共同谱写大水电传奇——记金沙白鹤滩畔的高拱坝监理团队
金沙万里跨云川,江流盘曲天地间。
十载寒暑英雄汗,百丈高坝拱云端。
导孔排闸断绝壁,逝水滔滔壤远山。
上截沉沙库水平,下泄飞洪天地宽。
荒流不尽生平志,英雄半世非浮年。
万卷难书宏图业,铭刻青山见高远。
白鹤滩水电站是金沙江下游干流河段梯级开发的第二个梯级电站,具有以发电为主,兼有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。白鹤滩大坝为混凝土双曲拱坝,高289米,坝顶高程834米,顶宽13米,最大底宽72米。白鹤滩水电站以高坝大库、百万机组、复杂的地质条件和工程技术成为全球关注的焦点。白鹤滩水电站装机容量1600万千瓦,是仅次于三峡的世界第二大水电站。工程的规模自然决定了其施工难度,而复杂的地形、地质、地震环境和各项关键技术指标更是为工程建设和运行带来了巨大挑战。
白鹤滩水电站筹建以来,成都院监理部(二滩国际)自2012年成立,主要负责左岸延吉沟边坡治理工程、右岸下红岩边坡治理工程、左右岸坝肩开挖工程、旱谷地砂石加工系统工程、左右岸大坝工程等17个施工合同的监理工作。监理部以溪洛渡工程建设班底为基础,着力打造一支技术过硬、作风优良,朝气蓬勃的监理团队。
开山辟野高边坡,山水百川踏征途
白鹤滩水电站地处高山深谷,两岸陡峻边坡开挖治理,以水电四局和水电八局分别施工的左岸延吉沟边坡治理和右岸下红岩边坡治理工程为典型,开挖支护施工最大高度达1000米。受地势环境影响,施工面狭窄,所到之处,多由反铲即时修筑不超过5米的施工便道连通,适逢雨季,对边坡治理工程又提出了更高要求,即要从进度上使开挖层次推进,又要从技术上快速支护稳定边坡。因此,不论是从施工安全还是组织管理,对建设者都面临巨大考验。
初建项目部的二滩国际,为适应建设环境以及管理难度的需求,监理部采取“划江而治,驻点管理”的策略,成立左右岸项目部,分别承担左岸和右岸边坡治理的现场监理工作。在人员配置上,以25岁至35岁、有着3到10年工程经验的监理人员为主,其中不乏长跑、足球、篮球运动健将,从身体素质到工作能力即能适应恶劣的工作环境,又能及时完成现场的验收、管理等工作。
在三峡公司白鹤滩筹备组的领导下,监理部与有着多年大局施工经验的水电四局和水电八局在白鹤滩的山川峡谷中步步为营、合作无间,两年完成千米级高边坡治理,左右岸共完成100吨以上级别预应力锚索5000根,创造出月最大开挖强度67.88万立方米,平均月开挖下降高度26.2米的同类工程开挖最高记录,为白鹤滩大坝工程的建设奠定坚实基础,同时拉开白鹤滩大水电建设的帷幕。
围堰工程截金沙,白鹤滩前初见霞
拱坝的坝址,素以深窄峡谷著称,受场地影响,围堰截流组织难度极大,受河床复杂地质条件影响,防渗工程如临深渊,白鹤滩大胆突破以往工程建设理念,围堰工程虽为施工期临时建筑,三峡公司乃至参建各方仍以永久建筑的高标准来要求围堰施工。为了充分把好围堰施工质量的最后一道关,监理部专门成立上、下游围堰监理工作组,分别由一名副总监带队,专门负责上下游围堰的现场检查验收和协调管理。
为解决截流用料及场地交通限制难题,围堰工程填筑进占充分与坝肩开挖相结合,选用开挖料短距离运输到围堰即时进占,解决了填筑料的大量储备和长距离运输问题。在围堰防渗体系施工中,监理部试验室对水泥、骨料、混凝土、土工膜材料等进行全程把控,针对土工膜督促承包人安排驻厂监造,既确保了进场材料质量,又避免了不合格料退场而影响围堰防汛工期。
从2015年11月到2016年5月,7个月时间,围堰施工紧锣密鼓,但现场管理井然有序。上、下游围堰的顺利完成,成功解决了右岸87°~90°陡坡基岩面的防渗墙嵌岩难题, C3层间错动带帷幕灌浆处理为坝基复杂地址的帷幕灌浆打开思路,通过严格的工艺试验,土工膜铺设一气呵成,“U”型槽和“Z”字型翻折等施工难题成功创造新的施工工艺。上、下游围堰施工工艺的精细化管理前所未有,文明施工标准化建设提升高度,为后续坝基开挖的无渗环境和大坝工程的施工管理做了完美的铺垫。
坝基开挖高创举,聚能爆破翻新篇
白鹤滩大坝基础为玄武岩地质基础,但其中包括块状玄武岩和柱状节理玄武岩,多样化的地质条件决定了开挖施工难度,同时也让参建各方高度重视,因此在采用5米的小梯段进行爆破一层支护一层的同时,每个梯段根据勘探的地质情况实行个性化爆破设计,由参建各方联合会审,并在每次爆破后由监理工程师组织四方实行“一炮一总结”,不断优化爆破参数,提高开挖质量。
在坝基开挖至左岸高程660米、右岸高程590米以下,便进入到柱状节理玄武岩的开挖,这是一道世界性的难题,参建各方经多次专家会议研究论证,采用预留5米岩石保护层做坝基盖重固结灌浆,灌后挖除保护层的方案。既要保证开挖质量,又要确保已经完成固结灌浆的坝基不受爆破影响,这是预留保护层开挖控制的关键。通过开挖预留与光面爆破对比、预裂爆破优化、预裂爆破验证三个阶段的试验最终确定了柱状节理玄武岩的爆破参数。但是要将LS3319、F17 、LS331等复杂错动带上盘的完整岩体保留做大坝基础,同时极大限度的降低对坝基柱状节理的扰动破坏,成了解开这道世界性难题的关键。参建四方大胆创新,采取竖直孔聚能爆破的方案,经过在水垫塘区域反复试验,最终在坝基保护层开挖中得以成功运用。将竖直孔聚能爆破运用于水电站大坝柱状节理玄武岩基础的开挖,成为白鹤滩电站乃至水电建设史上的一大创举。
在整个白鹤滩水电站大坝基础的开挖过程中,公司监理部始终保持严谨的态度,由总监杨秀国负责,副总监牵头仔细审查每一梯段的爆破设计,认真对待每一梯段的爆破施工总结。施工现场由区域工程师以上人员进行爆破联网检查验收,确保爆破设计参数不打任何折扣的落实到现场。白鹤滩水大坝坝基开挖精细化程度前所未有,聚能爆破得以成功,也标志着成都院在拱坝坝基开挖的监理层次有了一个质的飞跃。
柱状节理奠基石,固结灌浆定乾坤
白鹤滩水电站河床大坝基础固结灌浆一改以往采用混凝土盖重,在混凝土浇筑间歇期施工的方式,采取5米岩石保护层盖重固结灌浆的方式提前集中施工,这无疑将河床坝段的固结灌浆纳入到整个大坝工程的直线工期。同时,万丈高楼平地起,采用如此灌浆施工方案及工期安排,也是为了集中力量将大坝基础块状玄武岩和柱状节理玄武岩相互交错的LS3319、RS331、F14、F16 、F17等特殊复杂的地质层带处理好,为大坝工程长治久安奠定基石。
2016年8月至2017年1月的4个多月时间是白鹤滩河床坝段固结灌浆施工高峰期,河床12~25号坝段需要完成20万米的固结灌浆,从工期到技术难度都给了所有建设者前所未有的考验。整个大坝工程建设在此期间除水垫塘开挖外,整个坝基均以灌浆为主,所谓万众瞩目,必出文章。针对如此大规模、高难度的灌浆施工,三峡公司及参建各方管理层也有意打造创优样板,要在过去水电工程中灌浆施工皆为“脏乱差”的格局下扭转乾坤。面对考验,白鹤滩监理部成立灌浆工程部,配置两名分管副总监,专门配置平均工龄达到10年、平均灌浆专业工龄达8年的20人负责现场监理工作。中青结合,既有工作经验,又富有工作精力,同时以“完成最难,即成最优”的口号给所有监理人员注入动力。
在河床坝段固结灌浆过程中,二滩国际监理部实行日碰头会制度,积极组织参建各方,分析资源、加强协调、提出意见、督促管理,为大坝灌浆的有序推进创造良好条件。针对白鹤滩大坝基础复杂的地质条件,为了提高一次质量检查合格率,监理部每周不定期组织参建各方,汇总设计地质成果、过程施工资料、检测数据、监测结果等进行综合分析,为设计提供参考依据,对地质条件复杂的的区域实行个性化参数设计或加密灌浆。针对现场施工面广、设备多、工序杂等局面,监理部除正常检查和验收外,实行“每日一专题”创新管理,统筹安排检查任务,从整体上把控大坝灌浆工程施工质量和安全管理。
白鹤滩大坝河床坝基固结灌浆经过4个多月的鏖战,分别承担左右岸大坝灌浆施工的水电四局和水电八局累计最高同时投入灌浆泵120台,单日完成最大灌浆量4400米,共完成固结灌浆25万米,成为国内外灌浆工程之最,为后续坝基保护层开挖、大坝混凝土顺利浇筑提供工作面,同时高质量的灌浆也为业主、为行业交出一份完美的答卷。其中卧罐式标准化制浆站,集成式标准灌浆站、管线布设、孔排标识管理、现场办公建设等既体现了个性化、又达成了标准化,让白鹤滩大坝灌浆成为创新的标杆。
世界最大缆机群,横跨金沙白云间
白鹤滩水电站缆机群是目前世界上最大的缆机群,共布置7台缆机,采用高平台和低平台错位布置,其中高缆3台,低缆4台。高缆包括平衡台车、主车和副车,跨度为1168米/1177米/1186米,低缆由主车和副车组成,跨度为1110米,缆机设计最大扬程372米,均为目前拱坝建设中的缆机之最。其中高平台缆机主车采用A字型刚性塔架结构,塔架高度为75米,是目前世界上塔架最高的缆索式起重机,也是安装施工最困难的缆机。
白鹤滩水电站施工区雷暴、大风天气较多,最大风速达到33 米/秒,这对缆机的设计者是一种考验,对缆机的建设和管理单位也是极大挑战。由于高低缆平台场地有限,缆机扬程高、跨度大,且右岸缆机平台处于高陡边坡,索道系统的安装相当困难。作为监理单位,即要全面监管高空和起重作业、施工干扰等带来的施工安全,又要高水平控制缆机安装质量,监理部专门成立缆机安装控制QC小组,由总监总体把控,一名副总监担任组长。从精心审查安装施工方案,制定各项安全措施开始,二滩国际与参建各方相互协作、攻坚克难,通过两年多心弦如缆索紧绷的艰苦奋战,7台缆机零质量安全事故完成安装,并通过了缆机载荷试验、试运行及白鹤滩特有的大风环境下缆机安全运行的考验,同时其小车行走速度8 m/s,是目前国内缆机运行效率最高水平,为大坝混凝土的浇筑成功搭设桥梁。
砂石拌和混凝土,大坝生命一条龙
白鹤滩水电站规模巨大,技术之难,是目前国内大水电的巅峰之作,其大坝砂石系统和混凝土生产系统规模也位居国内第一。大坝砂石系统位于旱谷地砂石料场,由水电八局施工;大坝高低线混凝土生产系统由布置在左岸高程834米的高线混凝土生产系统和高程768米的低线混凝土生产系统组成,相应配套高线和低线供料平台,由水电四局施工。两大系统之间运距47公里,骨料运输规划高峰车辆达200辆。整个砂石拌和系统的建安、施工协调、车辆运输安全监管、拌和系统运行等,对建设单位和监理单位都是极大的考验。从2016年5月初开始建安以来,为了响应业主2017年3月底开浇大坝混凝土的节点目标,参建各方克服了施工强度高、干扰大、以及边设计边施工再优化等一系列困难,旱谷地砂石系统于2017年2月正式投产,大坝低线混凝土拌和系统于2017年3月顺利投运,为大坝混凝土顺利浇筑提供了坚实保障。
在大坝混凝土开浇准备工作中,二滩国际便积极配合业主,针对砂石骨料开采及剥离难点、骨料跌损控制、砂石料供应与混凝土拌和衔接配套、混凝土浇筑施工资源配置、左右岸大坝跳仓与备仓验收、混凝土水平与垂直运输等施工及管理重点、难点,编制详细的《大坝混凝土开浇前准备工作导则》,通过创新管理,建立大坝骨料及浇筑“一条龙”管理机制。在大坝混凝土浇筑施工中,响应业主号召,将管理重心前移,监理部每天安排一名管理层人员到浇筑一线值班,全面落实细节管理、过程管理以及安全文明施工管理,为大坝混凝土浇筑每仓样板提供技术和管理支持。
目前,白鹤滩水电站大坝混凝土已全面开浇,经过参建各方的不懈努力,大坝混凝土浇筑施工全面受控,其中质量样板建设,文明施工标准化打造、大坝智能建造等均处于世界先进水平。高坝大库,绿色金沙江,已近在眼前。
金沙江,作为我国最大河流长江的重要一段,梯级开发已陆续齐全,白鹤滩水电站的建设规模已站在国内大水电之巅,其施工难度,先进技术,管理水平等处于世界领先水平。参与白鹤滩水电站建设的企业也都是国内一流的企业,大家勠力同心,誓将白鹤滩水电站打造为成为水电典范,传世精品,这座国内大水电的传世之作,也可能是收官之作。这支深耕在白鹤滩的成都院高拱坝监理团队能与各兄弟单位和衷共济,共筑精品,深感荣幸祝白鹤滩建设取得圆满成功!
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