翻越四川康巴第一关“折多山”,这里海拔4298米,左有雅砻江,右有大渡河,一群中国水电建设者正在这天赐之地勇攀世界水电最高峰。雅砻江与鲜水河汇合处的两河口水电站是继乌东德、白鹤滩水电站,世界水电高坝建设史上又一颗明珠。
□ 张 雄
“昨日穿去林,今朝过雪山;咫尺风土异,苍茫宇宙宽……”
翻越四川康巴第一关“折多山”,这里海拔4298米,左有雅砻江,右有大渡河,一群中国水电建设者正在这天赐之地勇攀世界水电最高峰。
雅砻江与鲜水河汇合处的两河口水电站是继乌东德、白鹤滩水电站,世界水电高坝建设史上又一颗明珠。
2021年6月10日,随着5号导流洞下闸控泄成功,世界第三高坝两河口水电站迎来第二阶段蓄水。2021年9月29日,作为我国藏区综合规模最大的水电站,在伟大祖国迎来72岁生日之际,实现首台机组发电,这是包括水电水利规划设计总院(以下简称水电总院)在内的所有中国水电人奉献给共和国生日的又一厚重礼物。
走进两河口
作为雅砻江中游的龙头梯级水库电站,两河口水电站的位置“得天独厚”:有库容,107.67亿立方米的库容约相当于北京3年的用水量;有水量,坝址年径流210亿立方米;有落差,电站下游至葛洲坝近2600米落差,“一方水能发六度电”。利用丰富的水能资源,两河口水电站设计多年平均年发电量为110亿千瓦时!
除了自身发电效益,更具价值的还有两河口水电站的调节能力和补偿效益,这能增加雅砻江中下游梯级电站平枯期电量225亿千瓦时,加上自身发电量,将超过海南省一年的用电量。
电站建成后,计入下游补偿效益增加的年发电量,每年能减少标煤消耗1330万吨,减少二氧化碳排放2130万吨,相当于少建4座年产400万吨的大型煤矿。
工程效益巨大,工程技术难度同样巨大。大坝总填筑方量超过4200万立方米,相当于6个“鸟巢”的体积;如果做成1立方米的墙体铺展开,可绕地球一圈多。要把如此大体量的土石料精心筛选,并且碾压得牢不可破,难度可想而知。
两河口水电站最大泄洪流速每秒53.76米,世界第一,设计最大泄量为每秒4076立方米,这样的冲击力相当于160辆满载25吨货的卡车群,以时速200公里进行冲撞。
两河口水电站坝址区地形高陡,大坝两岸的边坡众多,其中200米~300米级工程高边坡多达7个,300米及以上工程高边坡5个,为世界水电最大规模高边坡群。电站左岸面积最大的边坡群长2000米、高685米,为世界级高边坡,相当于上海金融中心大厦的高度。建设者要把15,000根锚索用人工的方式固定在200层楼高几乎垂直的岩壁中,其钢材用量大概在5万吨左右,相当于把鸟巢所有的钢结构抬到一座3000米海拔的山上,抵御高达8度的地震灾害,施工技术难度非常之高。
与此同时,项目所在地海拔平均3000米,含氧量约为北京的69%,“睡不着”“干不动”“心脏负荷大”……成为工程建设者们面临的首要困难。在缺氧环境下,人工降效约15%,就连机械也“喘不上气”、降效约35%。不仅如此,水电站地处川西高原高山峡谷地带,天气条件恶劣、昼夜温差大,对土石坝“冻不得淋不得”的“娇弱”体质而言,又是一大挑战。
奋战两河口
水电总院作为水电行业的引领者、行业守护者,随共和国水电事业成长。为行业把脉、为行业保平安是总院人的使命与担当,哪里有困难,哪里就有水电总院人的身影。先后成立的锦屏一级、锦屏二级、大岗山、猴子岩水电站等高坝咨询项目部,专治“疑难杂症”、把症状消灭在初现端倪,全过程咨询赢得业主的高度认可。
2016年9月,水电总院正式成立两河口水电站施工阶段工程建设技术咨询项目部。项目部以全国勘察设计大师杨泽艳担任项目经理,专业覆盖水工、施工、地质、机电,成员包括经验丰富的方光达、吴亚军、张东升、冯海波等知名专家,喻葭临、王富强、张雄、刘超、王寿宇、胡超等理论扎实、敢打敢拼的青年博士,老中青结合形成梯队结构。
咨询项目部始终秉承“共建两河口、把好技术关、服务工程建设”的理念,密切关注工程建设过程中出现的技术难题,利用自身技术优势和平台优势,帮助协调和统一各方认识、促进处理措施的科学决策和顺利实施;同时提前分析研判制约工程建设的重大技术问题,急工程之所急,及时提出有效应对措施的建议。
据统计,从2016年3月开始启动两河口工程现场咨询工作,7月开始派专家入驻现场,10月项目部正式入驻现场,共出勤天数2427人天(其中项目经理约606人天),提出咨询意见和建议约2000条,绝大多数意见得到业主采纳,整个工程投资做到全程可控。
全程参与把控重大技术问题,为科学决策提供技术支撑。大坝工程自始至终都是咨询项目部关注的重点之一。其中,在大坝料源与填筑质量控制方面,参加了大坝反滤料级配和接触黏土料压实标准以及心墙基础喷混凝土处理方案讨论会、大坝填筑料质量标准与单元工程验收评价相关问题讨论会、两河口水电站大坝土料试验成果讨论会、无人驾驶碾压科研课题的等历次会议,提出了很多有益的意见和建议,其中大部分已付诸实施,特别在填筑质量控制标准、堆石分区及料场开采规划复核等技术问题上给出了指导性意见,大幅提升了堆石料科学利用率,优化了两岸盖板混凝土浇筑方式,调优了防渗灌浆廊道布置,为科学决策提供了有力支撑,料场开采节约投资约1亿元。抗震措施节约投资约2000万元。
在大坝冬季施工技术和措施方面,参加了历次冬季土料冻融机理理论体系研究、大坝土料冬季施工周报与大坝土温及气温监测周报讨论会,以及大坝土料冬季施工深化研究初步成果评审会、大坝砾石土心墙冬季施工阶段性总结视频会议、冬季土料冻融机理与防控体系研究成果讨论会等,咨询项目部在整个过程中密切关注冬季施工科研工作进展、冬季施工措施效果,提出了很多有益的建议和改进思路,帮助提高了科研成果的转化效率和价值,填补了世界高心墙坝在高寒地区成功建设经验。在两河口建管局和成都院共同努力下,项目建设成果得到以马洪琪院士为首的特咨团高度认可。
科技创新是永远的追求。咨询项目部结合两河口工程技术特点和建设需要,起草了《藏区巨型水电工程建设关键技术研究及应用科研工作大纲》。大纲拟定的各项工作内容总体上得到了有效推进,为工程建设提前做好技术攻关工作、并为全面系统总结工程建设经验和成就奠定坚实基础。
……
“琵琶起舞换新声,总是关山别旧情”,在两河口电站首台机组发电之际,水电总院人又悄然踏赴另一个战场,在距其约200公里之外的大渡河上,另一座比其更高的双江口水电站——坝高312米,一个新的咨询项目部已经成立。
“九万里风鹏正举,风休住,蓬舟吹取三山去”,水电总院人将继续以“服务、引领、责任、价值”为使命,肩负“服务绿色能源开发、推进行业持续发展”重担,踏着“双碳”之风继续攀登世界水电最高峰。