При строительстве водозаборных и водоотводных тоннелей атомных электростанций разработка тоннелей всегда представляла собой серьезную проблему. Слишком большой объем работ приводит к растрате материалов и увеличению затрат; слишком малый объем работ влияет на безопасность конструкции и требует трудоемкой и длительной вторичной обработки.
Как можно точно контролировать контуры выемки грунта?
Недавно на строительной площадке водозаборного и водоотводного тоннеля атомной электростанции «Цзиньцимэнь» компания CNNC 22nd Engineering Co., Ltd. впервые применила технологию 3D-лазерного сканирования, проведя комплексное «компьютерное томографическое сканирование» тоннеля и выявив проблемы перекопки и недокопки.
В прошлом измерение контуров после выемки тоннеля в основном основывалось на использовании тахеометров. Этот метод не только имел мало точек измерения и большие «слепые зоны», но и часто зависел от «опыта» техников в оценке перекопки и недокопки, что приводило к низкой эффективности и угрозе безопасности.
Для решения этой сложной задачи компания в ходе строительства наземного водозаборного и водоотводного проекта АЭС «Цзиньцимэнь» заблаговременно адаптировала свой подход, впервые внедрив в тоннель технологию 3D-лазерного сканирования. По сути, это позволило получить «высокоточное компьютерное томографическое сканирование» туннеля. Сканер вращается внутри туннеля, излучая лазеры и собирая миллионы точек данных в минуту, мгновенно воспроизводя контур туннеля в масштабе 1:1 на компьютере, создавая высокоточную 3D-модель облака точек.
Как проводится «диагностика» после «КТ-сканирования»?
Специалисты импортируют полученные данные облака точек в специализированное программное обеспечение и автоматически сравнивают их с проектной BIM-моделью. Система генерирует интуитивно понятную «хроматограмму перекопки и недокопки».
На этом графике желтые области представляют «перекопку»; фиолетовые области представляют «недокопку»; а зеленые области представляют «соответствие проекту».Перерасход или недорасход в любой точке туннеля, на несколько сантиметров, отчетливо виден на диаграмме, где четко показано распределение и масштабы перерасхода и недорасхода. Старый, примитивный метод осмотра, когда техники вручную осматривали стены туннеля по секциям с помощью измерительных лент и фонариков, теперь в прошлом. Прокладка туннелей действительно трансформировалась из подхода «слепых и слонов» в подход «взгляд с высоты птичьего полета».
Точные «рекомендации»: оптимизированные скважины дают реальные результаты
Выявление «причины» — это только первый шаг; конечная цель — точно «назначить правильное решение». Опираясь на точные данные, полученные с помощью 3D-сканирования, команда взрывников провела целенаправленную оптимизацию расположения скважин и структуры заряда для следующего цикла. В недораскопанных участках они соответствующим образом увеличили плотность окружающих скважин или скорректировали их углы; В местах с чрезмерной выемкой грунта они снизили нагрузку, добившись «индивидуально подобранного» подхода к точному взрывному воздействию. Этот комбинированный подход дал немедленные и значительные результаты:
- Улучшение качества тоннеля: контуры выемки стали более ровными и правильными, скорость удержания частичных отверстий по периметру неуклонно увеличивалась, а внешний вид и общее качество стен тоннеля были значительно оптимизированы;
- Снижение затрат: чрезмерная выемка грунта была эффективно ограничена, что уменьшило количество бетона, используемого в дальнейшем для обратной засыпки;
- Повышение эффективности процесса: время измерения одного поперечного сечения сократилось с 20 минут до 5 минут, что сократило время ожидания между процессами и ускорило цикл выемки тоннеля.
Цифровые технологии открывают новые пути в строительстве тоннелей
От «традиционных измерений» к «3D-сканированию», от «восстановления после аварии» к «контролю до аварии» — успешное первое применение технологии 3D-лазерного сканирования в тоннеле наземного водозаборного сооружения АЭС «Цзиньцимэнь» является не только модернизацией методов строительства, но и передовым опытом для компании в продвижении цифровой трансформации в строительстве тоннелей. Успешное внедрение этой технологии обеспечивает тиражируемое решение для последующих аналогичных проектов, формируя набор стандартизированных технических методов, которые можно использовать немедленно.
В дальнейшем CNNC 22 продолжит углублять итеративное применение этой технологии в проекте наземного водозаборного сооружения АЭС «Цзиньцимэнь», исследовать больше сценариев строительства, повышать качество строительства проекта за счет технологических инноваций и вносить передовой опыт в строительство «цифрового коридора».
