长河坝水电站:十年堆石成坝 筑就世界级工程
四川甘孜,因丰富的水能资源,坐拥几座巨型水电站而闻名于世,深厚覆盖层上在建的世界第一高土石坝长河坝便在此诞生。9月11日,长河坝水电站大坝填筑到顶,达到设计高程1697米,用不了多少时日,滚滚大渡河将在240米高的长河坝前暂缓脚步,接受即将到来的蓄水检验。
处在深山人未知,在成都院勘察设计的众多世界级工程中,外界也许鲜有人知道长河坝。但作为大渡河水电基地的骨干电站,长河坝却特色鲜明——多项技术难题前所未有,且无多少成熟建设经验。攻坚克难十余载,成都院人用汗水和智慧,将长河坝矗立在水流湍急的大渡河中,以奔腾的动能转为源源不断的清洁电能,造福一方。
步步为营,只争朝夕,筑就岁月之坝
早在2003年,成都院就已成立项目部,陆续派员开展长河坝现场工作。当时,长河坝是比较艰苦的工地,刚参加工作的年轻人在被派往长河坝开展前期工作时,往往会被前辈叮嘱,“年轻人嘛,就要到艰苦的地方锻炼,也要注意安全”。刘永波就是这批来锻炼的年轻人,这一干,便是十多年。
当时,场内交通尚未修成,望着现在成型的两岸边坡,不难想象他们徒手攀爬的画面。年轻的成都院人在300多米的边坡上爬上爬下,“一天下来,左右岸来来回回不知多少趟,每天都是筋疲力尽。” 现任长河坝项目部设代处处长胡金山,那会儿还是刚参加工作的毛头小子,他对当时的“攀岩”仍记忆犹新。而现在,他每年就有近三百天坚守在工地,协调各参建单位、各专业,及时处理各类现场事宜。
忆往昔,峥嵘岁月稠。2005年,长河坝水电站开始“三通一平”筹建,同时准备现场施工,工地上逐渐热闹起来;2010年10月,枢纽河道截留;在施工高峰期,成都院最多有两百余人驻扎在长河坝开展现场设代及监理工作。2012年5月,坝基防渗墙开钻,填筑下游坝壳料;2013年7月,坝体防渗心墙料开始填筑;2016年9月,大坝填筑到顶。
说起来十余载,实际似倏忽间。以水电为业的成都院人,在白纸上画出纵横交错的线条,绘就美好蓝图。经参建各方共同努力,现如今,雄伟大坝,跃然眼前。在保证质量的前提下,成都院人分秒必争,电站投产发电时间一再提前,由最初计划2017年7月到5月再到3月,工期的每一次缩短,考量的都是成都院人的智慧与勇气,也折射出成都院人赋予大坝更绵长的岁月。
攻坚克难,抓石留痕,筑就丰碑之坝
长河坝水电站地处高山峡谷条带地段,从地理位置和工程本身等方面看,工程面临数个“高”——高地质灾害风险、高边坡、高土石坝、高地应力地下洞室群、高地震烈度、高流速大功率泄洪……不一而足。
对于水电站勘察设计来说,面对这么多设计中的“硬骨头”,已经是一项艰巨的任务。而长河坝作为深厚覆盖层上在建的世界第一高土石坝,没有可借鉴经验,处在高地震烈度区,建设在深厚不均匀的覆盖层上,再加上狭窄的河谷……成都院的工程师们面对一系列超高难度的挑战,都需倾注更多智慧,各个击破。
长河坝位于川滇南北向构造带北端,与北东向龙门山断裂带、北西向鲜水河断裂带和金汤弧形构造带的交接复合部位,属高地震烈度区。工程河段两岸沟谷发育,岩体物理地质作用较为强烈,工程建设区内高边坡滚石、局部崩塌、沟谷泥石流等地质灾害时有发生,施工安全风险大。建设中先后经历了汶川地震、芦山地震、康定地震及无数小震,还有多次滑坡、泥石流等地质灾害,这也反映了长河坝高地震烈度设计标准的必要性。去往长河坝的公路旁,脆弱的山体随时会有飞石滚落,胡金山和同事们曾爬上沿线的山顶进行查勘,“看到尽是些破碎的、张牙舞爪的石块,不知道什么时候会掉下来”,在经过刚发生几百方坍塌路段时,都提心吊胆,生怕“中奖”。
河谷深切的长河坝工区,150米以上的高边坡多达7处。据长河坝项目经理何顺宾介绍,在长河坝之前,由成都院勘察设计的瀑布沟水电站是目前深厚覆盖层上建成的世界第一高土石坝,标志着我国突破了在深厚覆盖层上建200米级高坝的关键技术。2011年,瀑布沟水电站被国际大坝协会评为“国际里程碑工程”;现在,成都院人实现自我突破,将自己创造的记录再次更新,240米高坝也实现了堆石坝从200米级向250米级大跨越,这些超规范的设计奠定了业界地位,同时要满足规范中兜底条款的要求:“所有的超规范技术应用都需要专门论证”。水工处副处长、长河坝设代处副处长谭可奇介绍,长河坝几乎所有的技术都需要专门论证,通过系列研究,不断摸索,共完成了边坡稳定、大坝防渗、泄洪系统等11项专题研究。
精益求精,如琢如磨,筑就品质之坝
为安全起见,水电站大坝通常坐落在基岩上。长河坝深达70米的覆盖层,像一大块水豆腐,要承受3400多万方土石,相当于5个鸟巢体积的填筑重量。若将覆盖层全部挖除,将这块“水豆腐”整体移开,这无疑是巨大的施工量。如何在保证大坝安全稳定的前提下减少开挖,是成都院人需要优化设计的一大难题。通过“深厚覆盖层建高土石坝地基处理关键技术研究”等一系列科技攻关,大坝基础利用的覆盖层达50米,不但减少开挖量,降低投资,也可以减少基坑排水与施工难度,大大缩短工期。
按常规设计,高陡边坡需要进行大量开挖,成都院为节省工程量进行了一系列优化设计:通过减缓坡降以增加稳定长河坝左右岸坝肩,同时采用“强支护、弱开挖”的设计理念,投入大量精力进行边坡设计优化。像这样的优化,在地下厂房、在导流洞、在坝基防渗,在长河坝水电站中还有很多。
为解决大坝填筑需要的土料、石料,长河坝搬来了“三座大山”——一座土料山,两座石料山。为了寻找合适的料源,胡金山和同事们在方圆几十公里范围内,四处寻找,问村民,爬山头,找到了汤坝土料厂等多个优质料场,为保证料场施工安全,成都院本着“服务、关爱、回报”的企业核心价值观,超越规范要求,将料场500米级高陡边坡有条件地降缓,进行动态支护设计,将应急处理和永久设计结合,既保证了料场的安全可控,又保证了坝体的填筑需求。
在长河坝建设中,实际揭露的地质问题均在前期勘察时发现,并采取了有效的应对措施,施工中未出现重大技术质量问题。精益求精,如琢如磨,正是成都院人工匠精神的外在表现;“诚信、负责、卓越”,在长河坝,又一次完美诠释了成都院的企业精神。
同心协力,科技先行,筑就人才之坝
大型水电工程建设,设计是龙头,工程设计又需要多专业协同配合。据何顺宾介绍,成都院的生产组织实行专业处与项目部的矩阵式管理,以专业、处室为基础,以质量为核心,项目部是设计工作的信息中心和管理中心。常驻现场的专业设代人员涉及地质、水工、施工、交通、机电、监测等专业,约15至25人,项目人员多年的同心协力,使得整个设计工作无缝对接,才能完成如此多的优化设计。
作为深厚覆盖层上第一高堆石坝,依托重特大技术攻关,加深了水电行业对深厚覆盖层的认识,极大推动了土石坝设计理念和筑坝技术的发展。在人才和技术的接力上,长河坝为今后同类型工程的技术研究夯实了根基。迄今为止,依托长河坝工程,成都院获省部级以上科技进步奖5项、优秀勘察设计奖1项、优秀咨询成果奖2项,申请国家专利10余项,发表论文上百篇。与清华大学、武汉大学、中国水科院、河海大学、四川大学等知名科研院所开展广泛合作,促进了水电行业的技术进步。
项目部从成立至今,锻炼了大批人才。何顺宾说,“在项目现场各个专业的传帮带中,一批青年员工成长为技术骨干,一批技术骨干已经成为业界专家。”成都院在筑起土石高坝的同时,也筑起了自身的人才之坝。这一大批人才,将为成都院巩固高土石坝领域勘察设计核心技术优势,为成都院的可持续发展、为中国水电事业的不断进步夯定坚实基础。
十余载堆石成坝,筑就土石坝丰碑;一代人呕心沥血,再造成都院辉煌。长河坝,因水而名,因水而成,也将因水而兴。两岸高山峡谷上翠绿的树木,倒影在河水中,成都院人付出的汗水与青春,也已封存在坚固的大坝中。在他们忙碌的身后,长河坝水电站的水轮机将转动起来,将每一滴水的能量,送出大渡河,送往远方。届时,将会有更多的土石坝拔地而起,长河坝在这场不断提速的接力赛中,跑出了这一棒的最佳速度。
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