低功耗遠距離無線通信技術應用在混凝土冷卻通水智能控制系統中,成功把數百根數據線更換成 4G 網絡路由器,提高了數據的可靠性和穩定性,實現了從“有線”到“無線”的跨越。
  三十年歲月如流,譚愷炎曾經學以致用報效國家的理想未有窮期,如今更加強烈,目前譚愷炎和團隊正著手推進“混凝土智慧拌和”“智能溫控”等混凝土智慧施工技術研究。

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