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跋涉“无人区”丨从容担起产业链“链长”责任
2022/3/28 17:44:38    新闻来源:三峡集团

  大型水电工程都是独一无二的,所有的地质地貌自然条件都不同,而水利工程则是充分利用自然禀赋开发水能资源的,因此,水电工程具有天然的原始创新属性。

  此前刊发的《跋涉“无人区”(上)》,评述了乌白建设者们面对诸多世界级难题,上下一心攻坚克难的感人故事。

  今天将继续介绍三峡人以坚韧的意志力、卓越的判断力、过人的智慧和勇气,从容担起产业链“链长”责任的事迹。

  跋涉“无人区”

  在乌白寻访三峡集团建设大国重器的核心能力

  (下篇)

  从容担起产业链“链长”责任

  作者:任贤 王普 彭宗卫 杨青

  大型水电工程建设周期长,资产密度大,既是资金密集型,又是人力资源密集型。建设高峰期的几年间,乌白工地上各有数万建设者,而成千上万建设者又分属数十家单位企业。白鹤滩工程规模更大些,甚至有上百家单位建设者同时开展工作的超级景况。头绪多,工期紧,资源紧张,交叉点多,况且金沙江河谷地质气候条件复杂、工程建设难度空前。统筹规划、系统集成,在金沙江下游滚动开发巨型水电工程的历程中,三峡集团逐步强化大型水电建设和运行管理能力、梯级水利枢纽联合调度能力、水电开发全产业链整合能力等核心能力,从容担起产业链“链长”责任,为世界水电行业和全球可持续发展作出中国贡献。

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  海报文案:任贤  海报设计:熊鑫

  当机立断的决策力

  三峡集团乌东德工程建设部主任、党委副书记杨宗立引以为傲的乌东德水电站建设诸多水电工程技术突破,除了巨型导流洞群的布局建设、统筹运用,还有在一个枯水期内成功分两批进行导流洞封堵,干净利落地在新冠肺炎疫情暴发之前抢得工程推进的先机。这其中有个长长的故事。

  在大江大河上造水电站,需自江底筑起一座大坝及其他建筑物,为此就要在大江上截流,而截流之后,深谷中奔涌而来的滔滔江水又去向何处呢?水电工程非常重要的一环是导流,在施工期进行水流控制,让江水绕开坝基施工地而去,创造建筑物干地施工条件。

  

  三峡工程三期导流示意图

  葛洲坝与三峡工程都修了导流明渠,大江截流后,让江水从导流明渠走,将主河床裸露出来,在干地上修建大坝。而乌东德不同,坝址在高山深谷里,所以要在两边山体里挖导流隧洞。

  水利工程做枢纽布局时,要把地质条件最好的地段留给地下厂房等永久建筑物,毕竟导流设施只在整个工程的部分施工期间使用。一般情况下,靠近河床两边的山体地质条件差一些,越往山体深里去,地质条件会要好些,但在乌东德,情况不同。这里河谷狭窄、岸坡陡峻,主河道仅200多米宽,两岸地质条件十分复杂,大规模水工建筑物的布置难度非常大。

  于是,乌东德工程超常规地将5条导流隧洞安排到更深的山体里,由此盘活了整个枢纽布局。乌东德工程的导流隧洞群还创造了新的纪录:开挖断面达到27.2米高、19.9米宽,为世界上最大的导流洞。许多老水利专家到现场看过无不惊叹:从来没见过这么大的导流隧洞和这么深的围堰!它需要水电人超群的智慧和能力,以及胆识和经验。

  

  ▲ 2016年汛期,乌东德水电站工程右岸导流洞过流景象。摄影:周吉

  在乌东德工程近五年的大规模建设中,导流洞的开挖和封堵,一头一尾分别是大江截流和蓄水发电两大重要工程节点的前置性战役。在全体建设者的努力下,这组世界最大导流隧洞成功开挖运用。

  时间到了2019年9月底,距离计划首批机组投产发电时间2020年6月底,满打满算还有9个月。而此前的3、4年中,杨宗立带领其团队已经在反复研究导流洞的封堵了,他们分析研讨、科学决策,研究设置临时堵头与否、永久堵头的型式、止水施工方式、混凝土浇筑方式和升层,还有提前下闸的可行性及风险分析,以及封堵工程中的各种风险及应对措施。

  为什么要那么早研究封堵问题?主要还是复杂地质因素导致的,不解决好封堵的问题,有可能影响工程的成败,是事关整个工程的大事。为了规避导流洞群的中隔墙所存在的偏压风险,不致其在最后封堵时出现意外,他们决定打破惯例,在一个枯水期内,先在低水头下进行3、4号导流洞下闸并封堵完成后,再进行1、2、5号导流洞下闸封堵,以保证其安全稳定不留隐患。

  曾有专家不解:“为什么要这样干?你们有没有把握?”杨宗立已经把这个问题想了无数遍,基于多版设计方案、施工方案及风险分析报告研究比选,得出结论是乌东德水电站所有导流洞只能在一个枯水期内完成封堵,没有其他的替代方案。尽管此前并无成熟经验可循,比起导流洞偏压带来的更大风险,他宁愿分批下闸封堵,以创新破解难题,担起所有的责任。

  

  ▲ 2019年11月4日,航拍乌东德水电站工程右岸导流洞进水口。摄影:许健

  接下来便是选择下闸的时机。长江枯水期一般从11月到来年4月,所以导流洞封堵应在10月底丰水期结束后施工,原计划下闸的时间是2019年11月。“测算的日期是按多年金沙江汛期的平均概率来预估的,实际上2019当年的来水并没有那么多。”杨宗立回忆道。“那年10月1日国庆节,本来过节应该高兴,但我心里七上八下的总是不踏实,反复推算,反复琢磨,从上午到下午……”晚饭时他心一横,节也不过了,招呼大家:“下闸领导小组晚上开会!”

  会上,杨宗立把他的想法和判断说了:这几天金沙江来水很少,只有3000多立方米每秒的流量,综合水文气象预报,与相关专家讨论及预判认为,以后一个月水情相对平稳,导流洞提前下闸的时机来了。然后,杨宗立把他的决定亮了出来:第二天(10月2日)启动下闸!所有与会的下闸领导小组成员一致同意,“真的没有反对的!最后我们10月2日就下闸了。”

  封堵导流洞一时间成为乌东德工程中最关键的战斗。由于组织得当、措施有效,建设者们提前一个月下闸封堵3、4号导流洞,并于2019年12月28日完成,不仅规避了安全风险,而且为后续1、2、5号导流洞下闸蓄水创造了有利条件。2020年1月15日至20日,1、2、5号导流洞顺利下闸,水位成功抬升至894米。

  

  ▲2020年2月13日,乌东德左岸地下电站5号机组转子吊装成功。摄影:李金雕

  一步对步步对,回想起来人们无不庆幸。2020年初,新冠肺炎疫情来袭,公共交通停滞、材料运输不畅。过年期间,乌东德营地总共留下约2000名建设者,人手紧,物资缺,形势严峻,建设部风雨不动统筹指挥,各参建单位相互支援紧密配合,终于,2020年4月6日,乌东德水电站工程提前20天完成了导流洞封堵,为电站首批机组按期发电赢得了时间。  

  临危不乱的权威性

白鹤滩地下洞室群规模之巨,刷新同类工程世界纪录。各类洞室总长度达217千米,相当于北京到天津距离的1.7倍。洞室开挖量达2500万立方米,160余条交通洞在金沙江两岸山体内交织成巨大的迷宫。

  上天不易,入地更难。如此之巨的山体地下工程,却是在岩性复杂,岩质“硬、脆、碎”的熔岩中展开的,特别是对付山体里的柱状节理玄武岩,为防止挖洞爆破带来的较大扰动,就要拿出在鸡蛋壳上作雕刻的钻研劲头,进行微量化装药,分层、分区爆破,而每一层每一区的爆破方案都是个性化的,非但不会过分扰动岩层,而且让爆破后的岩壁宛如人工雕刻一般精准到位。

  

  ▲ 航拍白鹤滩水电站工程。摄影:谢雷

  然而,世界级的工程,所遇往往是世界级难题。2019年5月,右岸地下厂房工程在开挖过程中遇到了高边墙变形问题,后来尾水调压室更是出现了岩爆。“当时尾水调压室出现变形,100多米深都挖下去了,圆筒竖井的半中腰突然发生了变形。而且吓人的是,可以听见里面岩石碎裂的声音,咔咔咔甚至像放炮一样。那段时间,一个礼拜左右,我们在现场录到了20来次声音。”汪志林说。

  汪志林给人的第一印象是平实而自信。这位拥有与杨宗立相似水电建设履历的白鹤滩工程建设部主任,从三峡工程建设伊始,就进入到负责大坝主体建设的厂坝项目部,一干15年。2006年溯江而上,汪志林成为溪洛渡工程建设部副主任兼大坝部主任。多年现场工作经验,使他在坝上走一趟便能指出脚下的混凝土浇筑得有无毛病。而此时,面对右岸地下洞室出现的情况,这位身经百战的一线指挥员使用了“吓人”一词。

  岩爆是深埋地下工程在施工过程中常见的动力破坏现象,由此岩体中聚积的多余能量导致岩石爆裂,使岩石碎片从岩体中剥离、崩出,一般持续几天或更长时间。较大的岩爆往往造成开挖工作面的严重破坏、设备损坏甚至人员伤亡,已成为岩石地下工程和岩石力学领域的世界性难题。

  怎么办?施工暂停了,专业仪器监测手段上去了,汪志林和专家们也上去了。耳朵贴在变形处的岩壁上,能捕捉到山体深处传来岩石开裂的声音,面对捉摸不定的巨大风险,有两种选择摆在眼前——

  一种选择是,停止洞内施工,探测评估风险,然后按部就班,等待情势平稳后再决定下一步工作,但这样右岸地下厂房施工进度将严重拖后,影响工程全局。

  另一种选择是,安全范围内施工照样进行,同时密切观察探测评估;及时采取所有适用的应急加固措施,做混凝土支护,搭建排架、上锚栓锚索钢丝网、设置逃生通道等;配置有丰富经验的安全员24小时巡视。

  “这种两难选择,在地厂开挖期间,遇到过三次。”讲到这里,汪志林仿佛又身临其境,其泰山崩于前而色不变的气质油然而生。他对监测岩石崩块措施的精密程度以及安全员安排的周密部署心里有数,常年恪尽职守的工作经验给予他负责担当的底气。他果断决定迎难而上,白鹤滩工程建设部联合设计、监理、施工多方专业人员,第一时间成立围岩应急加固队伍,连续一个多月24小时不间断值守巡查。与此同时,地厂施工继续!

  

  ▲ 白鹤滩水电站右岸地下厂房。摄影:张勇

  白鹤滩水电站地下工程最后顺利完工,安全、坚固、质量上乘,规模创世界之最的“地下城”安置了16台单机装机容量世界第一的百万千瓦机组,堪称世界级精品工程。关键时刻上得去,顶得住,拿得下,既有丰厚的专业经验积累,又凭藉高度责任心担当,临危不乱的权威性由此树立。

  统筹引领的凝聚力

三峡集团在实施国家重点建设项目中发挥产业链“链长”责任,除了出色的领导力和令人信服的权威性外,还有着独特的凝聚力,其投身工程之深、带动产业链之有力、以及支持国产化的意志之坚定,将众多参建单位和企业凝聚成一股建设大国重器的巨大力量。

  

  ▲ 航拍乌东德水电站工程。摄影:许健

  比如,“白图预审”。大型工程建设,一般都是由设计单位晒蓝图送到工地,施工单位按图施工。乌东德建设却在设计单位出白图时便送工地预审,参建各方均参与讨论修改后再出蓝图。为此,建设部定期召开的联络会、专题会和月例会,成为白图预审会,建设部超前介入工程设计,统筹参建各方。

  “白图预审的最大好处是不折腾。把施工组织、安全管理、质量控制、投产运营等关口前移,集中各方面智慧,对设计提出优化建议,由设计进行修改,最后形成蓝图,保证一张蓝图绘到底。”杨宗立说。乌东德还在国内水电行业首次推行限额设计和优化设计考核,按年兑现奖励,不仅最大限度地调动设计方的积极性,更节省了投资,方便了施工,实现业主、设计、施工单位多方共赢。

  又如,800兆帕级高强钢。白鹤滩百万千瓦机组水头高,冲力大,从水库向水轮机送水的压力钢管,决定采用800兆帕级高强钢,而且是全国产。高强钢强度越高,焊接难度便越大。受焊接工艺限制,800兆帕级别强度的钢材,此前尚未在水电领域大规模应用。对建设部地下厂房工程师们来说,啃下这块硬骨头,是一场充满挑战的探索。温度控制、焊接材料、焊接及返修方法是焊接工艺里的重要内容,直接关系到钢管焊接质量。经过反复研究和比对试验,白鹤滩建设者制定了专门针对800兆帕高强钢的焊接工艺,并在施工过程中不断完善。验收结果表明,施工区内800兆帕高强钢焊接一次探伤合格率均在99%以上。

  

  ▲ 2018年6月22日,白鹤滩水电站右岸地下电厂压力钢管下平段组焊。摄影:黄正平

  这一成绩为我国钢铁行业开辟了一个新的高端市场。大型水电站蜗壳式引水装置采用压力钢管的批量可观,三峡集团摸索出来的焊接工艺经验可复制可推广,有利于国产800兆帕高强钢在水电领域的大规模应用。

  此外,百万千瓦机组所需的关键材料,如高强度磁轭钢板、抗撕裂厚钢板、高等级硅钢片等,也已全部实现国产化。值得一提的是,在建设工程配套设备上,从桥机、母线、大型变压器,到调速系统、励磁系统、监控系统……三峡集团在建设大型水电站的同时,积极主动使用国产设备,促进国内高端装备研发、制造的技术进步和市场培育,自觉推动yb体育装备全产业链不断升级,其带头和引领作用不言而喻。

  在白鹤滩生产营地,坐落着两座巨型厂房,分别是东方电气集团和哈电集团的百万千瓦机组转轮现场制造基地。三峡集团携手国内两大装备制造骨干企业,全过程深度参与研制,引领水电装备升级。早在三峡工程期间,三峡集团便对巨型水电机组自主研发做了大量极其重要的工作,例如,在总体设计上提出三峡水电机组设计总则和技术规范,并形成了一系列具有自主知识产权的三峡标准,及“精品机组”评价标准,主要指标大大严于国家及行业标准。

  

  ▲ 2020年7月22日,白鹤滩水电站右岸首台百万千瓦水电机组转轮从转轮加工厂出发,前往右岸地下厂房安装间吊装。摄影:赵洋

  在机组设计管理中,机电技术中心团队对每一个设计细节和参数指标都要细细推敲、一一复核,以查找潜在缺陷和风险,确保设计“零疑点”;在机组制造管理中,团队以最高标准、最优工艺、最严管控,吸取以往电站经验教训,取长补短、举一反三,持续优化机组性能,确保制造“零缺陷”;在机组安装调试攻坚中,建设部协同设计、制造、安装、接收各单位并肩作战,确保安装“零间隙”。

  在巨型机组安装调试现场,建设部机电安装项目部主任康永林带领一众徒弟,搭建两个“课堂”:一堂设在巨型机组的安装调试过程中,一堂设在机电创新工作室里,在理论与实践相结合的大课堂里,新一代大国重器的守护者迅速成长。

  依托百万千瓦机组研发,yb体育人的进步是全方位的。不但锻炼了队伍,提升了全产业链核心能力,更凝炼了敢为天下先的攀登精神。而三峡集团在其中从容担起产业链“链长”责任。

  习近平总书记在《把握新发展阶段,贯彻新发展理念,构建新发展格局》讲话中指出,构建新发展格局最本质的特征是实现高水平的自立自强。中央企业等国有企业要勇挑重担、敢打头阵,勇当原创技术的“策源地”、现代产业链的“链长”。三峡集团在乌东德、白鹤滩国家重大水电工程建设中的实践,将总书记对中央企业“挑重担”“打头阵”的殷切期望转化为干事创业的强大动能,准确而出色地书写了如何成为“策源地”做好“链长”的答卷。

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