治水安邦，兴水为民，强基固坝，江河安澜。
时值盛夏，骄阳似火，位于四川阿坝理县的杂谷脑河畔，草木苍翠，云蒸霞蔚，葳蕤生香。
在杂谷脑河上的狮子坪水库大坝，冲击钻、抓斗、双轮铣等数十台大型设备呈一字排开，履带吊车、挖掘机往来穿梭,数百名工人忙碌紧张作业,掀起了施工大干热潮，由建筑央企中国水电基础局(以下简称:水电基础局)实施的国内首例高坝“心脏移植手术”正在紧锣密鼓开展。
图为空中俯瞰理县杂谷脑河狮子坪水库大坝施工现场。
震后大坝患上“疑难症”,寻根溯源打“CT”
“岷山导江,东别为沱”发源于鹧鸪山南麓的杂谷脑河古称沱水,是岷江的重要支流,四千多年前,大禹在这里创造治水首功。因其贯穿阿坝藏族羌族自治州的理县全境,孕育了独特浓郁的藏羌文化,也被视为理县的母亲河。
为缓解当地电力紧张局面,当地政府充分利用其水力资源丰富的优势,对杂谷脑河制定了“一库七级”水电站梯级开发规划,而狮子坪水电站就是第一级,也是杂谷脑河梯级水电站开发的龙头水库,对当地经济社会发展的具有重要支撑作用。
2008年“5.12”汶川地震,狮子坪大坝受到一定损坏,坝基灌浆廊道底部产生裂缝,廊道内有较大面积渗水现象,四川华电杂谷脑水电开发公司高度重视,第一时间进行了应急加固,并达到了预期效果。自水库在二期蓄水以来,狮子坪大坝出现砾石土心墙防渗性能差和不均匀沉降变形等问题,坝基灌浆廊道出现偏转和压剪破坏,且裂缝扩展,渗水量持续增大,开展隐患治理迫在眉睫。
基实方立千秋,中流还看砥柱。为彻底根治大坝渗漏问题,2021年四川华电杂谷脑水电开发公司邀请水电基础局对大坝进行全面的勘探分析,对大坝进行全方位的“CT检查”。
“坝基廊道内做钻孔勘探,水压很大,半米高的水柱不停地往上涌,水淹到膝盖,我们穿着雨衣、雨鞋就泡在水里面施工,下了很大决心一定要把事儿做好,一定不能砸了“中国基础”的牌子,现在经过坝体基础廊道加固灌浆和充填灌浆,几乎做到了滴水不漏的效果”。说起当时的情形,项目负责人原伟记忆深刻。
经过对大坝综合勘察,对大坝坝体和坝基检测分析,初步诊断为心墙局部存在渗漏通道,坝基灌浆廊道混凝土与防渗墙接触部位存在渗漏通道,廊道基础覆盖层及周边高塑性接触黏土局部存在空腔。受坝体填筑和蓄水影响,坝基廊道产生偏向下游的沉降变形,导致廊道内衬段下游侧局部压屈破坏,廊道混凝土局部破损渗水。
根源找到了,关键在于对症下药。经过多次专家咨询会商,确定了在大坝心墙内新建防渗墙,并与原坝基防渗墙通过搭接灌浆的方式形成防渗体系的治理方案,形象地讲就是给大坝做“心脏移植手术”。
在坝体内新建一道深度达143米的混凝土防渗墙是这台手术成败的关键。放眼国内,要在高136米的大坝上修建混凝土防渗墙,尚属首例。
图为施工作业现场一片忙碌。
挂号基础处理“老专家”,精益求精“研秘方”
十成百米防渗深墙,九成“中国基础”创造。
作为中国电建的绝对控股子企业和专业工程公司,水电基础局在防渗墙施工领域,先后建造了冶勒电站、下坂地水利枢纽、旁多水利枢纽、大河沿水库、东台子水库、那河水利枢纽等百米级超深防渗墙,占国内百米超深防渗墙的九成以上,其核心技术先后荣获10余项国家科技进步奖、近50项省部级科技奖项,是国内基础处理领域当之无愧的“老专家”。
作为国内基础处理行业的领军企业,水电基础局在水电基础处理领域拥有着绝对领先的技术储备、施工设备和人才优势,在基础处理领域拥有多项世界纪录。
江河有源,治水无疆。从1959年参建华北地区最大水库密云水库,创造国内第一道槽孔型防渗墙起家,到参建国内规模最大水电站长江三峡水利枢纽工程,完成二期围堰中难度最大的防渗体系建设,以及黄河小浪底主坝防渗墙建设,再到西藏旁多、新疆大河沿水利工程,以201米和186.15米创造防渗墙深度世界纪录。水电基础局在国内基础处理领域积淀了一系列的施工经验,积累了成套核心技术,奠定了如今的行业龙头地位。
工欲善其事,必先利其器。相较于大坝建设初期,在原始地层建造超深防渗墙而言,在坝体内建造百米级混凝土防渗墙,面临诸多挑战。近年来,水电基础局立足基础处理主业,在病险库治理领域开展科研攻关,取得了重大成果。
在鲁甸“8.3”地震的红石岩堰塞体上,成功垂直建造1.2米厚、136米深的混凝土防渗墙,将堰塞体改造成挡水坝,整治难度达到世界级,是世界首例“除害兴利、变废为宝”地震堰塞坝整治工程。水电基础局解决了复杂环境下堰塞坝防渗结构灌浆施工等关键技术难题,同时正在推进国家重点研发计划项目课题——堰塞坝改良加固专用技术与装备研发。
华山沟水电站大坝病害治理工程为首例建成坝体再造超深混凝土防渗墙,是国家能源局大坝中心督办的重点项目,水电基础局以161.75米的防渗墙施工成墙深度,刷新了世界病险库治理防渗墙深度记录。目前,大坝经受住了蓄水考验,重获新生,成功摘掉“病险”帽子。
同时,水电基础局还参与完成了上百座病险除险加固。这些病险治理领域的突破,为狮子坪高坝“心脏移植手术”积累了理论和实践经验。
超级团队操刀“心脏移植术”,步步为营“显真功”
艰难方显勇毅,磨砺始得玉成。
在坝体再造混凝土防渗墙,大坝本身面临劈裂、变形、沉降的风险,加之坝体局部存在部分空腔,极易造成防渗造孔中集中跑浆漏浆问题。同时新建防渗墙与坝底廊道设计最短距离只有2.75米,确保成槽孔斜精度对“手术”十分重要,如果造孔偏至廊道,整个大坝将面临报废风险。
知之非难,行之惟艰。为确保手术万无一失,水电基础局在总部成立了项目专家组,专家组成员均为基础处理领域的正高级工程师,为项目团队提供强有力的后方支援。同时选派青年骨干担任团队关键角色,项目负责人原伟参加多个应急抢险工程,具有丰富抢险施工经验;项目常务副经理刘保柱参加了旁多、红石岩等多个百米级混凝土防渗墙项目施工,是公司基础处理青年技术骨干;现场生产负责人周建华具有近30年的基础处理施工经验,对基础处理技术掌握相当娴熟。
“手术”分两阶段实施,第一阶段打“石膏支架”,对坝基廊道二次衬砌段渗漏水进行封堵灌浆,对原坝基防渗墙顶部变形拉裂缺陷部位进行补强灌浆,并对廊道底板与覆盖层接触部位局部脱空区域进行充填灌浆,提高坝基的稳固性,再在新建防渗墙两侧进行充填灌浆,以提高大坝挡水安全性和心墙密实性。
第二阶段,实现“心脏移植”。通过在大坝上再造防渗墙,与原坝基防渗墙在坝基廊道内通过搭接灌浆的方式形成全封闭防渗帷幕。同时,在坝基灌浆廊道、大坝坝体、施工交通工程和渣场工程等部分设置了18个监测点,定期对大坝进行沉降检测,确保大坝绝对安全。
“漏浆了、漏浆了！”3月27日,在施工过程中,当河床段槽孔钻至115米时,先后相继出现个别槽孔串浆漏浆现象,随即全断面槽孔浆面突降,情况十分紧急,如果不及时处理,槽孔没有泥浆护壁情况下,将导致大坝出现劈裂隐患。
项目团队迅即组织应急处理,现场所有机组立即停止作业,观测所有正在造孔的浆面,对明显下降的槽孔采取精准封堵措施,仅半天时间就堵住了漏浆点。测量人员对大坝及廊道进行监测,大坝未出现异常。经过与公司专家组会商,项目进一步优化施工工艺,防渗墙施工从两期施工优化为三期施工,进一步缩小同时造孔面积,降低造孔浆压和造孔漏浆的概率,以及漏浆带来的隐患。
为进一步确保施工进度,项目调集了冲击钻、抓斗、液压铣等防渗墙造孔的各类施工设备,结合大坝地层钻探工况,多种设备同台竞技,提高了施工效率。目前,这台“手术”进度已过半,预计今年9月大坝将重获“心”生,一颗崭新、坚实的心脏将守护大坝安全。
兴水利,除水患,保安澜,惠民生。大禹治水的精神和源源不断的杂谷脑河一脉相承,从上古流向现代,流淌在每一位治水人的血液里,又从现代奔向未来,流入浩荡的历史长河中。
“治水为民，功在当代，利在千秋。到2025年底，全国1.94万座病险水库要完成除险加固，我们将始终牢记习近平总书记对水利事业发展的重要指示批示精神，胸怀国之大者，立足基础处理主业，发挥专业优势，打造国内病险水库处理第一品牌，治愈更多病坝，让水润民生，福泽百姓。”中国电建水电基础局党委书记、董事长刘建发庄严承诺。
