“快看，吊罐來(lái)了，來(lái)了，來(lái)了……”
5月31日12時(shí)，在由中國(guó)電建全過(guò)程勘測(cè)設(shè)計(jì)施工的世界在建規(guī)模最大水電站——白鶴灘水電站左岸16壩段澆筑現(xiàn)場(chǎng)，纜機(jī)吊著24噸重的9方混凝土向澆筑倉(cāng)位緩慢就位，在下料工熟練的控制下，混凝土穿過(guò)鋼筋網(wǎng)徐徐落下，確定溫度合格后，等候在倉(cāng)位的振搗工人開始迅速振搗，不一會(huì)，最后一個(gè)倉(cāng)位的缺口被振動(dòng)鋪平了，大壩呈現(xiàn)出完整清晰的輪廓，像一條混凝土巨龍橫臥在金沙江畔。
“我宣布，白鶴灘水電站大壩全線澆筑到頂！”現(xiàn)場(chǎng)頓時(shí)響起建設(shè)者們此起彼伏的歡呼聲！這標(biāo)志著大壩全線澆筑到頂，標(biāo)志著我國(guó)300米級(jí)拱壩設(shè)計(jì)理論和建設(shè)技術(shù)再次取得新突破，引領(lǐng)世界壩工技術(shù)發(fā)展！
白鶴灘大壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高289米，壩頂弧長(zhǎng)709米，壩頂寬度14米。共計(jì)31個(gè)壩段，澆筑混凝土約803萬(wàn)立方米，創(chuàng)下了拱壩設(shè)計(jì)多項(xiàng)世界紀(jì)錄：300米級(jí)高拱壩抗震參數(shù)居世界第一、在300米級(jí)高拱壩全壩使用低熱水泥混凝土、大壩承受總水推力達(dá)1650萬(wàn)噸居世界第二、拱壩壩高289米居世界第三、樞紐泄洪功率達(dá)90000兆瓦居世界第三。
為了建好白鶴灘水電站，早在30年前的1991年，第一批中國(guó)電建人就來(lái)到白鶴灘，開始了大量艱苦卓絕的前期開發(fā)研究工作。從那時(shí)起，幾代電電建人前后跨越三十年，把青春甚至生命都獻(xiàn)給了金沙江下游這片貧瘠的山川河流，終于鑄成大國(guó)重器！
“跨越三十年”的大壩
第一個(gè)十年，電建人逢山開路、遇水搭橋。1991年3月，第一批華東院人來(lái)到白鶴灘時(shí)，一頭扎進(jìn)大山開展前期勘測(cè)工作。
道路不通、缺水缺電、高山險(xiǎn)峻、江水洶涌。四周群山環(huán)繞，他們攀山越嶺、住探洞、飲江水，啃冷饅頭；十年里，華東院人足跡踏遍金沙江上游杳無(wú)人煙處，對(duì)64公里左右的河段進(jìn)行了研究比選，初步選定了兩處工程地質(zhì)條件相對(duì)較好的河段，為電站建設(shè)收集了大量的第一手資料。他們奇跡般在壩區(qū)修建了勘測(cè)基地，布置了相關(guān)公路、馬道、氣象站和過(guò)江纜索等設(shè)施，為電站后續(xù)建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
第二個(gè)十年，電建人審慎嚴(yán)謹(jǐn),全面開展電站設(shè)計(jì)。白鶴灘水電站地質(zhì)條件復(fù)雜，技術(shù)難度極高。歷時(shí)之長(zhǎng)，勘探之細(xì)，在世界水電領(lǐng)域都絕無(wú)僅有。這段時(shí)期，華東院人對(duì)兩處河段的水能規(guī)劃、地形地質(zhì)條件、樞紐布置、施工條件等方面進(jìn)行全面比較。十多年來(lái)，華東院在白鶴灘累計(jì)實(shí)施完成20萬(wàn)米鉆孔、5.5萬(wàn)余米探洞和巨量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。累計(jì)完成壩址勘探線比選20余條，左右岸修建馬道10余層。
采用現(xiàn)場(chǎng)三軸和壓剪試驗(yàn)、模擬試驗(yàn)洞、無(wú)人機(jī)、激光掃描、可視化地質(zhì)綜合平臺(tái)等，應(yīng)用大量勘測(cè)試驗(yàn)前沿技術(shù)，終于全面揭示了白鶴灘壩址區(qū)罕見(jiàn)的復(fù)雜地質(zhì)情況，為破解白鶴灘各項(xiàng)世界級(jí)難題奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)層層深入研究，最終選定中壩址雙曲拱壩、壩身孔口和岸邊泄洪洞、兩岸基本對(duì)稱的地下廠房引水發(fā)電系統(tǒng)布置方案作為代表性的樞紐布置方案。
第三個(gè)十年，電建人在“積木”上建起世界第二大水電站特高拱壩。白鶴灘壩基40%為脆、碎、怕擾動(dòng)的柱狀節(jié)理玄武巖，這是世界上首次在這種巖體上建設(shè)特高拱壩，如同“在積木上建大壩”。華東院針對(duì)柱狀節(jié)理玄武巖特性，開展世界首次系統(tǒng)性研究。創(chuàng)新性提出“適當(dāng)擴(kuò)大拱壩底部尺寸形成擴(kuò)大基礎(chǔ)，設(shè)墊座以改善地形，優(yōu)化拱壩體形，并在開挖最后階段預(yù)留5米保護(hù)層，采取預(yù)先錨固、灌漿等手段多管齊下”的壩基處理方案，有效抑制了松弛，完全達(dá)到300米級(jí)拱壩建設(shè)要求。
三十年艱難困苦、嘔心瀝血；三十載如履薄冰、夜不能寐。今天，白鶴灘大壩終于全線封頂，就像看著自己的孩子從孕育到出生，再到逐漸長(zhǎng)大成才，扛起了“千斤重任”。
“難度最高”的大壩
為建設(shè)這座舉世矚目的大國(guó)重器，中國(guó)電建成立了以兩院院士潘家錚為組長(zhǎng)的院士顧問(wèn)組和地質(zhì)專家組行全過(guò)程把關(guān)。聯(lián)合國(guó)內(nèi)外80余家高校和科研機(jī)構(gòu)開展200余項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)，以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、開放合作的態(tài)度開展大量的研究工作，為今天這座世界第三高拱壩全線封頂發(fā)揮了重要作用。
白鶴灘大壩還面臨著“高水頭、窄河谷、巨泄量、不對(duì)稱拱壩”的泄洪消能問(wèn)題，樞紐總泄量達(dá)42348立方米每秒，9萬(wàn)兆瓦的能量需要消剎，被稱為：“世界上難度最大的泄洪消能”。
針對(duì)壩身泄洪消能，華東院綜合分析下游河床承受能力、壩身孔口布置方式、壩身開孔對(duì)壩體結(jié)構(gòu)影響等因素，通過(guò)大量水工模型試驗(yàn)驗(yàn)證，在壩身設(shè)置了6個(gè)無(wú)齒坎分層大差動(dòng)表孔、7個(gè)分層多股水流深孔，設(shè)計(jì)世界規(guī)模最大的反拱水墊塘，有效解決了超大泄洪規(guī)模不對(duì)稱拱壩壩身泄洪消能的技術(shù)難題。
技術(shù)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)世界最大的無(wú)壓泄洪洞群，通過(guò)壩身與泄洪洞聯(lián)合泄洪，實(shí)現(xiàn)三套泄洪設(shè)施的靈活運(yùn)行，保障泄洪消能安全。
此外，為了加強(qiáng)大壩抗震防震能力，在大壩相應(yīng)部位采用高強(qiáng)混凝土、雙層抗震鋼筋、強(qiáng)化基礎(chǔ)處理等應(yīng)對(duì)措施。為了降低混凝土放熱、打造“無(wú)縫大壩”，華東院聯(lián)合十余單位，圍繞全壩采用灰?guī)r骨料開展深入研究，共同研制低熱水泥。
目前，隨著上游水位逐漸提高，白鶴灘水電站大壩等各類設(shè)施各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)正常，正抓緊準(zhǔn)備充水和有水調(diào)試，向著今年“七一”投產(chǎn)發(fā)電的目標(biāo)全力沖刺。
“顏值最美”的大壩
業(yè)內(nèi)都說(shuō)“無(wú)壩不裂”，但在白鶴灘水電站，大壩上沒(méi)有一條裂縫，“這是壩工建設(shè)的奇跡！”其實(shí)，在外人看來(lái)的高顏值全是因?yàn)橛幸豁?xiàng)核心“武器”——低熱水泥混凝土。
白鶴灘水電站最大壩高289米，拱冠壩頂厚度14米，拱冠壩底厚度63.5米，共劃分31個(gè)壩段施工，澆筑低熱混凝土約810萬(wàn)立方米，是世界低熱混凝土澆筑量最大的300米級(jí)雙曲拱壩工程。
傳統(tǒng)大壩建設(shè)需要澆筑大量混凝土，混凝土中的水泥水化反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生熱量，使得混凝土澆筑后溫度上升，之后再緩慢冷卻到環(huán)境溫度。如果不采取有效的溫度控制措施，任由混凝土熱脹冷縮，難免會(huì)產(chǎn)生裂縫。而低熱水泥混凝土水化熱的溫度比中熱水泥和普通水泥要低，且絕熱溫升遠(yuǎn)低于中熱水泥和普通水泥的絕熱升溫。能極大減少熱脹冷縮導(dǎo)致大壩裂縫的可能性，且低熱水泥具有良好的抗干縮性能、抗侵蝕、抗沖耐磨以及后期強(qiáng)度高、強(qiáng)度持續(xù)增長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
“其實(shí)以前也有低熱水泥應(yīng)用在一些大中型水電站上，但直到白鶴灘水電建設(shè)，我們相關(guān)技術(shù)市場(chǎng)才真正成熟，可以說(shuō)，白鶴灘水電站讓這項(xiàng)技術(shù)真正有了用武之地?！?/p>
在白鶴灘水電站，中國(guó)水電四局負(fù)責(zé)澆筑1-18號(hào)壩段，還負(fù)責(zé)國(guó)內(nèi)最大混凝土拌和系統(tǒng)和提供混凝土垂直運(yùn)輸?shù)氖澜缱畲罄|機(jī)群的運(yùn)行維護(hù)，自2017年4月13日，混凝土下料入倉(cāng)到平倉(cāng)再到振搗，混凝土澆筑每一處工序都有標(biāo)準(zhǔn)化的操作指南，才實(shí)現(xiàn)了“倉(cāng)倉(cāng)精品”的目標(biāo)。
“夏天白鶴灘地表直射溫度高達(dá)40多度，牛排都能烤到三分熟”。從拌和廠出廠到大壩施工現(xiàn)場(chǎng)的7分鐘時(shí)間里，如何盡可能保證低溫?cái)嚢杌炷敛粫?huì)因?yàn)橥饨绛h(huán)境溫度變化驟然升高？
“混凝土拌和過(guò)程中，我們一先給骨料吹冷風(fēng)，二要加入低溫水和一定比例的冰屑；而混凝土從拌和樓出來(lái)后，就會(huì)灌入專門加裝了保溫材料的自卸式貨車，再通過(guò)纜機(jī)在幾分鐘內(nèi)迅速送到大壩施工現(xiàn)場(chǎng)?！彼娝木职Q灘施工局黨工委書記孫德炳介紹道。
等混凝土入倉(cāng)后，開始對(duì)混凝土振搗，“混凝土要振搗幾遍，振搗棒型號(hào)如何選擇，初振的振搗時(shí)間是多長(zhǎng)，復(fù)振的時(shí)間是多長(zhǎng)，初振與復(fù)振的間隔時(shí)間有多長(zhǎng)......這些參數(shù)都有標(biāo)準(zhǔn)，大家要嚴(yán)格按照要求施工。”
當(dāng)所有的施工工序都有明確標(biāo)準(zhǔn)，并在施工過(guò)程中得以落實(shí)，大壩混凝土的澆筑質(zhì)量就得以保證。
“智商最高”的大壩
白鶴灘地形是一個(gè)不對(duì)稱的“V”形河谷，地質(zhì)條件極其復(fù)雜，需要攻克的技術(shù)和難度都堪稱世界級(jí)，伴隨著一項(xiàng)項(xiàng)難題的攻克，智能化成了白鶴灘水電站最鮮明的特征。
據(jù)金沙江水文氣象中心數(shù)據(jù)顯示，2020年白鶴灘水電站壩區(qū)7級(jí)以上大風(fēng)天氣達(dá)251天，占全年比重70.5%，白鶴灘水電站所在地的氣候條件為大壩澆筑帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)。保證纜機(jī)安全運(yùn)行，控制大體積混凝土溫度，保障混凝土澆筑密實(shí)，實(shí)現(xiàn)壩體均衡上升，是壓在建設(shè)者肩上的一個(gè)個(gè)關(guān)乎質(zhì)量好壞的重要考驗(yàn)，為此白鶴灘建設(shè)者們始終葆有創(chuàng)新、探索的精神，通過(guò)一條龍智能監(jiān)控、智能通水、智能灌漿等智能技術(shù)，為建成無(wú)縫大壩及保障大壩長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了創(chuàng)新解決方案。
在混凝土運(yùn)輸時(shí)，建設(shè)者對(duì)這里的每輛車都進(jìn)行了編號(hào)，認(rèn)證了身份，保證不會(huì)送錯(cuò)倉(cāng)號(hào)。等混凝土被裝入罐中，通過(guò)“空中走廊”時(shí)，它們也有自己的“交通規(guī)則”——通過(guò)纜機(jī)目標(biāo)定位系統(tǒng)，每臺(tái)纜機(jī)距離都能得到控制。 白鶴灘水電站7臺(tái)纜索式起重機(jī)，世界上最大的纜索式起重機(jī)群，由水電七局夾江水工承制，全部為平移式纜機(jī)，主、副塔架都能在地面軌道行走，采用高、低線雙層布置，高線3臺(tái)、低線4臺(tái)，塔架高度相當(dāng)于25層樓高，作業(yè)范圍大，能滿足巨型水電站施工使用的高頻性。
此外，大壩通過(guò)在新澆筑混凝土壩塊和水管中安裝數(shù)字溫度傳感器，可以實(shí)時(shí)測(cè)量混凝土溫度和進(jìn)出水溫。在冷卻水管中安裝的溫度、流量和一體流溫集成控制裝置，還可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)智能控制；在混凝土平倉(cāng)振搗過(guò)過(guò)程中，任何操作不到位的情況會(huì)自動(dòng)預(yù)警，提示現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理人員進(jìn)行糾偏；生產(chǎn)什么樣的混凝土，只要一線人員在手機(jī)上遠(yuǎn)程操作即可完成。
據(jù)悉，在白鶴灘大壩體內(nèi)，大壩中埋設(shè)的5774支溫度計(jì)、75347米的測(cè)溫光纖、數(shù)千支監(jiān)測(cè)儀器，用于感知?dú)鉁?、風(fēng)速、溫度、應(yīng)力、應(yīng)變等信息，可以實(shí)現(xiàn)混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸、澆筑、運(yùn)行的全生命周期監(jiān)控，對(duì)施工進(jìn)度、質(zhì)量進(jìn)行可視化分析。
“有了智能大壩智能監(jiān)控。不必冒著酷暑去工地，只要坐在指揮部，現(xiàn)場(chǎng)視頻、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)全都一目了然?！?/p>
24小時(shí)不停歇的大壩
開創(chuàng)了大型水電工程“四倉(cāng)同澆”施工先河。
開創(chuàng)了混凝土單班產(chǎn)量6939立方米、日產(chǎn)量12141立方米、月產(chǎn)量27.3萬(wàn)立方米記錄。
取出20.95米世界最長(zhǎng)最完整混凝土芯樣。
開創(chuàng)90天泄洪深孔順利封頂記錄。
目前已完單元工程驗(yàn)收合格率100%，優(yōu)良率達(dá)到99%。
——這一系列同類工程世界之最，是這里所有參建者們1510多個(gè)日日夜夜的腳踏實(shí)地和敬業(yè)付出。
“七臺(tái)纜機(jī)四年就澆筑完了，這是什么概念??！”負(fù)責(zé)白鶴灘生產(chǎn)調(diào)度的老王在大壩圍堰底看著兩岸的陡峭的山壁感嘆道。
大家都說(shuō)，白鶴灘水電站是24小時(shí)都不停工的。在最后一倉(cāng)混凝土開盤時(shí)，雷陣雨突如其來(lái)，風(fēng)夾雜著壩底的水氣，打在正在收拾壩頂人行道材料的工人臉上、身上，但大家絲毫沒(méi)有停下來(lái)的意思,“我們就是天上下刀子也要繼續(xù)干的。”
白鶴灘水電站建設(shè)節(jié)奏非?？?，高峰時(shí)期，這里的建設(shè)者人數(shù)達(dá)17000人，纜機(jī)班實(shí)行三班倒，澆筑隊(duì)一直都是兩班不間斷。澆筑大隊(duì)負(fù)責(zé)人李永軍從白鶴灘基坑開挖就在這里，還參與了大壩首倉(cāng)澆筑，他說(shuō)，為提高工作效率，項(xiàng)目經(jīng)常組織黨員突擊隊(duì)攻堅(jiān)克難，一次他帶領(lǐng)的30余人的突擊隊(duì)為搶倉(cāng)，從早上七點(diǎn)突擊到晚上十點(diǎn)，安管鋼筋、立模、澆筑……一整套流程一氣呵成，當(dāng)日就創(chuàng)下一項(xiàng)單班記錄?！拔?guī)е业年?duì)創(chuàng)了好多澆倉(cāng)記錄呢，有時(shí)候報(bào)話機(jī)電池一晚上用掉三塊。”
除了苦干，更重要的是巧干。為了提高工程的安全性和施工效率，在白鶴灘大壩建設(shè)中，使用了大量的預(yù)制混凝土預(yù)制模板，既保證了大壩的外觀質(zhì)量，也節(jié)約了時(shí)間和成本。“預(yù)制模板在泄洪深孔和導(dǎo)流底孔中應(yīng)用最為廣泛，與大壩混凝土澆筑平行作業(yè)，是大壩結(jié)構(gòu)混凝土的一部分，既可以保證大壩的外觀質(zhì)量，也可以達(dá)到每個(gè)施工分層節(jié)約2-4天時(shí)間的效果。”據(jù)介紹，“由于大壩是曲型的，每一片預(yù)制模板都是獨(dú)一無(wú)二定制，這在以往的電站建設(shè)中是沒(méi)有的?！?/p>
除了人人具有奉獻(xiàn)精神，這里所有建設(shè)者也將“精品意識(shí)”深深地刻進(jìn)了腦海內(nèi)，每一處都要追求創(chuàng)新和完美。李永軍感嘆道，之前在三峽水電站感覺(jué)質(zhì)量要求已經(jīng)非常嚴(yán)格了，沒(méi)想到白鶴灘比三峽還“夸張”，除了施工單位有嚴(yán)格要求，業(yè)主監(jiān)理還會(huì)24小時(shí)“陪著”施工，一點(diǎn)不規(guī)范的程序都不能出現(xiàn)。在這里，表孔壩段體型控制在正負(fù)6毫米之間；廊道不平整度全部都在3毫米以內(nèi)；土建的標(biāo)準(zhǔn)可以說(shuō)超越了所有的電站……
如今，大壩實(shí)現(xiàn)全線封頂，首批機(jī)組“七?一”發(fā)電目標(biāo)也即將實(shí)現(xiàn)，等到它完全完工，便將與烏東德、向家壩、溪洛渡以及此前建成的三峽、葛洲壩水電站共同構(gòu)成一條世界上最大的清潔能源走廊，成為帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的能源“引擎”。
最后一倉(cāng)振搗
最后一罐混凝土澆筑
金沙江白鶴灘水電站樞紐區(qū)左邊坡探洞與勘線
華東院鉆孔取出的各類巖芯
華東院團(tuán)隊(duì)進(jìn)行豎井描述
大壩最新形象
評(píng)論