水布垭———在高坝上创造和谐之美
中华工商时报
本报记者邓隆飞 实习记者陈瑞红
编者按:进入快速发展的中国经济,“世界工厂”的机遇和压力将中国带入了能源短缺的矛盾当中,有人说中国的煤是“含血量”最高的,但是日益严重的“电荒”、“煤荒”、“油荒”使得各级政府和企业都在“可持续发展”与“掠夺式开发”中左右摇摆。
然而在八百里清江,一座在建的世界最高的混凝土面板堆石坝,在一群睿智而又具有天才创造性的建设者手中,不仅上演了一曲壮美的创新之歌,而且为中国可持续发展战略的顺利实施做出了令人叹服的样板。一群睿智的建设者们不仅让水布垭造福人类,而且让水布垭成为一个旅游圣地,人与自然的和谐之美在水布垭体现得淋漓尽致!
水布垭,一座在建的投资100多亿的水电站,她的神秘壮美,将人们的目光吸引至那粗犷、原始的版图!
她藏身于鄂西大山的深处,雄踞八百里清江中游,随着清江隔河岩及高坝洲电站的竣工,“决战水布垭”的大幕在2002年正式拉开!
1987年,装机120万千瓦的中间梯级隔河岩电站动工。
1994年全面投产。1997年,装机25.2万千瓦的摆尾梯级高坝洲电站动工,2000年除升船机外全部建成投产。
1999年12月17日,国务院批准水布垭水电站立项。2001年6月20日,国家通过水布垭水电站可行性研究报告。2002年元月23日,开工令下了!所有关注清江的眼睛关注着它上游一天天发生的奇迹……
水布垭电站创造了世界之最
水布垭水电站是清江开发的龙头电站,位于清江中游的湖北巴东县境内,是一座具有多年调节性能的水库,正常蓄水位400米,总库容45.80亿立方米,有效库容24.8亿立方米,预留防洪库容5亿立方米。电站装机4台,最大出力1840MW,多年平均发电量39.2亿KW/H,并可增加下游梯级电站发电量2.37亿KW/H。枢纽主要建筑物由混凝土面板堆石坝、引水式地下厂房,溢洪道和放空洞组成。大坝坝顶高程409米,坝长660米,最大坝高233米,坝顶宽12米,底宽632米,是已建、在建的世界最高的混凝土面板堆石坝。
早在上世纪80年代,湖北省委、省政府制定了旨在推动鄂西南经济发展的清江水电梯级开发战略部署:“20年时间完成清江流域梯级开发”。经国家批准,将清江作为“流域、梯级、滚动、综合”开发的试点,由湖北清江水电开发有限责任公司负责开发。公司提出了“首战隔河岩,再战高坝洲,决战水布垭。”的口号。
水布垭上演技术攻关大合唱
水布垭工程科技攻关是一曲国内外水电著名专家的大合唱。钱正英、张光斗、潘家铮等专家的名字,将永远和这项工程联系在一起。水布垭水工程设计总工期为9年半,工程动态投资120亿元。工程规模浩大,地质、地形条件复杂,施工条件艰难,技术难度较高,是清江开发建设史上所没有的。建设世界级的面板堆石坝,没有现成的经验可借鉴,无论是技术难题的解决,还是现场施工管理,对清江公司乃至所有建设者都提出了严峻的挑战。建设者们并没有
因此退缩,而是决定让水电站能提前一年发挥效益。
在激流中竖起一座高达233米的挡水大坝,其技术难度不言而喻。
工程主体建筑物都存在一系列挑战性的技术难题需要攻克,稍有不慎,由大坝沉降变形而引起的面板断裂、坝体渗水等事故都有可能发生。公司充分发挥设计单位优势,并利用其他设计院、研究所和有关高等院校的技术力量,针对工程的技术难点组织技术攻关,先后进行近百项专题研究,其中在可行性研究阶段组织研究了六大专题36项子题,如筑坝材料工程特性专题研究、泄洪消能模型试验平行研究、地下洞室群稳定性研究、机组参数优化研究等成果直接用于工程建设,取得了很大的综合效益。同时,公司大力推广应用新技术、新设备、新材料、新工艺,以保证施工质量,提高施工效率,加快施工进度;充分发挥自身技术力量,开展合理化建议活动,现已采纳合理化建议达20余条,节约投资逾亿元。
水布垭大坝坝体上游坡面采用了挤压边墙砼的施工新工艺。但国内外尚无挤压边墙砼的结构应力应变和统一的检测手段和试验规范。建设公司以追求真理、尊重科学的精神,专门委托国内的研究机构对挤压边墙砼的结构应力应变从理论上进行探讨,并对试验检测方法进行研究,并形成了规范,确立了挤压边墙砼的主要检测指标与检测方法,为水布垭及其他面板坝工程挤压边墙砼的应用及试验检测提供了质量评价的办法和依据。
针对石灰岩地区岩体中溶沟溶槽发育的不利特点,在大坝填筑施工过程中,公司制定了专门的坝料开采质量控制程序,并在每一个料场设置上坝料检查站,不合格料坚决不准上坝。在大坝填筑碾压施工过程中,建设公司组织研发了GPS实时监控系统,对碾压遍数及碾压轨迹进行实时监控,有效地保证了碾压遍数及碾压速度达到设计要求,创造了填筑碾压质量控制新方法。
防淘墙位于河岸边常水位以下40米,处于岩性软弱的地层中,并要穿过强卸荷带和覆盖层,断层、裂隙发育,透水性强,河床覆盖层较厚,岩体完整性差,风化强烈,岩土结构较松散且含
泥量大,存在特大孤石,形成施工区有效封闭的固结灌浆和帷幕灌浆难度大,施工十分困难,安全问题尤为突出。
针对这些难点,公司采取多种措施一一攻关:严格按照招标文件要求,做好防渗平台的固结灌浆和帷幕灌浆。同一断面先完成防渗平台的固结灌浆,再进行帷幕灌浆。帷幕灌浆比竖井开挖超前至少10米。对灌浆质量进行严格监督、检查。在开挖过程中,若帷幕损坏,及时向监理工程师申请进行补灌;报告发包人和监理工程师批准,采取自上而下洞挖、浇筑的方法,混凝土接缝面采取灌浆处理。考虑边坡的稳定和反铲的可挖深度以及2006年11月导流洞封堵后水位较低等条件,初步拟定高程193.5米以上采取明挖施工;防淘槽和竖井洞内放炮,均采用非电雷管、洞口电起爆方式,确保洞(井)爆破安全;加大洞内抽水力度和洞外地表引流,确保洞内开挖正常进行。每个竖井口设置密封盖板,水位超过208米时封闭盖板,洪水后及时打开,抓紧汛期间断施工;直径在25毫米及以上的钢筋和锚杆采取套筒连接,直径16毫米以下的钢筋和锚杆采取绑扎,直径16-22毫米的钢筋和锚杆采用电焊搭接;内锚型预应力索锚采取洞外组装,并设置专门坚固件,以便从竖井往下吊,确保组装后的锚索不松动;高程178米和190米拉锚洞的施工支洞坡度大,采用小型耙渣机挖装,有轨矿斗车配卷扬机出渣;防淘墙靠河床侧采取光面爆破,先预留10-15厘米,然后采用人工手风镐挖除钻孔台阶的方法,确保平整度;在洞室开挖施工过程中,加强施工控制和安全监测,确保施工顺利进行。
安全管理大于天
水布垭工程地形地质条件差、施工场面狭窄、交叉作业项目多,安全问题特别突出,主要表现有:高陡边坡多;地下洞室多;环境地质条件差,水布垭工区在坝下游有大小滑坡体13个。每一个滑坡体一旦失稳,对工程建设、对当地百姓生命财产的威胁都是无法估量的。水布垭工程的前期准备项目,2000年以后才陆续开工建设。为确保工程截流,许多工程项目的施工不得不同时展开。因此,上下交叉作业、施工干扰问题非常突出。此外,防汛安全、消防安全、交通安全亦不容忽视。
为此,建设公司加强制度建设,完善安全责任制,持之以恒抓好安全管理。2000年,公司成立之初,即着手进行有关安全管理制度的编制。根据国家有关法律法规、参照国内其他大型工程,制定了《水布垭工程安全管理规定》(试行)和《水布垭工程安全文明生产奖惩细则》、《水布垭工区民爆器材与爆破作业安全规定》、《水布垭工区民爆器材仓库管理制度》、《水布垭工区民爆器材仓库管理人员岗位职责》和《水布垭工区地下洞室爆破作业安全管理规定》等安全管理制度。此外,根据国家安全法规的要求,建设公司组织制定了有关工程防汛、滑坡体等方面的安全预案。
加强制度建设的同时,督促施工单位落实安全管理机构、人员,建立健全安全保障体系。目前,水布垭工区的主要施工单位均有专门的安全管理机构和人员,并结合各自工程项目特点,制定了一些安全管理的制度和办法,各施工单位的安全管理体系健全、完善。
注重安全法规与安全知识的宣传教育工作。自2001年开始,水布垭工程建设公司每年在水布垭工区举办一次“质量安全月”活动。每期质量安全月,建设公司以会议、标语、横幅、讲座、知识竞赛、印发学习资料等多种形式,开展安全生产知识的宣传教育工作,以增强广大工程建设者的安全知识、安全意识。2002年11月,国家《安全生产法》正式施行。随后,国家及国家有关部门又出台了一系列的安全法规或条例。水布垭建设公司在2002年12月和2004年6月,先后两次在水布垭工区范围内组织开展“安全法规知识竞赛”活动,促使广大工程建设者熟悉安全法规、明白自身职责,学会用安全法规保障自身安全、保护自身权益。
加强施工现场的检查力度,发现安全隐患,及时督促整改。建设公司专门成立了4个项目责任组,负责各主体工程项目的进度、质量、安全管理与现场施工协调工作,以加强工程施工的现场管理力度,及时了解现场质量、安全方面的缺陷与隐患,及时布置整改。同时,公司有关部室还专门印制了安全隐
患整改通知单,一旦发现安全隐患,即限期整改。
对安全管理工作常抓不懈。建设公司定期召开工区安全工作会议,每季度组织进行一次安全大检查。另外,就工区内民爆物品管理、防洪防汛、相邻部位的施工干扰等,公司或公司有关部室多次召开专题安全会议或现场协调会议,进行布置或协调,明确有关各方在安全管理上的责任与义务。
质量责任重如泰山
清江水布垭工程质量管理贯穿工程勘测、设计、工程招标、发包、工程施工直至工程项目的竣工验收和质量保证期结束全过程。水布垭工程的各参建单位均按照ISO9001:2000标准,建立自身的质量保证体系。水布垭工程建设公司作为清江水布垭工程的业主代表单位,在水布垭工程建设过程中,沿用隔河岩、高坝洲建设中的成功经验,继续推行质量监理制。
为统一领导、协调水布垭工程建设期间的质量管理工作,由建设、设计、监理、施工、物资供应、设备制造等参建各方的主要单位共同组成“水布垭工程质量管理委员会”,负责整个水布垭工程建设质量的重大决策。水布垭建设公司设置了质量安全管理部,对监理和施工单位的质量管理部门进行归口管理,同时还针对具体工程项目,成立了“大坝溢洪道工程项目责任组”、“引水发电系统工程项目责任组”、“基础处理工程项目责任组”,“机电工程项目责任组”以加强工程质量、安全、进度等的现场管理与协调。建设公司委托长科院和长江委勘测设计院成立了水布垭工程质量检测中心试验室和质量咨询中心。中心试验室主要承担主体工程监理单位委托的材料专业、土工专业、岩基专业试验检测工作和甲方指定的试验检测工作。质量咨询中心主要对水布垭主体工程建设期间各项施工质量措施、
质量控制重点、质量事故或缺陷以及现场工程质量问题及时提出咨询意见,定期根据情况以书面形式提出质量咨询意见,根据工程实际进展情况及需要对重要技术问题组织专家到工地进行质量咨询活动。
监理单位根据各自监理的工程项目,成立了监理组织机构,配备了相应的专业监理工程师和现场监理员,编制了相应的监理实施细则并付诸实施。各监理单位成立了专家顾问组,不定期地到工地进行咨询服务工作。各施工单位项目部都设立了质量管理机构负责本单位的质量管理工作,作业队和作业班组内都配有专职或兼职的质量管理员,各施工单位都制定有质量管理制度和质量奖惩办法。
为加强对工程质量的控制力度,确保工程质量,水布垭工程建设公司严格实行工程招投标制,择优选择监理和施工单位;建立质量工作教育宣传机制;建立健全规范的质量控制体系;严格实行工程质量检测制度;实行质量一票否决权制度;实行质量奖惩制度;水布垭建设公司专门制定了“质量管理办法”等质量控制措施。
2004年10月,溢洪道控制段阻滑桩混凝土施工期间,试验检测发现,有3根阻滑桩砼的强度偏低。对此,建设各方高度重视,在认真分析事故原因的同时,对3根阻滑桩的低强混凝土坚决予以挖除后、重新浇筑,彻底消除隐患。
2005年的春节,正值水布垭大坝一期面板混凝土浇筑施工的时段。面板砼是大坝质量控制的关键部位,为加强现场施工质量控制,建设公司专门发文成立了相应的现场工作小组,在要求监理单位对面板混凝土的拌和与浇筑仓面进行24小时的旁站监理,水布垭公司也严格监督检查,确保一期面板混凝土的施工质量。
清江水布垭工程建设公司负责人告诉记者,截至7月底,水布垭工程累计完成投资59.9亿元,大坝上游填筑至326米高程,下游填筑至340米高程,累计完成1135万立方米;今年3月底完成一期面板砼浇筑,现正抓紧二期面板砼施工准备;左岸趾板砼浇筑已全部完成;右岸趾板达到380米高程。溢洪道累计完成开挖840万立方米,引水渠开始350米底板高程以下开挖。地下厂房开挖全部结束,正进行机窝混凝土浇筑和肘管安装。4条引水隧洞开挖完成,压力钢管安装完成70%的工程量。厂房尾水完成70%工程量。放空洞已全部完成。左岸防淘墙已浇筑墙体砼4124立方米,右岸防淘墙已完成墙体砼浇筑3063立方米。左岸200米、240米高程平洞帷幕灌浆已全部完成,300米高程平洞帷幕灌浆接近一半;右岸200米、250米高程平洞帷幕灌浆基本完成,300米高程平洞帷幕灌浆开始施工。水轮机、发电机正在抓紧制造……
据水布垭工程负责人介绍:建成后的水布垭电站,不仅是华中电网骨干调峰调频电源、荆江防洪的重要屏障,而且也将对促进恩施州经济社会发展起到重要作用。
电站建成后库区可形成干支流约200公里长深水航道,为鄂西南山区增加一条碧波万顷的黄金水道。同时,水布垭、隔河岩和高坝洲三座坝型不同、景观各异的水电站珠串一线,库区星岛棋布,人文景观与自然景观交相辉映,将进一步整合清江流域丰富的旅游资源,使旅游业成为当地新的支柱产业。
水布垭工程所在地恩施土家族苗族自治州属于国家西部开发区域。研究表明,水布垭水电站建设与投产对湖北省国民生产总值的贡献为率1.07%。在建设期间可提供直接就业机会近6万个,从属就业机会约3万个。
绵延大山深处,水布垭电站的建设者们正以气吞山河的气概,为推动清江流域开发这艘巨轮,创造着新的奇迹……