从长江到金沙江,从全球最大的水利枢纽三峡工程到世界最大绿色能源基地——乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝梯级水电站建设,一座座水电站拔地而出,中国水电实现了从无到有、从追赶到领跑、从人工到智能建造的华丽蜕变。在攻克千万千瓦级巨型水电站建设的一系列难题中,中国跻身世界水利水电工程科研、设计、施工、制造和管理的强国行列。

闪耀世界的中国水电名片-《国资报告》杂志

葛洲坝:从人工到机械化

万里长江第一坝——葛洲坝水利枢纽工程的研究始于20世纪50年代后期。于1970年,毛泽东同志在兴建长江葛洲坝水利枢纽工程的报告上批示:“赞成兴建此坝”。

1970年12月30日,葛洲坝工程破土动工,十万水电建设者汇聚长江西陵峡口。

从开工之日起,机器轰鸣、尘土漫天的葛洲坝工地变成了闹哄哄、热腾腾的小社会,建设者的命运就紧紧地和“葛洲坝”连在了一起,并诞生了一个特殊的群体——葛洲坝儿女,葛洲坝集团在奋斗的号角中集结,并成为中国水电建设“第一品牌”。

1974年10月,葛洲坝主体工程正式开始施工。当时中国没有修建此类大坝的经验,建设者只能边勘测、边设计、边施工,用人拉肩扛的方式,克服了难以想象的困难。

值得一提的是,在葛洲坝二期工程建设中,工程施工逐步由人工转入机械化施工,火车、门机等机械化设备运用其中,极大提升了机械化施工水平,代表了当时全国的最高水平。

在人工作业到机械化施工的技术更迭中,葛洲坝水利枢纽工程历时十八载完全建成。

三峡工程:从机械化到国际化

三峡工程,当之无愧一个“大”字,总装机容量2250万千瓦,总库容393亿立方米,其挡水建筑物——世界最大混凝土重力坝,总长3035米,高185米。三峡工程金属结构安装共约25.65万吨,基础土石方开挖10283万立方米,填筑3198万立方米,混凝土工程总量为2800万立方米,是葛洲坝工程的2.5倍,为世界上已建最大的巴西伊泰普工程的2倍。巨大的施工总量、复杂交叉的工序,以及高强度的施工作业,在国内外水电建设史上都是罕见。

为满足三峡工程施工需要,我国先后引进钻、爆、挖、运为一体的多臂钻,快速钻,正、反铲,卡特777,特雷克斯(包头)以及塔(顶)带机,胎带机、大型拌和楼,门塔机、缆机以及水轮机组等一大批先进设备,机械化程度实现了大跨越。

其中,三峡大坝主体工程采用6台塔(顶)带机为主,辅以高架门、塔机和缆机的综合施工方案,将混凝土水平运输、垂直运输及仓面布料功能融为一体,实现了从拌和楼到仓面施工的连续、均匀、高效的机械化作业;形成了具有三峡工程特色的混凝土快速施工工法,创造了年浇筑混凝土542.85万立方米,月浇筑混凝土58.5万立方米,日浇筑2.3万立方米等多项世界纪录,并创造了塔带机浇筑四级配和一个仓号多品种混凝土的首例。

在大坝浇筑施工过程中,建设者创新工法,将砂石料分两次送入“冷风房”中降温,然后再加入冰块搅拌,让混凝土骨料先吹“空调”,再吃“冰棍”,将混凝土平均温度控制到6.8℃,有效控制了混凝土温度裂缝的出现。最终,众多建设者用双手浇筑出了无裂缝大坝的世界奇迹,将世界水坝建造推向新的高度。

更令人欣喜的是,围绕三峡产业链,我国装备制造企业整体崛起。以三峡工程为依托,通过引进消化吸收再创新,我国大型水轮发电机组自主设计制造能力从30万千瓦跃升到70万千瓦。中国不仅具备了自主设计、制造、安装特大型水轮发电机组的能力,而且与跨国公司同台竞技,尽展风采。

在西班牙巴塞罗那召开的国际咨询工程师联合会(FIDIC)2013年年会暨FIDIC成立百年庆典大会上,中国13个建设项目获得"FIDIC百年工程项目奖"。三峡工程位列其中,获此殊荣。

溪洛渡、向家坝工程:从机械化到国产化

金沙江溪洛渡水电站是世界上最具代表性的水电工程之一,是典型的“三高三大”水电站,即高拱坝(300m级)、高地震烈度(基本烈度Ⅷ度)、高速水流(接近50m/s)和大流量(最大泄量约50000m3/s)、大地下厂房(顶拱跨度超30m)、大型机组(单机容量770MW),且工程具有窄河谷、多机组、大洞室群等特点,多项关键技术超出世界已有经验,综合技术难度居世界最高水平。

据时任中国能建葛洲坝三峡建设公司溪洛渡施工局党委书记、副局长尹志鹏介绍,溪洛渡工程组成了当今世界上规模最大、最复杂的地下洞室群系统。在洞挖施工中,创造了月洞挖28万立方米的最高纪录,生产效率超过了三峡工程时期的最高水平。在溪洛渡地下洞室的岩壁上雕凿出的岩锚梁被评价为“匠心独运的精品工程”。

在2016年国际咨询工程师联合会年会上揭晓的21个获奖工程项目中,金沙江溪洛渡水电站项目获得素有国际工程咨询领域“诺贝尔奖”之称的“菲迪克2016年工程项目杰出奖”。

如此殊荣的获得,离不开我国水电装备业从“中国制造”步入“中国创造”时代。在溪洛渡水电站工程建设中,水轮发电机组单机容量,从葛洲坝的12.5万千瓦,上升到溪洛渡电站的77万千瓦,国产大型水电机组实现了单机容量的飞跃。溪洛渡15台,加上向家坝电站11台机组全部投产运行,标志着我国水电装备业步入中国创造时代。

经过三峡工程多年的实践总结,一大批水电装备如塔带机、胎带机以及拌和系统等设备在金沙江流域的向家坝工程建设中得到了全国产化改造和应用,同步诞生了一大批国产设备。

向家坝工程自2006年开工以来,承担施工任务的中国能建葛洲坝集团克服了大型沉井、大坝截流、不良地质体处理、渗控工程等一系列世界级施工难题,成功采用整体滑模联动滑升技术,解决了沉井井身混凝土快速上升问题,并在水电站建设史上首创使用了沉井填芯采用堆石混凝土技术解决了空间狭小、作业难度大等问题。

有着“亚洲第一跨”之称的向家坝水电站平移式缆机,在一期工程高强度混凝土浇筑中扮演着“主攻手”的角色。该设备横跨金沙江两岸,连接川滇两省,每台跨度均超过1360米,最大跨度为1500米,主索长1350米,最大起升高度达250米,为电站大坝浇筑、金属结构及物资吊装、运输等方面发挥不可替代的重要作用,展现了水电建设者的无穷智慧。

在2011年4月份,经过国产化改造的塔带机,与缆机和门塔机配套使用,创单机月浇筑混凝土12.17万m³的高产纪录,成为塔带机供料线设备成功运用于水电工程建设以来的最新单机月产世界纪录。

乌东德、白鹤滩工程:从国产化到智能化

乌东德水电站最大坝高270米,底厚51.41米,厚高比0.19,是目前世界上最薄的300米级双曲拱坝。由于地处干热型河谷,环境温度高。在大坝建设过程中,首次全坝段运用低热水泥、首次全坝段运用4.5米高升层模板、首次运用智能通水设备、首次运用智能灌浆系统等关键技术。

建电站,终其一生,这是大多数葛洲坝人的人生写照。现任中国能建葛洲坝三峡建设公司总经理助理、乌东德施工局局长的张建山,用37年的执著与坚守,用自己对水电人生的探索实践,诠释了“献身水电,报国利民”的奋斗诺言。他介绍说:“低热混凝土‘退烧药’和智能通水‘空调’的组合使用,减少了混凝土内部温升产生温度裂缝的风险,现在的大坝是一个数据的、智能的大坝。”

随着大数据、智能化的发展及运用,高新科技也越来越普遍地运用在水电站的开发建设当中。前沿科技、尖端技术贯穿于工程建设的方方面面。

据了解,截至今年8月,乌东德施工局累计获得授权专利80余项,工法30余项,科技进步奖60余项。“这些技术的运用,使乌东德大坝的每一方混凝土都会说话,成为金沙江上‘最聪明的大坝’。”张建山自豪地讲道:“乌东德大坝打破了国际筑坝领域‘无坝不裂’的顽症,被业内专家盛赞为真正意义上的无缝大坝。”

提起在建世界第一大的白鹤滩水电站,现任中国能建葛洲坝三峡建设公司总经理助理、白鹤滩施工局局长龚世柒有着深刻的理解:“小项目谈效益,大项目谈文化、谈影响力和价值。”这个已在中国水电发展之路上奔跑了31年的一线指挥,把几十年的经验转换为成果传承给下一代,建好电站,视为自己毕生的追求。

白鹤滩水电站工程单机容量达到100万千瓦,总装机容量1600万千瓦,成为世界上单机容量最大的水轮发电机组。

一代又一代人的接力奋进,中国能建葛洲坝集团不仅因深度参与中国水电工程建设而得名,并凭借在国内大型水电建设中积累的技术和管理优势,先后在巴基斯坦、埃塞俄比亚、柬埔寨等国家和地区中标承建了一大批水电项目,树立了良好的品牌形象。

其中,埃塞俄比亚特克泽水电站获评海外水电项目首个建筑领域最高奖项“鲁班奖”。埃塞俄比亚FAN水电站被称为东部非洲水电精品、典范工程和中国品牌的代表性工程。2013年8月21日,葛洲坝集团中标阿根廷孔拉水电站,是中国企业在海外最大水电工程承包融资项目。此外成功签约非洲最大的水电工程——安哥拉凯凯水电站项目,以及印尼ASAH AN N O .1水电站引水系统工程、柬埔寨额勒赛水电站等工程项目,成为闪耀世界的“中国名片”。

文章来源:中国能源建设集团有限公司