世界第二大水電站白鶴灘水電工程探訪

巍巍白鶴灘鎮(zhèn)地勢(shì)東高西低，呈陡坡次遞延展至金沙江邊，曾是古代重要軍事渡口。這個(gè)位于滇蜀交界地帶的僻壤小鎮(zhèn)如今卻被連片的燈火映照得流光溢彩。

位于四川省寧南縣和云南省巧家縣交界處的白鶴灘水電站，是僅次于三峽電站的全球第二大水電站，也是金沙江下游干流河段梯級(jí)開(kāi)發(fā)的第二個(gè)梯級(jí)電站，擬裝機(jī)容量1600萬(wàn)千瓦，建成后將成為國(guó)家能源戰(zhàn)略布局“西電東送”的骨干電源點(diǎn)。當(dāng)前，來(lái)自全國(guó)多個(gè)水電建設(shè)的精英團(tuán)隊(duì)正相聚在這里共筑歷史工程，其中，右岸電站已至建設(shè)高峰。

凝心聚力創(chuàng)新施工工藝

在沒(méi)有一絲自然光的山體內(nèi)部，許多盞大功率的照明燈讓整個(gè)空間略顯明亮。一輛巨大的吊車(chē)正吊起一間教室般大小、約兩人高的橢圓形鋼管，上下幾次，仿佛很難找到合適的位置。旁邊護(hù)欄上，“必須戴安全帽、必須戴防塵口罩、必須戴防護(hù)口罩、必須戴防護(hù)眼鏡”的圖標(biāo)醒目地提示著工程的特殊性。從護(hù)欄處往下看，8個(gè)一字排開(kāi)的方形大坑向遠(yuǎn)處延伸……

白鶴灘水電工程右岸電站已經(jīng)進(jìn)入水輪機(jī)蝸殼安裝階段。橢圓形鋼管經(jīng)過(guò)焊接，將成為水力發(fā)電的重要設(shè)備———蝸殼。中國(guó)能建葛洲壩三峽建設(shè)公司（以下簡(jiǎn)稱“葛洲壩三峽公司”）白鶴灘施工局施工管理部副部長(zhǎng)任宏偉介紹說(shuō)，8個(gè)大坑就是蝸殼安裝的位置，每臺(tái)蝸殼共需要706節(jié)鋼管焊接而成，單個(gè)鋼管直徑約10米，重約1900噸。

“白鶴灘水電工程左、右岸地下廠房各布置8臺(tái)單機(jī)容量100萬(wàn)千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組，現(xiàn)階段不管是金屬結(jié)構(gòu)安裝還是混凝土施工的體量都非常大。”任宏偉說(shuō)。

傳統(tǒng)的蝸殼安裝是將蝸殼所用的一片片鋼材在現(xiàn)場(chǎng)焊接，要通過(guò)臺(tái)車(chē)翻身等復(fù)雜的工藝，而白鶴灘工程采用了新型的施工工藝———壓力鋼管組圓臺(tái)車(chē)，在地下廠房外的寬闊地帶搭建廠房，將經(jīng)過(guò)自動(dòng)化焊接、鋼管焊前焊后檢測(cè)、加勁環(huán)組裝焊接的壓力鋼管直接運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，大大降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了隧洞內(nèi)人工組圓的安全問(wèn)題。記者在組圓車(chē)間看到，正在焊接的鋼管由3個(gè)瓦片組成，在一個(gè)固定的軌道上，工人將瓦片擺放在兩邊并調(diào)好，焊接小車(chē)自動(dòng)沿軌道上行完成焊接。

從地下廠房驅(qū)車(chē)大約10分鐘，記者到達(dá)了海拔1145米的平臺(tái)，從這個(gè)平臺(tái)可以俯視整個(gè)白鶴灘工程，也可以看到母線豎井施工現(xiàn)場(chǎng)。

“藏”于山體內(nèi)部的水電站地下廠房需要與外界通風(fēng)、引水，因此豎井非常重要。白鶴灘水電站共需開(kāi)挖出線豎井2個(gè)，排風(fēng)豎井2個(gè)、進(jìn)風(fēng)豎井2個(gè)，引水豎井8個(gè)，共計(jì)14個(gè)豎井。葛洲壩三峽公司白鶴灘施工局副局長(zhǎng)潘盡華告訴記者，現(xiàn)代大型水電站施工中，立模板、搭臺(tái)架的豎井施工方式已經(jīng)被淘汰，普遍采用滑模進(jìn)行。

記者看到，滑模其實(shí)是用幾根鋼絲繩吊在井中的平臺(tái)，與井壁保持很近的距離，工人在平臺(tái)上，襯砌鋼筋、混凝土澆筑、埋件、抹面等井圈結(jié)構(gòu)工藝一次完成。

“滑模施工的過(guò)程中需要保持滑模平臺(tái)的平穩(wěn)上升和垂直度，在傳統(tǒng)的施工過(guò)程中，需要人不斷介入進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)整。我們研發(fā)了‘滑模平臺(tái)姿態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)’，該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)的姿態(tài)，運(yùn)行中如果發(fā)生偏移和扭轉(zhuǎn)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。”潘盡華介紹說(shuō)。

此外，施工局獨(dú)創(chuàng)的集載人、載物系統(tǒng)為一體的高架門(mén)機(jī)屬于新研發(fā)深豎井施工專(zhuān)用提升設(shè)備，填補(bǔ)了水電站深豎井施工提升設(shè)備空白，該技術(shù)使現(xiàn)在作業(yè)人員，包括設(shè)計(jì)業(yè)主、監(jiān)理能全部進(jìn)入到井內(nèi)直接管控，實(shí)現(xiàn)了豎井安全、高效的施工。

眾志成城應(yīng)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)

位處群山之中，白鶴灘水電站工程場(chǎng)內(nèi)交通多是開(kāi)鑿的隧洞。由于施工通道布置復(fù)雜，地下洞室埋深大、通透性差，且多工作面、多工序持續(xù)平行交叉作業(yè)，施工環(huán)境要求高，施工通風(fēng)難度大。

“傳統(tǒng)射流風(fēng)機(jī)通風(fēng)的布置方法無(wú)法滿足白鶴灘右岸電站地下廠房洞室群的通風(fēng)需求，因此我們大膽創(chuàng)新，采用前期施工的排風(fēng)洞集中抽排，通風(fēng)采用瑞典進(jìn)口風(fēng)機(jī)在洞外抽取新鮮空氣，通過(guò)風(fēng)筒輸送至各工作面。”葛洲壩三峽公司白鶴灘施工局工程技術(shù)部部長(zhǎng)李英介紹。

白鶴灘水電站右岸的山名曰馬脖子山，位于云南省境內(nèi)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)主要為玄武巖。

玄武巖即為火山噴發(fā)后形成凝固堆積的巖石，中間夾雜泥沙碎石，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，地應(yīng)力高，容易變形偏移。在巖石地下工程中，由于受開(kāi)挖影響而發(fā)生應(yīng)力狀態(tài)改變的周?chē)鷰r體，稱為圍巖。白鶴灘右岸地下廠房在地質(zhì)巖性上曾出現(xiàn)了世界的難題，葛洲壩三峽公司白鶴灘施工局針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下圍巖變形控制方面進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新。

“我們?cè)谑┕み^(guò)程中優(yōu)化施工方案，通過(guò)控制爆破振動(dòng)、加快支護(hù)時(shí)效等手段控制圍巖變形。”李英告訴記者，水電站地下廠房開(kāi)挖方式通常采用整體預(yù)裂后爆破。為防止圍巖變形，白鶴灘施工將爆破規(guī)模減小，采用薄分層、邊墻預(yù)裂加兩側(cè)預(yù)留保護(hù)層開(kāi)挖方法，即先把中間開(kāi)挖完成，然后左右兩邊留保護(hù)層再進(jìn)行第二輪開(kāi)挖，最后一層再用精細(xì)的手工鉆來(lái)開(kāi)挖，解決了爆破振動(dòng)對(duì)圍巖穩(wěn)定性影響大、超挖嚴(yán)重的問(wèn)題。

巖錨梁是地下廠房開(kāi)挖中最關(guān)鍵技術(shù)。巖錨梁是利用一定深度的注漿長(zhǎng)錨桿將鋼筋混凝土梁體牢牢地錨固在巖石上，作用是安裝橋機(jī)，后期設(shè)備吊裝都是靠橋機(jī)完成。它是一項(xiàng)集光面（預(yù)裂）爆破、錨固技術(shù)，混凝土技術(shù)，應(yīng)力、應(yīng)變和位移量測(cè)技術(shù)于一體的綜合性施工技術(shù)。工程采用樹(shù)脂錨桿和噴鋼纖維混凝土對(duì)巖錨梁保護(hù)層外側(cè)直立面進(jìn)行臨時(shí)封閉，保證巖錨梁開(kāi)挖成型效果。

記者從昏暗的隧道中出來(lái)，眼前陡然一亮，很快伴隨而來(lái)的是對(duì)高山上施工的驚嘆。仰望處，山體就像垂直的梯田，被分解為一條條、一層層，高達(dá)千米，幾個(gè)藍(lán)色、黃色的大型機(jī)械設(shè)備正在作業(yè)。據(jù)了解，這是入水口混凝土澆筑現(xiàn)場(chǎng)。

“進(jìn)水口因?yàn)槲恢酶唢L(fēng)很大，混凝土被風(fēng)一吹就會(huì)飄散，因此我們采用可移動(dòng)式溜管進(jìn)行混凝土入倉(cāng)，稱為‘可旋轉(zhuǎn)式混凝土下料系統(tǒng)’，大大減小了風(fēng)對(duì)混凝土入倉(cāng)的影響。”任宏偉介紹說(shuō)，混凝土入倉(cāng)后，將通過(guò)伸縮式布料機(jī)輸送至指定位置，伸縮式布料機(jī)也是白鶴灘工程的技術(shù)亮點(diǎn)。“過(guò)去采用門(mén)機(jī)掛罐的方式，要花費(fèi)三倍以上時(shí)間。”

在引水口里面看不到的引水隧洞上平段，記者被告知里面還有幾臺(tái)液壓伸縮橫向移動(dòng)襯砌臺(tái)車(chē)。引水隧洞共有8條，用普通臺(tái)車(chē)從一個(gè)隧洞到另一個(gè)隧洞需要拆卸，不但花費(fèi)時(shí)間和成本，還影響臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)的完整性。有了伸縮臺(tái)車(chē)，就可以縮小后直接過(guò)洞。