10月14日,安全自适应3D打印淤地坝现场专家咨询会在甘肃庆阳召开。与会专家考察了南小河沟水土保持试验场内的施工现场,实地了解技术方案,并对项目进展开展会议咨询。

咨询专家现场考察南小河沟试验坝建造情况
安全自适应3D打印淤地坝技术设想由王光谦院士提出,得到了黄河流域水土保持生态环境监测中心牵头承担、覃超副研究员负责的国家重点研发计划青年科学家项目“黄土高原水土保持治理原真性研究方法与应用”和实验室牵头承担、李铁键副研究员负责的水利部重大科技项目“淤地坝建设、修复和维护新技术”的支持。项目团队围绕淤地坝水毁风险防控、建造效率提升、修复加高等重要需求,开展黄土基绿色建造材料、3D打印建造工艺与新型坝体结构协同创新研究,并在黄土高塬沟壑区南小河沟的真实沟道中开展工程验证。
安全自适应3D打印淤地坝技术围绕黄土基新材料、3D打印建造、可成长坝型等方面开展创新研发与集成应用。在材料方面,以当地黄土、红黏土等为基料,通过添加改性提高材料的强度、耐水性和抗冲蚀能力,并根据坝身主体、连接填充和迎水面防护等不同需求和建造方式配置不同材料配比。在建造方面,采用高压压块堆叠建造坝身主体,利用3D打印装备泵送流态土实现压块间连接填充,利用3D打印装备挤出流塑态土实现迎水面打印,并通过坝身主体、迎水面壳层与溢洪道一体化的黄土材料结构,提高坝体材料一致性,降低水毁风险。

固态土高压压块

流态土连接填充

流塑态土打印迎水面
为提高淤地坝的安全性与适应性,该技术采用低坝布方案,预留后续维护和加高空间。淤地坝溢洪段过洪后,可采用替换受损模块的方式进行维护;坝前淤积面抬升后,可分阶段加高,恢复拦沙库容。这种可修复、可成长的设计将工程建设与沟道淤积进程相适应,可根据淤积状况和治理需求分期实施,兼顾拦沙效益、建设投入与运行安全。
安全自适应3D打印淤地坝是黄土高原水土保持工程建造技术创新的一项重要探索,具有标准化快速建造、材料抗蚀性和抗冲性强、土方量低、可成长等优势,在新建小型淤地坝、沟道治理工程及既有淤地坝修复中具有广阔应用潜力。
实验室团队将进一步加强现场观测和试验研究,加强与工程实际需求的衔接,在充分验证的基础上推进成果应用,为黄河流域生态保护和高质量发展提供科技支撑。

南小河沟试验坝完工全貌