巍峨澜沧江上的小水湾电站

 

　　青海新闻网讯 初春的彩云之南，处处奔涌着生命的赞歌；三月的澜沧江，见证世界筑坝史上一个重要的历史时刻：2010年3月8日，小湾水电站主坝最后一个坝段达到设计高程，提前8个月实现全线封顶，世界首座300米级双曲高拱坝主体施工宣告结束，中国水电人为世界筑坝史再添一座彪炳史册的里程碑，标志着我国特高双曲拱坝施工技术跻身世界前列，处于领先水平。

　　中国工程设计大师曹克明说：“水电大坝是土木工程之王，小湾水电站的双曲拱坝是王中之王。”能在这“王中之王”工程舞台竞技的也必为王者之师。

　　破解700米级高陡边坡锚固开挖世界级难题，为小湾提前一年实现大江截流奠定坚实基础。

　　攻克高拱坝混凝土浇筑温控世界级难关，为小湾首台机组提前一年发电创造先决条件。

　　高于国标的施工质量备受赞誉，创新的安全管理模式独领风骚。

　　风雨八载，中国水利水电第四工程局有限公司(简称：中国水电四局)尽显“中国水电”王者之师风范，用智慧和汗水最终谱写出世界级高拱坝施工的新传奇。

　　彩云之南腾起巨大能源新引擎

　　源出青海省唐古拉山脉岗果日峰扎曲的澜沧江，信马由缰，跌宕奔腾，劈岩裂谷，在高入云端的无量山脉中与云南的黑惠江合流，于云南南涧县和凤庆县交界处，成就了小湾这座伟大的工程。

　　小湾水电站是澜沧江中下游河段水电梯级开发“两库八级”方案中的第二级和龙头水库，是国家实施西部大开发、“西电东送”战略的标志性工程。电站主要由双曲拱坝、水垫塘、二道坝和引水发电系统组成，拱坝最大高度294.5米，坝顶长922.74米，拱冠梁顶宽13米，底宽69.49米，总混凝土浇筑量880万立方米；设计安装6台单机70万千瓦机组，总装机容量420万千瓦，年发电量190亿千瓦•时。2002年1月，工程正式开工，计划2010年完建。

　　电站建成投产，将在彩云之南增添一台具有综合效益的巨大能源引擎：电站以发电为主，小湾所发电能不仅供给云南省内用电，还将通过变电系统源源不断地输送省外。电站库区大容量蓄水将增加云南枯水期水力发电，水库每年近100亿立方米的调节水量，除保证电站自身发电外，还将使下游的漫湾、大朝山和景洪三个梯级电站保证出力增加110万千瓦，相当不花一分钱就建成一座百万千瓦级的大电站。电站还有利于节能减排，电站全部投产，可相当每年节约657.4万吨标准煤，减少约1775万吨二氧化碳及大量二氧化硫等有害气体的排放。电站还兼有防洪、灌溉、拦沙及航运等综合利用效益，是一座兼具经济、社会及生态效益的世界级宏伟工程。

　　2009年，随着电站主坝下闸蓄水、3台机组发电目标的相继实现，这座巨大的能源引擎已经开始发挥重要作用。

　　出师破解基础开挖世界级难题

　　世界级的工程势必蕴含世界级的挑战。

　　小湾电站是一座名副其实充满世界级高难度挑战的工程：两岸边坡开挖高达700米，山高谷陡，大部分边坡需锚索加固，开挖堪称世界级难度；大坝最大坝高294.5米，其抛物线型混凝土双曲拱坝位居世界水电工程前列；大坝混凝土施工浇筑仓面大、强度高、温控难，堪称国内外拱坝混凝土施工难度最大工程之一；地下厂房世界跨度第一、边墙最高等极具挑战性。专家称，小湾独特的地理、地质条件和主要工程指标，其建设难度已超过三峡工程。

　　2002年2月，以中国水电四局为责任方、水电三局为协作方的水电四三联营体中标电站右岸缆机平台基础及1000米高程以上坝肩开挖、支护及相关工程。初进小湾，就“啃”上了“硬骨头”——电站右岸边坡开挖锚固工程。

　　小湾电站边坡地质条件复杂，坝体所处地区地震烈度高达8级，其地震设防烈度为世界同类坝型之最，况且沙石松散堆积体、蚀变岩带、大断层、强卸荷裂隙发育带广泛分布，要为挡水建筑物筑就牢固的基座，以承受超过1900万吨的巨大水压，对边坡的开挖锚固提出了严苛的要求，这也成为电站工程最困难、最复杂的技术问题之一，被业界称为具有挑战性的世界级难题。

　　山高坡陡，近4000米的陡峭高山耸立在面前，四三人费了九牛二虎之力，好不容易克服了修路上设备这一大难题，没想真正的挑战才出现在面前，糟糕复杂的地质条件露出了本来面目，难题一个一个接踵而至：飘钻，钻孔精度根本无法保证；灌浆，达不到预期的效果；加固，对松软的堆积体作用不大……

　　一个月过去了，施工难以展开；两个月过去了，进度依然缓慢。

　　急则思变！联营体意识到传统基础开挖施工经验根本无法满足现场施工要求，要保证进度，必须组织技术公关。随后，爆破研究小组成立了，岩锚实验小组成立了，潘家铮、谭靖夷、刘克远等院士专家相继被请进场支招，一次次方案研讨，一次次现场实验……

　　历时5个月，一系列施工方案调整和技术革新终于见到了成效：缩小爆破梯段和预裂爆破工艺调整、深孔梯段接力延时顺序起爆等技术的应用，有效地保证了爆破效果；研制出的组合螺旋钻具、跟管钻具及其配套机具，有效地解决了高边坡堆积体深孔钻孔难题；在岩体破碎部位采用新型的荷载分散型锚索形式，有效地改善了锚索应力分布，减少了锚索长度，降低施工难度；采用土工布包裹注浆堵漏防腐技术，针对堆积体、破碎岩体锚索注浆，有效地解决了锚索注浆施工难题……

　　造孔、穿索、灌浆等一个个难题被相继攻破，施工进度上去了，施工质量有了保证。2003年8月24日，四三联营体不仅提前一周完成了右岸边坡1245高程控制节点， 11月15日，又提前45天达到1210高程坝肩槽节点目标，而且创造了边坡月开挖47万立方米、月拉运土石方55万立方米的小湾纪录，当年捧走电站建设综合评比第一的桂冠。为2004年10月25日电站提前一年实现截流目标创造了先决条件。

　　更值得大书特书的是，经过创新施工，电站坝肩开挖槽面平整，半孔率高达95%，施工质量受到专家的高度肯定。工程院院士谭靖夷曾言“施工企业的最高境界是把工程建设成艺术精品”，在小湾电站右岸坝肩槽前，谭院士首次使用了“艺术品”的赞誉：“我最满意的就是右岸坝肩槽开挖，看到预裂孔那么准确，我非常高兴。建议你们摄影记者，把右岸坝肩建基面预裂孔拍下来，成为一件‘艺术品’。我认为只有严格的管理、严格的施工工艺才能做到这一点。”

　　依托该项目形成的技术成果——《700米级高边坡及堆积体开挖锚固施工技术研究》得到了谭靖夷、马洪琪、张超然等多名院士和专家的高度评价，称“该技术代表国际领先水平”。

　　小湾电站边坡开挖锚固世界级难题的成功破解，不仅进一步提升了中国水电四局在基础开挖施工领域的核心竞争力，而且为“中国水电”进一步参与国际同类工程施工提供了强力技术支撑。 

　　自强树立世界高坝施工新标杆 

　　作为300米级特高拱坝，小湾电站首开世界之先河。在前无同类工程参考的前提下，电站主坝施工速度将为世界同类型坝体施工树立了一个新标杆。

　　电站开工之际，工程建设曾受到社会多方质疑，有人保守估计，要完成这样一个世界级的特大型水电工程，至少要15年～20年。

　　能否突破这一怀疑悖论的“怪圈”，关键要看超高边坡开挖和主坝混凝土浇筑的速度。当大江截流提前一年完成，当对700米高边坡施工的质疑声转化为慨叹时，主坝施工的速度便迅速成为业界内外关注的焦点。

　　2005年7月，中国水电四局携手国内另一支水电筑坝领域的劲旅——中国水电八局组成水电四八联营体，在激烈的投标中力挫群雄，以23.27亿元中标电站右岸大坝土建及金属结构安装工程，在电站主坝44个坝段中占到23个，混凝土浇筑总量488.43万立方米，占到总量的58.2%，同时要承担电站主坝全部混凝土的生产和运输任务。(2007年6月，由于工程置换，中国水电八局退出联营体，右岸主坝中国水电四局独自承担。)

　　挑战极限，创造辉煌，“中国水电”应时代的召唤，走进了打造世界水电之巅的主战场。

　　面对工程建设方要求当年实现电站主坝首仓浇筑的目标，联营体进点即打响“大干五个月，强化进度质量，确保主坝首仓开盘浇筑”的攻坚战。为保证施工的顺利进行，中国水电四局专门将经过三峡工程洗礼的浇筑队伍整建制转移至小湾。

　　虽说进场初期，机构建立、建章立制、人员调配、设备进场、浇筑备料等等任务繁重，压力巨大。2005年12月12日上午10时20分，当悬挂着“小湾主坝第一罐”鲜红条幅的缆机吊罐出现在电站上空时，“中国水电”人雷厉风行的工作风格让建设方看到了希望。

　　然而，在混凝土施工初期，受制缆机尚未全部投运、拌和楼生产尚未标准化生产、仓号衔接尚不紧密等等因素，进度并不理想。工程年浇筑要突破200万立方米巨大的混凝土工程量，施工强度是制约进度的根本因素，也是破解这一难题的核心。要提施工高强度，必须多方着手，没有科学的管理和敢于创新的精神根本无法做到。

　　危机换个角度就是机遇，挑战的压力也可成为战胜困难的动力。四局人立志克难，将提高大坝混凝土施工强度列为攻关课题，从混凝土生产、运输、浇筑三大工序逐个环节进行梳理，为使作业标准化，安排专人对混凝土浇筑过程中的混凝土车辆运输、运输车辆卸料、缆机落罐、缆机吊运、仓号内稳罐、仓内卸料、平仓、振捣和保温等各个环节的使用时间进行统计，根据统计时间分析各个环节中影响强度的因素，有针对性的进行整改。

　　为解决各工序的衔接，中国水电四局实施混凝土生产、运输、垂直吊运、浇筑“一条龙”浇筑模式，对混凝土施工全过程实行标准化、精细化管理，把混凝土生产、运输、吊运及振捣时间严格控制到秒，最大限度地避免了工序转接间时间的浪费。

　　为缩短转仓间隙期，中国水电四局创造实施了“无缝隙转仓法”，即A坝段正在进行混凝土浇筑的同时，B坝段混凝土浇筑前的各项备仓工作也在紧张开展，在完成A坝段混凝土浇筑工作后，便可以进行B坝段的浇筑工作，为不间断施工、持续高强度浇筑提供了保证。

　　为保证混凝土生产、运输设备的完好率，四局人将设备维护保养制、机长责任制、技术革新三者有机结合，全方位促进设备的完好率和利用率。特别是在世界最大缆机群(小湾缆机主索大最大跨距为1158米、吊钩扬程最大高350米、额定载荷30吨，高、低缆总共设6台，为目前世界上最大的缆机群)的运行管理中，针对设备运行实际，实施了多项技术创新，缆机固定式承码无线防撞系统研究与应用、缆机混凝土吊罐弧门自锁装置研究与应用、缆机牵引机构语音报警系统及提升机构增加本质安全下预限位的研究与应用、小湾电站缆机群连续高强度运行研究与应用等18项技术改造将缆机的平均利用率提高至96%。统计显示：在小湾主坝施工高峰期，四局700余台(套)设备用于生产，完好率高达96% ，利用率达到83.4%，充分发挥了机械设备在高强度混凝土浇筑施工至关重要、不可替代的作用。

　　此外，各施工环节周、月、年考核奖惩措施的实施及此起彼伏的劳动竞赛等等活动的开展，也在源源不断地将活力注入生产全过程。

　　自强产生动力，超越创造神奇。一系列针对性措施立竿见影，主坝形象日新月异。到2006年底，坝体施工最初被动的局面彻底得以改变，进度有了质的飞跃。2007年，水电四局完成主坝混凝土浇筑132.8万立方米，混凝土生产运输234.47万立方米；2008年，完成浇筑143.2万立方米，生产运输248.7万立方米；2009年，完成浇筑102.48万立方米，生产运输187万立方米，连续三年超额完成年度计划。2007年至2008年间，缆机日吊运大坝混凝土11330立方米、月吊运222357立方米和年吊运248.67万立方米，创国内水电建设高拱坝缆机日、月、年吊运混凝土最多新纪录，荣登“中国企业新纪录”。至2009年3月，水电四局在小湾工地创造了连续18个月混凝土生产运输超过20万立方米的高拱坝施工纪录。

　　主坝施工的快速推进，使工程于2008年12月、2009年6月顺利实现一、二期下闸蓄水目标，为小湾提前一年实现首台机组发电目标打下了坚实的基础。2010年3月6日，中国水电四局承担的右岸23个坝段率先全部达到设计高程，累计完成混凝土生产运输901万立方米，浇筑混凝土488.43万立方米，提前8个月完成建设方提出的计划目标，充分展示出“中国水电”驾驭世界级水电工程的管理水平和施工能力。

　　一坝衔岩、巍峨澜沧。51个月，294.5米双曲拱坝完成全部混凝土浇筑施工任务，中国人过人的胆识和豪迈在世界筑坝史上确立了一个同类坝型施工的新标杆。同时，这一速度为小湾工程11年完建，点亮胜利的曙光。小湾主坝的高速崛起，以无可辩驳的事实击碎了建设初期怀疑论者的“高调”，充分展现出工程建设各方的智慧和力量。

　　多措稳固世界高坝质量生命线

　　质量是工程的生命，是工程的灵魂。

　　小湾主坝施工中一系列世界级的难题，给施工质量提出了严峻挑战，也成为业界内外各方高度关注的焦点。

　　主坝混凝土浇筑以来，工程建设方不仅制定了一系列严谨细致的工艺措施，还聘请潘家铮、谭靖夷、马洪琪、张超然等一批国内院士及专家组成质量专家组，破解施工质量难题，并特聘世界权威质量专家哈罗德博士坐镇小湾，负责质量监督巡视……

　　不仅建设方对施工质量给予高度关注，施工方同样将施工质量列为工作的重中之重。

　　中国水电四局总经理王维斌、党委书记王争鸣数次深入工地检查指导工作，反复强调“小湾工程不仅肩负着四局发展的重要使命，也肩负着提升‘中国水电’品牌影响力的光荣使命。”核心就是要确保工程质量，把精品意识贯穿到施工的各个方面，把创建国家优质工程作为工作的落脚点。

　　能否为小湾电站主坝施工质量交出一份满意的答卷，书写答案的笔就掌握在每一位参建四局人的手中。四局小湾项目部的掌门人孙建明在重压下掷出豪言：一定不辱使命。

　　为保证主坝高质量崛起，中国水电四局小湾项目部将标准化管理与精细化管理有机结合，确立了“以科技创新为先导，以规范作业为手段，以全程控制为保障，”的工作思路，成立了以项目经理为第一责任人的质量管理机构，形成了党政领导齐抓共管、相关部门分工负责、全员参与质量管理的工作格局，建立了严格考核奖惩激励制度保障体系。

　　为加强和改进质量工作，项目部在常规管理的基础上，先后引进、创新推行仓号挂牌制度、施工质量“明白卡”制度、“十分钟开仓检查制度”、质检人员培训制度、大坝“仓面设计”及“施工工法”等一批行之有效的管理措施。

　　特别是项目部将科技创新和新技术应用作为施工质量的强力保障，取得了显著的效果。

　　小湾主坝混凝土温控是业界公认具有世界级挑战的技术难题。项目部组织课题攻关，根据小湾工区常年温度高的特点，通过一系列措施,保证混凝土出机口温度按不大于7摄氏度，出机口取样混凝土强度保证率高达90%～97%以上，并通过加装遮阳防雨蓬、喷雾降温等方式解决运输和现场混凝土升温问题，效果明显。同时，在大坝混凝土一期冷却中实行“精细化、个性化”温度控制，根据仓内混凝土温度实际情况(仪器监测)、进出水温差、通水时间段、混凝土标号等对通水流量实施个性化操作，当混凝土温度较高或处于最高温度出现之前时，根据不同标号将通水流量控制在最上限，之后将流量调至下限或更小，以确保混凝土温度缓慢均匀下降，有效解决了温度应力过大的问题。结果显示：混凝土内部最高温度严格控制在27摄氏度以下，低温季节最低降至22摄氏度，形成了较好的温度梯度，从而大幅度降低了温度应力，有效地遏制了裂缝的扩展。这种做法也得到了谭靖夷院士的赞誉，称“大坝温度控制达到了高水平”。

　　在固结灌浆上技术课题上形成的《小湾水电站特殊坝基地质条件下的固结灌浆施工和工艺探讨》，有效解决了电站主坝固结灌浆施工诸多难题。谭靖夷院士对该项施工给予高度评价：“大坝地基处理工程，固结灌浆或帷幕灌浆均满足或优于设计要求，对保证工程长期安全、降低坝基渗漏量具有重要意义……更可贵的是在混凝土盖重高达6～9米的条件下，已完成坝基固结灌浆约为8.86万米，至今未造成一个回路的坝内冷却水管失效，在水电施工中堪称奇迹。”

　　2005年以来，中国水电四局围绕主坝施工各环节，有超过180项科技创新成果和合理化建议应用于工程建设，参与的高拱坝施工技术专题研究、拱坝温控防裂措施等一批研究成果被列入国家“九五”技术攻关项目和国家科技成果。

　　科技创新成果的应用，有力地保证了坝体的施工质量。至小湾主坝全线封顶，中国水电四局共完成混凝土单元浇筑1792仓，经监理评定的单元工程合格率均为100%，混凝土单元工程优良率90.46%，单位工程优良率100%；预应力锚索优良率为98.15%；固结灌浆优良率为90.91%，帷幕灌浆优良率为97.06%，接缝灌浆优良率为9353%，排水孔优良率100%；金结安装优良率为100%，均高于国家标准和电站平均水平。109个“样板仓号”、7个“安全质量标准化作业面”和3个“样板工程”成为全工地的学习典范，连年折桂建设方“质量优胜单位”评比活动。

　　2007年2月4日，在右岸17号坝段，取得一根直径198毫米、长度为15.6米的完整混凝土芯样，该芯样穿过6个浇筑层、5个施工缝面，芯样表面光洁、气泡极少、骨料分布均匀、清晰可辨、层间胶结完整、结构密实，刷新了此前青云公司在三峡右岸大坝中取出的长15.08米芯样而成为“国内第一长芯”，并荣登2007年“中国企业新纪录”。试验表明：右岸大坝钻孔压水试验透水率为零，各强度等级混凝土抗压强度保证率均高于90%，大坝混凝土工程质量堪称优良。电力建设质量监督总站在对电站巡视后，称四局坝体施工“工艺水平居国内同类工程的先进水平。”

　　四局人的精品意识和对工程高度的责任感，加之严密的管理体系和科技创新能力不仅为建设方交出了一份满意的高质量答卷，而且也促使“中国水电”在世界级特高拱坝施工质量控制领域迈上了一个新的台阶。 

　　创新演绎世界高坝安全新传奇

　　地形陡峭、施工区地质构造复杂、施工空间狭窄、交叉作业施工干扰大。小湾恶劣、复杂的地质条件和施工条件，使其安全管理成为世界水电史上的难题。针对这些复杂性和诸多世界级难题，电站在开工前曾邀请美国、俄罗斯、意大利、法国、挪威等多国专家和国内张光斗、潘家铮、罗西北等水电施工领域的泰斗实地考察评估，工程被业界公认为是国内施工难度最大、安全风险系数最大的电站。被原国家电力公司评定为安全难度“五星级”水电工程。两院院士潘家铮曾用“战战兢兢、如临深渊、如履薄冰”等词语来形容工程建设的艰险。

　　在这样高难度、高风险的施工环境中，四局人大胆创新安全管理模式，走出了一条高风险下安全施工的新路子。

　　突出“预防”是中国水电四局小湾安全管理的基本指导思路，“一切安全事故都是可以避免的”的管理理念是横贯项目部上下的思想基础，“一个强化、一个支持、一个落实、三个坚决反对”是全员安全工作的原则，“零事故”是最终工作的目的。

　　在实际工作中，四局人进行了大胆的探索创新，不仅承继过往安全管理先进经验，建立完善“全员、全方位、全过程”横向到边、纵向到底的安全管理格局，而且创新形成了“预防问题-整改问题-落实问题-预防问题”的闭合安全管理模式。

　　在此基础上，安全管理的方式也发生了巨大的转变。推行“一人一卡”、“安全标准化图册”等方式进一步丰富了传统安全培训长效机制；“提前危险源辨识”、“安全应急救援预案编制”等工作的开展，将事故发生的可能性降到了最低；“温馨提示卡”、“安全知识明白卡”等日常提醒措施的实施，更加便于员工随时掌握工地安全注意要点；“开设安全违章教育室”、鼓励家属给违章人员写“亲情信”等手段，将安全管理的“铁腕”与“人性化”融会贯通，将直接管理和间接管理紧密结合，潜移默化中见神奇；“查隐患、提建议、堵漏洞”安全隐患举报活动更是极大地调动了全员参与安全管理的积极性和主动性。

　　以上方式的灵活应用，不仅强力促进了员工“要我安全”向“我要安全”的积极思想转变，也极大地促进了安全工作由被动管理向主动管理的转变。加之科技创新为安全提供的技术支撑和每年接近1000万元安全资金的大力投入，水电四局在小湾“高风险”施工环境下开辟出一片安全文明施工的新天地。

　　无论是在高边坡开挖施工阶段，还是主坝混凝土施工时期，中国水电四局在小湾电站始终保持了“无生产性死亡、无重大机械事故、无重大火灾事故”发生的安全生产施工状态，连年位居建设方安全工作评比前列，连年荣获云南省大理白族自治州人民政府、云南省南涧彝族自治县人民政府“安全生产先进单位”称号。四局人不仅在安全的环境中顺利推进了工程建设，而且将“中国水电”在特大型水电工程中的安全生产管理水平提到了一个崭新的高度。

　　更为可贵的是，中国水电四局在小湾工地形成的安全管理模式得到了地方政府和专家巡视组的高度肯定，已被广泛推介，在云南省内外推广实施，推动“中国水电”在更多行业和领域产生积极影响。

　　沐浴初春东升的旭阳，远眺群山环抱的小湾，一坝两库绵延百里，犹如腾飞的巨龙。这是中国水电人10年不懈，以非凡的创造力、凝聚力和战斗力，缔造的又一水电建设奇迹，是一座能带给世界启示的伟大工程。诚如中国工程院院士陆佑楣所说：“小湾水电站是世界筑坝史上的一座高峰，小湾工程应该成为高拱坝建设理论和实践的借鉴。”“中国水电”作为电站的主要建设者之一，面对工程施工带来的困难和挑战，广大建设者励志亮剑，自强超越，克难攻坚，不辱使命，其在工程建设中形成的实践和经验，必将为世界水电目光所聚焦。

　　“小湾电站是一座宏伟的工程，尤其是那座全世界最高的双曲拱坝，是人类现代文明的体现和高科技的结晶。”此刻，重温中国科学院、中国工程院院士潘家铮当年说过的话：“小湾电站建成后，不是中国人去外国学习水电建设，而是外国人到中国学习水电建设。”作为电站建设者，心中有一种别样的温暖和骄傲。(作者：郭明星 杜志鹏)