巴基斯坦【三峡工程】揭秘：穿越喜马拉雅山断裂带创下世界先例--中国水力发电工程学会

巴基斯坦【三峡工程】揭秘：穿越喜马拉雅山断裂带创下世界先例

2017/7/21 9:35:51 新闻来源：国际在线

2015年5月31日，在巴控克什米尔地区一座千余米高的大山下，一台150多米长，重逾千吨，造价约3亿人民币的全断面隧道掘进机（TBM），正如一条巨龙般一寸一寸击穿岩石。当晚23点40分，施工现场突然爆出巨响，洞内漆黑一片。这是一次岩爆，简单来说就是岩石应力释放，原理类似火山喷发。在巴基斯坦尼鲁姆—杰卢姆水电工程（N-J工程）采用TBM方案的4年多时间里，两台掘进机共遭遇过200多次岩爆，但这次是最严重的，相当于一场三级地震，隧洞及TBM设备严重受损。

N-J工程引水隧洞TBM696段隧洞贯通的一刻

两年后的5月，在巴基斯坦总理谢里夫的见证下，N-J工程引水隧洞全线贯通。项目承包商、中国葛洲坝集团第三工程有限公司总经理冯兴龙激动地说："这个工程要穿越喜马拉雅山的一个大断裂带，这个断裂带的最大埋深达到1900米，在这种埋深下实现成功掘进隧洞，在世界上是没有先例的。引水隧洞的贯通，标志着N-J工程的世界性难题得以攻克，再没有任何技术难题能阻挡我们，工程发电指日可待。"

好事多磨的N-J工程

巴控克什米尔地区的尼鲁姆山谷景色宜人，被巴基斯坦媒体称为"人间天堂"，可惜由于电力紧张，"天堂"的夜晚常常黯淡无光。巴能源缺口巨大，2012年巴城市平均每天停电12小时，农村地区13小时，严重拖累经济增长，长期困扰人民生活。2013年上任伊始，巴总理谢里夫提出将用3到4年时间解决能源短缺问题，并计划改变巴基斯坦昂贵的能源结构，将能源重心由石油转向煤炭，并加大水电、风电的比重。

水电比火电清洁，比风电、太阳能稳定，是世界能源发展趋势。巴基斯坦水能储量巨大，尤其在西北地区，但开发深度远远不够，主要有以下原因：一是水电技术难度高、建设周期长、前期投入大，需要国家综合实力来保障；二是巴基斯坦能源严重短缺，为保电力安全，巴在初级阶段以发展重油、燃煤发电等短平快项目为主，在中巴经济走廊早期收获项目中，也集中了卡西姆港、萨西瓦尔、塔尔、胡布等一批燃煤电站项目。

21世纪头十年，巴基斯坦为反恐战争所累，政治经济环境并不好，但外部因素倒逼其加快了N-J工程建设。N-J项目处于尼鲁姆河、杰卢姆河流域，这两条河都发源于印度。印巴水权之争由来已久。1961年，在世界银行的斡旋下，印巴签署水权协议，明确谁先建成水电站，谁优先拥有水权。此后40年，由于技术储备、经济实力等原因，两国均未动工。直到21世纪初，印度率先在上游开建电站，并且是高起点，采用TBM方案。压力之下，巴基斯坦于2006年正式启动N-J工程论证招标等一系列工作，于2008年1月正式开工。

N-J工程是巴最大的在建水电项目，被称为巴基斯坦的"三峡工程"，由中国葛洲坝集团股份有限公司和中国机械设备进出口总公司组成的联合体负责建设、葛洲坝集团第三工程有限公司牵头实施，中国进出口银行提供融资支持。

穿山入水筑坝十年

葛洲坝三公司总经理冯兴龙表示，N-J工程主要有三大技术难题：一是克什米尔地区崇山峻岭，进厂道路条件不佳，大量设备物资运输困难；二是工程所在区域横穿喜马拉雅山区大断裂带，地质条件极为复杂，特别是2005年南亚大地震后，该地区地质构造再次发生巨变；三是克什米尔地区本身敏感。

巴控克什米尔地区

由此，葛洲坝当初设计坝型时将安全放在首位，采用低坝、长引水隧洞方案，即在尼鲁姆河建设蓄水大坝，通过引水隧洞将水引至约28.6公里外的发电机组发电，等于将主要工作放在地下，地面建筑很少。

N-J工程大坝全景

N-J工程大坝外景

引水隧洞在项目建设中至关重要，该工程设计有世界少有的超长引水隧洞，总长约68公里、落差高度420米，其中约10公里设计为左右并行隧洞。难度最大的一段处于一整座大山之下，长17公里，最大埋深1900米，若采用常规钻爆法施工，进度缓慢且难度巨大，世界尚无成功先例。此外，2009年，受业主征地、设计图纸不断修改等因素影响，加之遭受数次洪水侵袭，工程进度严重滞后。在此背景下，被称为"巨无霸穿山甲"的全断面隧道掘进机（TBM），历史上首次出现在巴基斯坦土地上。

N-J工程的关键设备，全断面隧道掘进机（TBM）

这也是TBM与喜马拉雅山脉的第一次亲密接触。多名国际知名岩土力学及地质学家曾表示，世界公认的两大山系中，除喜马拉雅山脉以外的地区均有多个TBM法施工隧洞的案例，但在最为年轻、地质活动频繁的喜马拉雅山脉尚无成功先例，谁要是在喜马拉雅山系中成功应用TBM，必将载入隧道施工的史册。

TBM面临的最大风险便是文首提到的岩爆。当初四川锦屏电站选用TBM，在遭遇极强岩爆后被深埋地下；印度TBM同样被埋，直接导致其位于尼鲁姆河上游、提前开建的电站至今未完工。

N-J工程发生相当于三级地震的超强岩爆

N-J工程发生超强岩爆后，TBM-S696机组在应力作用下严重扭曲，巴业主、工程师，德国厂家均对能否修复持怀疑态度，一度提出放弃该机组，在附近另行打洞，重头再来。"作为负责任的承包商，在他们打退堂鼓的时候，我们义无反顾地顶了上去。"冯兴龙是TBM的第一任项目经理，被巴业主称为"MR.TBM"，"TBM虽然诞生在国外，但真正广泛运用是在中国，尤其是国内的地铁施工，盾构是TBM的一个分支，每座城市不知有多少盾构机，都是我们自己做的。"基于丰富经验和国产技术，葛洲坝团队于7个月后奇迹般地重启了机组。

N-J工程发生相当于三级地震的超强岩爆

筑坝十年，风雨兼程。除了这次超强岩爆，项目还面临过一次灭顶之灾。有一段隧洞要穿过杰卢姆河河底，距离河床最薄的地方仅100米。2015年，隧洞出现贯穿性渗水，如果河水倒灌进厂房，整个工程将毁于一旦。当时项目部集中所有力量，工程人员三天三夜没合眼，终于堵住了水眼。冯兴龙说："我们干N-J工程，在某种程度上超出了合同范畴，超出了一个承包商应尽的职责，为了保住工程、挽救工程我们不顾一切。险情解决后，业主方、巴水电开发署CEO在现场握着我的手使劲摇，说感谢你们为巴基斯坦人民做出的巨大贡献。"

比穿山还头疼的难题

逢山开路，遇水架桥。对于常年扎根高山峡谷中的水电人来说，再艰苦的环境也能适应，再棘手的技术难题也能克服。但在"一带一路"走出去的过程中，对象国体制、意识、文化上的差异，往往给中方增添额外的，甚至更大的难题。

葛洲坝在巴基斯坦工程实施过程中便遇到了以下障碍。首先，边界条件的解决。征地、供电、进厂道路等保证工程实施的基本条件称为边界条件，依照合同应由业主按时解决，但巴方在实操中进展缓慢，阻力重重。以征地为例，N-J项目开工四年后征地问题才全部解决；葛洲坝在巴承建的另一重大项目达苏水电站开工在即，但一块土地还没有移交。据了解，巴基斯坦征地政策多年来未做大规模修正，依然沿用英殖民时期的征地补偿政策，导致补贴标准与实际情况差距太大，老百姓不满意，与政府很难达成一致。

其次，巴方对水电施工的专业性掌握不够。冯兴龙说："国内无论业主、工程师还是承包商都对水电研究很深，我们交流很简单。但在这里，巴业主对复杂的水电工艺理解不足，遇到问题首先要给他们上课。"例如在是否采用TBM的问题上，巴业主最初对一下增加近1亿美元的成本不理解。中方花了整整两年时间，向业主、工程师反复讲解，还组织他们到一些使用TBM的工程考察，最终说服了对方。

巴基斯坦总理谢里夫向中国葛洲坝集团第三工程有限公司法人代表、总经理冯兴龙致意

第三，由于政治不稳定，利益诉求不同等原因，巴方在诚信方面有待加强。

到巴基斯坦的大江大河上做文章

1400多年前，大唐高僧玄奘沿丝绸之路来到当时的著名学府，距今伊斯兰堡30英里的塔克西拉大学。因此有人说，《西游记》的终点正是今天的巴基斯坦。而在同样经历千难万险后，N-J这一中巴两国的友谊工程，也即将功德圆满。

N-J首台机组预计将于2018年2月实现发电，其总装机容量969兆瓦，年发电量约51.5亿度。巴水电开发署主席侯赛因高度评价了葛洲坝的工作，"N-J工程是一个经典工程，世界上很少有项目会拥有如此多的技术难题。我对葛洲坝的表现感到满意，他们成功调动了当地人民，很好地履行了企业社会责任。"

与此同时，位于巴基斯坦西北部开普省，杰卢姆河支流昆哈河上的苏吉吉纳里水电站项目（S-K工程）已于今年3月开工，这不仅是中巴经济走廊优先实施的重点项目，也是葛洲坝集团海外水电投资的"第一单"，投资额19.62亿美元，总装机容量873兆瓦，年发电量约30.81亿度，项目工期72个月。

7月上旬，记者来到距首都伊斯兰堡8小时车程的开普省科希斯坦地区。这里崇山峻岭，一条因裹挟大量泥沙而呈灰色的大河从中经过。呆在距河边50米的旅店内，巨大的水声让人无法入睡。这里是印度河，葛洲坝承建的达苏水电站将在此筑坝，它将是巴基斯坦在印度河流域规划的六级水电站中最早开工的一项，也是巴单个合同金额最大的水电站，总装机容量5400兆瓦，建成后年发电量约120亿度。冯兴龙骄傲地说："达苏的体量非常大，发电量与N-J是数量级的差距，投入也是数量级的差距。巴基斯坦积累多年，终于有实力去开发印度河资源。而对于葛洲坝而言，通过N-J、S-K项目，我们在巴基斯坦的小河上做好了技术储备，是时候去大江大河做文章了。"

51.5亿度+30.81亿度+120亿度，在葛洲坝等中国能源企业的努力下，巴基斯坦的未来将无限"光明"。巴水电开发署主席侯赛因说："当达苏水电站完工后，巴基斯坦的电力供应将达到一个新的高度。届时我们不仅将提供价格实惠的电力，而且还是绿色环保的电力。"

"除建成后的效益外，水电建设过程中对当地经济发展、社会进步的贡献也是巨大的。"冯兴龙谈到，水电建设周期长，需要大量人力、设备、物资。N-J项目高峰期巴籍员工约12000人，S-K项目高峰期预计为当地创造4000多个就业岗位。"达苏水电站规模是N-J的两到三倍，预计培训员工5万人，而且是长达5、6年的培训。我们N-J项目的很多工人都已经走向了世界，他们拿着我们发的工作证去中东应聘，说我在葛洲坝干过。"

中巴经济走廊共有39个项目，能源是走廊建设进展最快的领域。在建或已建成的19个早期收获项目中，有11个是能源项目。走廊能源项目全部完工后，将为巴增加1100万千瓦电力，大大缓解巴能源紧张，为巴经济发展注入强劲动力，改善民众生活。

巴国防部长兼水资源和电力部长阿西夫对中国在解决巴基斯坦能源问题上的贡献给予高度评价，"中国在解决巴基斯坦能源危机问题上扮演了主要角色，当我们能源领域急需投资时，中国及时出现了。过去三年里，中国对巴投资数量是前所未有的，具有纪念意义的。这再次证明了巴中关系的牢固，中国是我们全天候的朋友，我们对这种友谊感到骄傲，中国在巴基斯坦经济生活中一直扮演着举足轻重的角色。"