在四川省中西部，有一條奔騰不息的河流——大渡河。流域地形復(fù)雜多變，地勢險峻，水流洶涌澎湃，素有“大渡天險”之稱。它，不僅是一條自然之河，更是一條歷史之河，英雄之河?！按蠖蓸驒M鐵索寒”，描繪紅軍在瀘定橋上英勇戰(zhàn)斗的壯舉，也成為激勵后人不斷前行的精神力量。
中國電建成都院傳承紅色基因，在大渡河流域規(guī)劃并建設(shè)了一系列水電工程和新能源項目。從上世紀(jì)50年代開始大渡河水力資源普查，到大渡河首座大型水電站龔嘴，再到正在建設(shè)的世界第一高壩雙江口水電站，無不見證能源報國的使命擔(dān)當(dāng)，并將為大渡河流域水風(fēng)光一體化清潔能源基地高質(zhì)量建設(shè)作出新的貢獻(xiàn)。12月29日，一聲號令后，大渡河硬梁包水輪機(jī)巨大的轟鳴聲響徹冬日寂靜的山谷，仿佛訴說著建設(shè)者的艱辛與榮耀。
此刻的大渡河峽谷被白雪覆蓋，一片銀裝素裹。宏偉的水電站在冰雪的映襯下，傲然屹立于山水之間。
不懼挑戰(zhàn)，綠色引擎帶來的蛻變
硬梁包水電站自2019年開工建設(shè)以來，已成為綠色發(fā)展的標(biāo)志性工程。盡管裝機(jī)規(guī)模并不巨大，但在設(shè)計與建設(shè)難度上卻達(dá)到國內(nèi)甚至全球之冠。
項目地質(zhì)條件堪稱“先天不足”，工程區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，且地震烈度高達(dá)Ⅷ度，這為施工帶來了極大不確定性；長引水隧洞規(guī)模首屈一指，首部樞紐大壩位于深厚覆蓋層的復(fù)雜地基之上，項目本身的高規(guī)格與高標(biāo)準(zhǔn)要求，對勘測設(shè)計工作提出了新挑戰(zhàn)；變化莫測的天氣狀況以及頻發(fā)的自然災(zāi)害，為工程建設(shè)推進(jìn)陡增難度。
工程的規(guī)劃論證和勘測設(shè)計者——成都院團(tuán)隊堅定地迎難而上，展現(xiàn)出非凡的智慧與勇氣，攻克了一個又一個技術(shù)難題，確保了工程穩(wěn)步推進(jìn)。
硬梁包設(shè)計項目經(jīng)理尹建輝介紹，在勘測設(shè)計階段，項目主要難點(diǎn)集中在長引水系統(tǒng)的建設(shè)和首部樞紐的設(shè)計上，概括為“三超”特點(diǎn)：“超規(guī)范”，原本依據(jù)規(guī)范設(shè)計的支護(hù)措施，在面對不斷揭示的復(fù)雜地質(zhì)條件和諸如軟巖大變形、塌方、突泥涌水等工程難題時，不得不逐步加強(qiáng)至遠(yuǎn)超規(guī)范要求的程度；“超經(jīng)驗”，盡管參與工程建設(shè)的設(shè)計、施工、監(jiān)理團(tuán)隊均是國內(nèi)一流，擁有豐富經(jīng)驗，但在實(shí)際施工過程中仍需不斷摸索，以應(yīng)對層出不窮的問題；“超認(rèn)知”，自工程啟動以來，設(shè)計方案、支護(hù)措施和施工方案等都要隨著新問題的出現(xiàn)而不斷優(yōu)化和加強(qiáng)，反映出對工程復(fù)雜性的持續(xù)認(rèn)知升級。
作為國家“十三五”重點(diǎn)水電項目，硬梁包水電站不僅是清潔能源供應(yīng)重要來源，更承載著推動“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的使命。其年發(fā)電量可達(dá)51.8億千瓦時，相當(dāng)于每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約200萬噸，減少碳排放約480萬噸，顯著推動溫室氣體減排，為環(huán)境保護(hù)貢獻(xiàn)力量。同時，硬梁包水電站地理位置優(yōu)越，靠近負(fù)荷中心，其開發(fā)和運(yùn)營積極響應(yīng)國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略及四川省能源產(chǎn)業(yè)政策，成為推動四川乃至全國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)。
除了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，硬梁包水電站還具備深遠(yuǎn)的社會意義。項目的實(shí)施不僅帶動了地方勞動就業(yè)，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)多元化發(fā)展，更為脫貧攻堅和涉藏區(qū)跨越式發(fā)展提供了有力支持。它不僅是技術(shù)創(chuàng)新的結(jié)晶，更是可持續(xù)發(fā)展的生動實(shí)踐，照亮了人類邁向綠色未來的道路。
創(chuàng)新精進(jìn)，復(fù)雜條件下的解決之道
硬梁包水電站的長引水方案，是一次深思熟慮的選擇。
在2007年的開發(fā)方式研究中，考慮到高壩方案會淹沒上游5公里地區(qū)人口聚居地，以及可能淹沒從大壩到瀘定縣河兩岸的耕地，團(tuán)隊決定采用長引水方案，以減少對當(dāng)?shù)鼐用裆詈娃r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。這一決策，既高度重視環(huán)境保護(hù)，也是對資源的合理利用，為大渡河上第一個大型長引水水電站建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。
硬梁包設(shè)計總工程師王鋒回憶，在方案塵埃落定后，真正的挑戰(zhàn)隨之而來。為實(shí)現(xiàn)水源的跨地形遠(yuǎn)距離輸送，團(tuán)隊精心設(shè)計了引水隧洞系統(tǒng)，采用雙隧洞平行布局，巧妙規(guī)避磨子溝、茶園溝、加郡溝等地形障礙，確保隧洞以繞行方式穿越，這一創(chuàng)舉不僅彰顯了工程技術(shù)的精妙，更體現(xiàn)了對自然環(huán)境的尊重與和諧共生。隧洞系統(tǒng)平均延伸14.4千米，其最大埋深達(dá)到驚人的830米，而最大開挖直徑更是突破性地達(dá)到了16.7米，為國內(nèi)最大，這一規(guī)模在全球范圍內(nèi)也屬罕見。
盡管如此，引水隧洞的非凡之處遠(yuǎn)不止于此。由于需穿越三條深厚覆蓋層的沖溝，而過溝段上覆巖體薄弱，易引發(fā)突水等地質(zhì)難題，加之地質(zhì)條件復(fù)雜，洞室跨度巨大。尤為棘手的是，隧洞內(nèi)廣泛分布著蝕變巖體，尤其是高嶺土化蝕變巖體，其強(qiáng)度極低，遇水即軟，為施工帶來極大不便與風(fēng)險。
卓越的專業(yè)能力與創(chuàng)新精神此刻得以發(fā)揮。首屆國家卓越工程師、全國工程勘察設(shè)計大師、成都院專家委員會主任王仁坤多次奔赴現(xiàn)場，研究解決復(fù)雜而緊急問題。依托綜合物探技術(shù)與地質(zhì)預(yù)判能力，深入開展地質(zhì)超前預(yù)報工作，并針對蝕變巖體開展專項工程實(shí)驗性研究，力求為隧洞的安全掘進(jìn)與支護(hù)設(shè)計提供堅實(shí)的科學(xué)依據(jù)。
工程由首部樞紐、引水工程、廠房樞紐三部分組成，采用側(cè)向進(jìn)水、正向沖砂泄洪的方式。其中混泥土閘壩設(shè)置在左岸組合床，由一孔生態(tài)流量泄放閘，五孔沖砂泄洪閘，壩軸線總長度476米。壩型的選擇不僅考慮到硬梁包地區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)條件和高地震烈度，也考慮到經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。一方面基于成熟的技術(shù)，面板堆石壩具有良好的適應(yīng)性和抗震性能，另一方面可以將隧道挖掘的材料用來填筑大壩，既節(jié)約了成本，提高了施工效率，又能最大降低對環(huán)境影響。
首部樞紐的設(shè)計與建設(shè)是硬梁包遭遇的第二大難題。首部樞紐混凝土閘壩高41米，高地震烈度區(qū)深厚覆蓋層復(fù)雜地基閘壩規(guī)模位居世界前列；泄流建筑物最大下泄單寬流量84.3立方米/秒，為深厚覆蓋層在建閘壩中最高；“側(cè)向取水，正向沖沙”布置，進(jìn)水口寬度120米，同類工程中最寬，沖沙設(shè)計難度大；首部樞紐閘壩基礎(chǔ)覆蓋層深厚（最深129.7米），且層次結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在承載力低、不均勻變形、砂層液化、抗滑穩(wěn)定、滲漏及滲透穩(wěn)定、消能防沖等工程問題，基礎(chǔ)處理設(shè)計及施工難度顯而易見。對此，成都院聯(lián)合國內(nèi)知名高校及科研機(jī)構(gòu)、開展大壩基礎(chǔ)覆蓋層動力層研究工作，為硬梁包壩體的抗震安全提供保障，也在一定程度上推進(jìn)了水電行業(yè)大壩抗震設(shè)計及深基礎(chǔ)處理技術(shù)的進(jìn)步。
追求卓越，奉獻(xiàn)給山河的本色追求
自開工以來，硬梁包水電站經(jīng)歷了包括漢源4.8級地震和瀘定6.8級地震在內(nèi)的多次地震，這對工程的安全、進(jìn)度和投資產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。據(jù)統(tǒng)計，引水隧洞施工期間共發(fā)生了6次較大規(guī)模的塌方和突泥涌水事件，極大增加了施工難度和安全風(fēng)險。
項目部組織設(shè)計人員積極研究解決方案，采取多種措施，包括超前地質(zhì)預(yù)報、多源數(shù)據(jù)融合和全方位動態(tài)感知等手段。針對引水隧洞支洞的施工問題，項目部最終選擇繞線方案，最大限度地降低塌方、突泥涌水等對工程帶來的不利影響，并成功避開了塌腔區(qū)域，改善了圍巖條件。
在處理引水隧洞軟巖大變形問題時，項目部采用了“三向三階段”的設(shè)計控制準(zhǔn)則，通過數(shù)值計算確保隧洞軸向、徑向變形和圍巖塑性區(qū)深度得到有效控制。此外，團(tuán)隊還模擬了不同的支護(hù)方案，以確保開挖支護(hù)要求得到明確。通過綜合運(yùn)用“新奧法”和“新意法”的優(yōu)點(diǎn)，克服了超大斷面隧洞蝕變巖和頻繁地震導(dǎo)致的塌方、突泥、涌水等難題。
項目成功應(yīng)對引水隧洞的突泥涌水災(zāi)害的經(jīng)驗，證實(shí)了加強(qiáng)沿線勘測工作和超前地質(zhì)預(yù)報是預(yù)防此類災(zāi)害發(fā)生的有效途徑。此外，強(qiáng)化泥涌水臨災(zāi)預(yù)警工作同樣至關(guān)重要，以確保工程安全。這一成功案例為水電工程建設(shè)提供了重要的借鑒，展示了在復(fù)雜多變的地質(zhì)條件和災(zāi)害頻發(fā)的環(huán)境中，通過精心設(shè)計、科學(xué)管理和技術(shù)創(chuàng)新，水電工程可以安全穩(wěn)定推進(jìn)。
2024年的汛期比以往來得更早，也更猛烈，超標(biāo)準(zhǔn)河水流量，不僅考驗著項目團(tuán)隊的應(yīng)急反應(yīng)能力，更是對整個工程安全性的一次嚴(yán)峻考驗。水位達(dá)到了前所未有的6000毫米，超過了設(shè)計時規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)水位5500毫米，隨著洪水而來的還有泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，施工現(xiàn)場籠罩與危險之中。
為了應(yīng)對可能的突發(fā)情況，項目團(tuán)隊決定將圍堰加高1米，這一措施有效提高了抵御洪水的能力。與此同時，大壩澆筑至頂?shù)墓ぷ饕簿o鑼密鼓地完成了，大大增強(qiáng)了整個大壩的安全性。為了進(jìn)一步加強(qiáng)防洪措施，項目部還專門組建了一支由專家組成的巡查小組，每天對施工現(xiàn)場進(jìn)行細(xì)致的巡查，特別是對首部施工區(qū)域的重點(diǎn)防滲水部位進(jìn)行了嚴(yán)密監(jiān)控。
項目部成員每天輪流巡查，不論是白天還是夜晚，他們都堅守在第一線，確保每一項措施都能落到實(shí)處。經(jīng)過一系列的努力，項目不僅成功抵御住了超標(biāo)準(zhǔn)洪水的沖擊，而且在保證工程質(zhì)量和安全的前提下，完成了既定的施工任務(wù)。
硬梁包項目部積極投身科技創(chuàng)新工作，充分利用項目的特點(diǎn)和難點(diǎn)，組織各專業(yè)團(tuán)隊針對復(fù)雜地質(zhì)條件下大型隧洞開挖支護(hù)及襯砌結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)、振沖碎石樁施工及質(zhì)量檢測智能控制系統(tǒng)、高地震烈度區(qū)壩基砂層液化影響及處理工程技術(shù)、蝕變巖發(fā)育特征及工程適應(yīng)性、復(fù)雜構(gòu)造背景下大型洞群物理數(shù)值仿真與動態(tài)設(shè)計等多個領(lǐng)域展開深入研究。
項目部緊密結(jié)合工程需求，取得了多項重大技術(shù)創(chuàng)新成果，包括獲得“可液化砂土層防液化方法”“預(yù)制混凝土排水樁”“消力池護(hù)坦底板排水結(jié)構(gòu)”等發(fā)明專利授權(quán)。堅持以質(zhì)量為核心，嚴(yán)格把控勘測設(shè)計產(chǎn)品質(zhì)量，充分利用成都院的技術(shù)優(yōu)勢，從前期策劃到過程控制再到成果評審，每一步都力求精益求精。通過這些技術(shù)創(chuàng)新和高質(zhì)量的研究成果，硬梁包水電站不僅在技術(shù)上取得了突破，還為水電行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新樹立了標(biāo)桿。
今天，硬梁包水電站在諸多洗禮之后，如同大渡河上的璀璨明珠，閃耀于群山峽谷之間，綻放出絢爛奪目的光彩。
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