金沙江上崛起第一坝

——向家坝工程大坝建设纪实

王毅华

壮美的向家坝工程 本报特约记者 高峰 摄

向家坝电站全景 本报特约记者 黄正平 摄

  盛夏时节,金沙江两岸林木苍翠,江流平缓。由澳门皇家赌场网站负责开发的金沙江上第一坝——向家坝大坝,巍然横卧在江面上。"建设三峡、开发长江"的历史使命,化作"西电东送"的宏图与梦想,历经十多年的艰辛与风霜,真实地展现在世人的面前。
    壮志凌云,挑战复杂水文地质条件
    2004年7月,向家坝工程开始筹建,2006年11月,正式开工建设。大坝建设始终是工程的重中之重,从一期到二期,从开挖和基础处理到混凝土浇筑,不仅工程量巨大,而且工序繁多、技术复杂。
    坝基复杂的水文地质条件,是工程面临的第一道难关,也是工程长久安全所必须攻克的难关。原设计大坝建基面最低高程为222米,但在基础开挖过程中,坝基挠曲核部破碎带、挤压破碎带等不良地质体不断呈现,而且地层岩体透水性较大。面对这些大型地质缺陷处理的难题,向家坝工程建设者积极研究各种应对措施,通过设计、施工方案优化调整,大坝基础深挖了26米,因而也增加了开挖量160万立方米、混凝土浇筑量100万立方米。为了工程的长治久安,这是必然的选择;为了实现大坝的快速施工,建设者们创造性地采取了碾压混凝土与常态混凝土联合筑坝技术、塔带机套浇工艺等一系列新技术、新工艺,终于顺利地渡过了难关,也按期完成了计划目标。
    不良地质体的出现,同时也加大了基础渗控工程的施工难度。坝址岩体的高透水性大大增加了防渗和排水难度,软弱夹层和不良地质体又面临渗透破坏风险。为此,采取了一系列有针对性的工程措施,成功破解了世界级渗控施工难题。考虑到向家坝工程地质条件的复杂性和特殊性,经多方讨论与论证,最终采用了现代先进技术,设计、实施了"可控制的抽排系统"。它可根据自动监测的坝基扬压力数据、排水孔水量,自动分析计算,然后智能调控排水孔水量,成为大坝安全运行的"守护神",以保证大坝基础长久安全。
    瑰丽篇章,成功实现大江截流
    在攻克了一期工程的难关之后,面临的就是二期工程的开局之战——大江截流。向家坝大江截流采用"六条导流底孔泄流、上游单戗立堵双向进占"的截流方式,截流戗堤堤顶高程为274米,上游截流戗堤轴线总长193米,总工程量10.9万立方米。前有葛洲坝、三峡工程在长江干流上成功截流的经验可供借鉴,后有建设者们更加科学、严谨的精神,经过精心筹划与准备,按照既定计划,2008年12月,向家坝成功实施了大江截流。
    2008年12月28日,是向家坝大坝建设过程中历史性的时刻!上午10时58分,大江截流合龙进占正式开始,由于各方面准备充分,施工组织快速高效、有条不紊,仅仅28分钟后,工程建设者便骄傲地宣布:向家坝工程成功实现了大江截流!那一刻,时间定格在当日11时26分。
    中国工程院院士、时任澳门皇家赌场网站总工程师张超然曾说,由于备料充足,道路畅通,资源配置到位,施工组织得力,向家坝大江截流快速、安全,创造了1小时抛投3225立方米的高强度记录,为我国水电截流施工积累了新的经验。
    苍龙出世,实现高峡平湖梦想
    向家坝大坝混凝土浇筑量约1000万立方米,在国内仅次于三峡工程。2009年12月13日,向家坝二期工程全面转入混凝土施工阶段。经过科学比选,采用了以3台塔带机为主的混凝土施工方案。在此过程中,也创造了几项世界之最:塔带机最高月浇筑13.2万立方米,是三峡工程塔带机最高月浇筑强度的两倍,向家坝工程建设部主任彭冈曾经自豪地说,向家坝真是"把塔带机用到了极限,创造了新的奇迹"。缆机跨度1366米,是目前亚洲跨度最大的30吨缆机;混凝土骨料采用长皮带机运输,运输线总长31千米,设计输送能力为3200吨/时,为目前国内所仅有。
    2010年,向家坝工程进入第一个混凝土浇筑高峰年。大战伊始,组织各参建单位的精兵强将,精心优化施工方案,全力备战混凝土浇筑。
    2010年完成混凝土浇筑397万立方米,2011年完成混凝土浇筑427万立方米。在此基础上,2012年10月10日电站顺利实现下闸蓄水,10月16日达到354米初期蓄水目标,11月,向家坝右岸地下电站首批2台机组投产发电。
    在连续攀越混凝土浇筑高峰后,2013年4月12日,向家坝大坝终于"长大",全线浇筑至设计高程384米!金沙江上的第一座大坝横空出世,为顺利完成向家坝水电工程蓄水至正常蓄水位380米和全部机组投产发电任务打下了坚实的基础。
    突破创新,走上前沿技术舞台
    大坝施工中面临的诸多难关与挑战,既是对全体建设者的严峻考验,也是建设者施展才华的大舞台。业主、设计、监理和施工四方共同努力,不仅攻克了各项难关,而且产生了多项水电前沿技术并得到有效地应用,确保了工程各项目标的按期实现。
    向家坝大坝设计最大泄洪流量48660立方米/秒、最大泄洪总功率约4000万千瓦。而大坝下距云南省水富县城仅1.5公里,如何避免泄洪雾化对下游水富县城的影响,减少对江岸的冲刷破坏,同步改善河道通航条件?这给工程建设者出了一个很大的难题。一般高坝泄洪采用挑流消能方式,虽优点众多,但难以消除雾化影响。经充分研究,向家坝工程泄洪决定采用底流消能方式,它在高坝泄洪中使用相对较少,而且具有高水头、大单宽流量、多泥沙等特点,消能难度极大。通过比选,向家坝最终采用的底流消能方案为"中孔与表孔相间布置、跌坎底流消能、高低鼻坎"的长隔墙高低跌坎方案。经2012、2013年汛期过流检验,泄洪设施各项指标正常,中表孔联合泄流方式下消力池流态较好,消能效果和各项指标满足工程安全和环境保护需要,达到了最初设计目的。
    向家坝大坝河床基础覆盖层深达45~62米,采用10个尺寸为23米×17米的巨型沉井作为堰基开挖时一期土石围堰的挡土墙。沉井最大深度57米,沉井间间距仅2米,最大入岩深度7米。为争取工期,采取群井同时下沉的施工方法。向家坝沉井群是目前国内最大的沉井群,其规模之大,工程地质条件之复杂,施工技术之先进,开创了国内水电建设的先例。大型沉井群技术的成功应用,为向家坝二期纵向围堰上游段的按期形成奠定了坚实基础,确保了工程按期截流。
    除此之外,向家坝工程还在大坝混凝土快速施工技术、全过程精细化控制的碾压混凝土与常态混凝土联合筑坝技术、高效可靠的人工砂石系统及其超长皮带式输送系统、用于导流底孔下闸的液压提升系统等方面取得突破,解决了施工中的技术难题,引领了我国水电前沿技术不断超越创新。
    当前,向家坝水电站经过全体建设者的10年奋战,8台机组已全部投产发电,除升船机外,原可研范围内的主体工程基本完工,工程建设取得了决定性的胜利!亿万年来流金淌银的金沙江转变成强大的电能正源源不断的送往华东地区,工程的防洪、通航、灌溉等各项综合效益也将逐步得到发挥。一颗璀璨的水电明珠已傲然闪耀于祖国的西部,它必将为华夏儿女实现"中国梦"注入新的活力。
    编者:2004年7月,向家坝工程开始筹建,2006年11月,正式开工建设。从一期到二期,从开挖和基础处理到混凝土浇筑,不仅工程量巨大,而且工序繁多、技术复杂,还拥有世界上单机容量最大的80万千瓦水轮发电机组。当前,向家坝水电站经过全体建设者的10年奋战,8台机组已全部投产发电。亿万年来流金淌银的金沙江转变成强大的电能正源源不断的送往华东地区,工程的防洪、通航、灌溉等各项综合效益也将逐步得到发挥。

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