大型水電工程都是獨一無二的,所有的地質地貌自然條件都不同,而水利工程則是充分利用自然稟賦開發水能資源的,因此,水電工程具有天然的原始創新屬性。
此前刊發的《跋涉“無人區”(上)》,評述了烏白建設者們麵對諸多世界級難題,上下一心攻堅克難的感人故事。
今天將繼續介紹三峽人以堅韌的意誌力、卓越的判斷力、過人的智慧和勇氣,從容擔起產業鏈“鏈長”責任的事跡。
跋涉“無人區”
在烏白尋訪三峽集團建設大國重器的核心能力
(下篇)
從容擔起產業鏈“鏈長”責任
作者:任賢 王普 彭宗衛 楊青
大型水電工程建設周期長,資產密度大,既是資金密集型,又是人力資源密集型。建設高峰期的幾年間,烏白工地上各有數萬建設者,而成千上萬建設者又分屬數十家單位企業。白鶴灘工程規模更大些,甚至有上百家單位建設者同時開展工作的超級景況。頭緒多,工期緊,資源緊張,交叉點多,況且金沙江河穀地質氣候條件複雜、工程建設難度空前。統籌規劃、係統集成,在金沙江下遊滾動開發巨型水電工程的曆程中,三峽集團逐步強化大型188體育官網app 和運行管理能力、梯級水利樞紐聯合調度能力、水電開發全產業鏈整合能力等核心能力,從容擔起產業鏈“鏈長”責任,為世界水電行業和全球可持續發展作出中國貢獻。

海報文案:任賢 海報設計:熊鑫
當機立斷的決策力
三峽集團烏東德工程建設部主任、黨委副書記楊宗立引以為傲的烏東德水電站建設諸多水電工程技術突破,除了巨型導流洞群的布局建設、統籌運用,還有在一個枯水期內成功分兩批進行導流洞封堵,幹淨利落地在新冠肺炎疫情暴發之前搶得工程推進的先機。這其中有個長長的故事。
在大江大河上造水電站,需自江底築起一座大壩及其他建築物,為此就要在大江上截流,而截流之後,深穀中奔湧而來的滔滔江水又去向何處呢?水電工程非常重要的一環是導流,在施工期進行水流控製,讓江水繞開壩基施工地而去,創造建築物幹地施工條件。



三峽工程三期導流示意圖
葛洲壩與三峽工程都修了導流明渠,大江截流後,讓江水從導流明渠走,將主河床裸露出來,在幹地上修建大壩。而烏東德不同,壩址在高山深穀裏,所以要在兩邊山體裏挖導流隧洞。
水利工程做樞紐布局時,要把地質條件最好的地段留給地下廠房等永久建築物,畢竟導流設施隻在整個工程的部分施工期間使用。一般情況下,靠近河床兩邊的山體地質條件差一些,越往山體深裏去,地質條件會要好些,但在烏東德,情況不同。這裏河穀狹窄、岸坡陡峻,主河道僅200多米寬,兩岸地質條件十分複雜,大規模水工建築物的布置難度非常大。
於是,烏東德工程超常規地將5條導流隧洞安排到更深的山體裏,由此盤活了整個樞紐布局。烏東德工程的導流隧洞群還創造了新的紀錄:開挖斷麵達到27.2米高、19.9米寬,為世界上最大的導流洞。許多老水利專家到現場看過無不驚歎:從來沒見過這麼大的導流隧洞和這麼深的圍堰!它需要水電人超群的智慧和能力,以及膽識和經驗。

▲ 2016年汛期,烏東德水電站工程右岸導流洞過流景象。攝影:周吉
在烏東德工程近五年的大規模建設中,導流洞的開挖和封堵,一頭一尾分別是大江截流和蓄水發電兩大重要工程節點的前置性戰役。在全體建設者的努力下,這組世界最大導流隧洞成功開挖運用。
時間到了2019年9月底,距離計劃首批機組投產發電時間2020年6月底,滿打滿算還有9個月。而此前的3、4年中,楊宗立帶領其團隊已經在反複研究導流洞的封堵了,他們分析研討、科學決策,研究設置臨時堵頭與否、永久堵頭的型式、止水施工方式、混凝土澆築方式和升層,還有提前下閘的可行性及風險分析,以及封堵工程中的各種風險及應對措施。
為什麼要那麼早研究封堵問題?主要還是複雜地質因素導致的,不解決好封堵的問題,有可能影響工程的成敗,是事關整個工程的大事。為了規避導流洞群的中隔牆所存在的偏壓風險,不致其在最後封堵時出現意外,他們決定打破慣例,在一個枯水期內,先在低水頭下進行3、4號導流洞下閘並封堵完成後,再進行1、2、5號導流洞下閘封堵,以保證其安全穩定不留隱患。
曾有專家不解:“為什麼要這樣幹?你們有沒有把握?”楊宗立已經把這個問題想了無數遍,基於多版設計方案、施工方案及風險分析報告研究比選,得出結論是烏東德水電站所有導流洞隻能在一個枯水期內完成封堵,沒有其他的替代方案。盡管此前並無成熟經驗可循,比起導流洞偏壓帶來的更大風險,他寧願分批下閘封堵,以創新破解難題,擔起所有的責任。

▲ 2019年11月4日,航拍烏東德水電站工程右岸導流洞進水口。攝影:許健
接下來便是選擇下閘的時機。長江枯水期一般從11月到來年4月,所以導流洞封堵應在10月底豐水期結束後施工,原計劃下閘的時間是2019年11月。“測算的日期是按多年金沙江汛期的平均概率來預估的,實際上2019當年的來水並沒有那麼多。”楊宗立回憶道。“那年10月1日國慶節,本來過節應該高興,但我心裏七上八下的總是不踏實,反複推算,反複琢磨,從上午到下午……”晚飯時他心一橫,節也不過了,招呼大家:“下閘領導小組晚上開會!”
會上,楊宗立把他的想法和判斷說了:這幾天金沙江來水很少,隻有3000多立方米每秒的流量,綜合水文氣象預報,與相關專家討論及預判認為,以後一個月水情相對平穩,導流洞提前下閘的時機來了。然後,楊宗立把他的決定亮了出來:第二天(10月2日)啟動下閘!所有與會的下閘領導小組成員一致同意,“真的沒有反對的!最後我們10月2日就下閘了。”
封堵導流洞一時間成為烏東德工程中最關鍵的戰鬥。由於組織得當、措施有效,建設者們提前一個月下閘封堵3、4號導流洞,並於2019年12月28日完成,不僅規避了安全風險,而且為後續1、2、5號導流洞下閘蓄水創造了有利條件。2020年1月15日至20日,1、2、5號導流洞順利下閘,水位成功抬升至894米。

▲2020年2月13日,烏東德左岸地下電站5號機組轉子吊裝成功。攝影:李金雕
一步對步步對,回想起來人們無不慶幸。2020年初,新冠肺炎疫情來襲,公共交通停滯、材料運輸不暢。過年期間,烏東德營地總共留下約2000名建設者,人手緊,物資缺,形勢嚴峻,建設部風雨不動統籌指揮,各參建單位相互支援緊密配合,終於,2020年4月6日,烏東德水電站工程提前20天完成了導流洞封堵,為電站首批機組按期發電贏得了時間。
臨危不亂的權威性
白鶴灘地下洞室群規模之巨,刷新同類工程世界紀錄。各類洞室總長度達217千米,相當於北京到天津距離的1.7倍。洞室開挖量達2500萬立方米,160餘條交通洞在金沙江兩岸山體內交織成巨大的迷宮。
上天不易,入地更難。如此之巨的山體地下工程,卻是在岩性複雜,岩質“硬、脆、碎”的熔岩中展開的,特別是對付山體裏的柱狀節理玄武岩,為防止挖洞爆破帶來的較大擾動,就要拿出在雞蛋殼上作雕刻的鑽研勁頭,進行微量化裝藥,分層、分區爆破,而每一層每一區的爆破方案都是個性化的,非但不會過分擾動岩層,而且讓爆破後的岩壁宛如人工雕刻一般精準到位。

▲ 航拍白鶴灘水電站工程。攝影:謝雷
然而,世界級的工程,所遇往往是世界級難題。2019年5月,右岸地下廠房工程在開挖過程中遇到了高邊牆變形問題,後來尾水調壓室更是出現了岩爆。“當時尾水調壓室出現變形,100多米深都挖下去了,圓筒豎井的半中腰突然發生了變形。而且嚇人的是,可以聽見裏麵岩石碎裂的聲音,哢哢哢甚至像放炮一樣。那段時間,一個禮拜左右,我們在現場錄到了20來次聲音。”汪誌林說。
汪誌林給人的第一印象是平實而自信。這位擁有與楊宗立相似188體育官網app 履曆的白鶴灘工程建設部主任,從三峽工程建設伊始,就進入到負責大壩主體建設的廠壩項目部,一幹15年。2006年溯江而上,汪誌林成為溪洛渡工程建設部副主任兼大壩部主任。多年現場工作經驗,使他在壩上走一趟便能指出腳下的混凝土澆築得有無毛病。而此時,麵對右岸地下洞室出現的情況,這位身經百戰的一線指揮員使用了“嚇人”一詞。
岩爆是深埋地下工程在施工過程中常見的動力破壞現象,由此岩體中聚積的多餘能量導致岩石爆裂,使岩石碎片從岩體中剝離、崩出,一般持續幾天或更長時間。較大的岩爆往往造成開挖工作麵的嚴重破壞、設備損壞甚至人員傷亡,已成為岩石地下工程和岩石力學領域的世界性難題。
怎麼辦?施工暫停了,專業儀器監測手段上去了,汪誌林和專家們也上去了。耳朵貼在變形處的岩壁上,能捕捉到山體深處傳來岩石開裂的聲音,麵對捉摸不定的巨大風險,有兩種選擇擺在眼前——
一種選擇是,停止洞內施工,探測評估風險,然後按部就班,等待情勢平穩後再決定下一步工作,但這樣右岸地下廠房施工進度將嚴重拖後,影響工程全局。
另一種選擇是,安全範圍內施工照樣進行,同時密切觀察探測評估;及時采取所有適用的應急加固措施,做混凝土支護,搭建排架、上錨栓錨索鋼絲網、設置逃生通道等;配置有豐富經驗的安全員24小時巡視。
“這種兩難選擇,在地廠開挖期間,遇到過三次。”講到這裏,汪誌林仿佛又身臨其境,其泰山崩於前而色不變的氣質油然而生。他對監測岩石崩塊措施的精密程度以及安全員安排的周密部署心裏有數,常年恪盡職守的工作經驗給予他負責擔當的底氣。他果斷決定迎難而上,白鶴灘工程建設部聯合設計、監理、施工多方專業人員,第一時間成立圍岩應急加固隊伍,連續一個多月24小時不間斷值守巡查。與此同時,地廠施工繼續!

▲ 白鶴灘水電站右岸地下廠房。攝影:張勇
白鶴灘水電站地下工程最後順利完工,安全、堅固、質量上乘,規模創世界之最的“地下城”安置了16台單機裝機容量世界第一的百萬千瓦機組,堪稱世界級精品工程。關鍵時刻上得去,頂得住,拿得下,既有豐厚的專業經驗積累,又憑藉高度責任心擔當,臨危不亂的權威性由此樹立。
統籌引領的凝聚力
三峽集團在實施國家重點建設項目中發揮產業鏈“鏈長”責任,除了出色的領導力和令人信服的權威性外,還有著獨特的凝聚力,其投身工程之深、帶動產業鏈之有力、以及支持國產化的意誌之堅定,將眾多參建單位和企業凝聚成一股建設大國重器的巨大力量。

▲ 航拍烏東德水電站工程。攝影:許健
比如,“白圖預審”。大型工程建設,一般都是由設計單位曬藍圖送到工地,施工單位按圖施工。烏東德建設卻在設計單位出白圖時便送工地預審,參建各方均參與討論修改後再出藍圖。為此,建設部定期召開的聯絡會、專題會和月例會,成為白圖預審會,建設部超前介入工程設計,統籌參建各方。
“白圖預審的最大好處是不折騰。把施工組織、安全管理、質量控製、投產運營等關口前移,集中各方麵智慧,對設計提出優化建議,由設計進行修改,最後形成藍圖,保證一張藍圖繪到底。”楊宗立說。烏東德還在國內水電行業首次推行限額設計和優化設計考核,按年兌現獎勵,不僅最大限度地調動設計方的積極性,更節省了投資,方便了施工,實現業主、設計、施工單位多方共贏。
又如,800兆帕級高強鋼。白鶴灘百萬千瓦機組水頭高,衝力大,從水庫向水輪機送水的壓力鋼管,決定采用800兆帕級高強鋼,而且是全國產。高強鋼強度越高,焊接難度便越大。受焊接工藝限製,800兆帕級別強度的鋼材,此前尚未在水電領域大規模應用。對建設部地下廠房工程師們來說,啃下這塊硬骨頭,是一場充滿挑戰的探索。溫度控製、焊接材料、焊接及返修方法是焊接工藝裏的重要內容,直接關係到鋼管焊接質量。經過反複研究和比對試驗,白鶴灘建設者製定了專門針對800兆帕高強鋼的焊接工藝,並在施工過程中不斷完善。驗收結果表明,施工區內800兆帕高強鋼焊接一次探傷合格率均在99%以上。

▲ 2018年6月22日,白鶴灘水電站右岸地下電廠壓力鋼管下平段組焊。攝影:黃正平
這一成績為我國鋼鐵行業開辟了一個新的高端市場。大型水電站蝸殼式引水裝置采用壓力鋼管的批量可觀,三峽集團摸索出來的焊接工藝經驗可複製可推廣,有利於國產800兆帕高強鋼在水電領域的大規模應用。
此外,百萬千瓦機組所需的關鍵材料,如高強度磁軛鋼板、抗撕裂厚鋼板、高等級矽鋼片等,也已全部實現國產化。值得一提的是,在建設工程配套設備上,從橋機、母線、大型變壓器,到調速係統、勵磁係統、監控係統……三峽集團在建設大型水電站的同時,積極主動使用國產設備,促進國內高端裝備研發、製造的技術進步和市場培育,自覺推動中國水電裝備全產業鏈不斷升級,其帶頭和引領作用不言而喻。
在白鶴灘生產營地,坐落著兩座巨型廠房,分別是東方電氣集團和哈電集團的百萬千瓦機組轉輪現場製造基地。三峽集團攜手國內兩大裝備製造骨幹企業,全過程深度參與研製,引領水電裝備升級。早在三峽工程期間,三峽集團便對巨型水電機組自主研發做了大量極其重要的工作,例如,在總體設計上提出三峽水電機組設計總則和技術規範,並形成了一係列具有自主知識產權的三峽標準,及“精品機組”評價標準,主要指標大大嚴於國家及行業標準。

▲ 2020年7月22日,白鶴灘水電站右岸首台百萬千瓦水電機組轉輪從轉輪加工廠出發,前往右岸地下廠房安裝間吊裝。攝影:趙洋
在機組設計管理中,機電技術中心團隊對每一個設計細節和參數指標都要細細推敲、一一複核,以查找潛在缺陷和風險,確保設計“零疑點”;在機組製造管理中,團隊以最高標準、最優工藝、最嚴管控,吸取以往電站經驗教訓,取長補短、舉一反三,持續優化機組性能,確保製造“零缺陷”;在機組安裝調試攻堅中,建設部協同設計、製造、安裝、接收各單位並肩作戰,確保安裝“零間隙”。
在巨型機組安裝調試現場,建設部機電安裝項目部主任康永林帶領一眾徒弟,搭建兩個“課堂”:一堂設在巨型機組的安裝調試過程中,一堂設在機電創新工作室裏,在理論與實踐相結合的大課堂裏,新一代大國重器的守護者迅速成長。
依托百萬千瓦機組研發,中國水電人的進步是全方位的。不但鍛煉了隊伍,提升了全產業鏈核心能力,更凝煉了敢為天下先的攀登精神。而三峽集團在其中從容擔起產業鏈“鏈長”責任。
習近平總書記在《把握新發展階段,貫徹新發展理念,構建新發展格局》講話中指出,構建新發展格局最本質的特征是實現高水平的自立自強。中央企業等國有企業要勇挑重擔、敢打頭陣,勇當原創技術的“策源地”、現代產業鏈的“鏈長”。三峽集團在烏東德、白鶴灘國家重大水電工程建設中的實踐,將總書記對中央企業“挑重擔”“打頭陣”的殷切期望轉化為幹事創業的強大動能,準確而出色地書寫了如何成為“策源地”做好“鏈長”的答卷。




