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匠心铸“重器”
——大藤峡水利枢纽建设记略

2020-03-25李建章

中国水利 2020年4期
关键词:重器船闸工程

本刊记者 李建章 梁 晨

在我国七大流域中的珠江流域西江水系,有一座堪称“大国重器”的水利枢纽工程正在建设,她就是国务院确定的172项重大节水供水工程的标志性工程、国家建设“西江亿吨黄金水道”的关键节点和打造“珠江——西江经济带”的标志性工程——大藤峡水利枢纽。

大藤峡水利枢纽工程位于珠江流域西江水系黔江干流大藤峡出口弩滩上,坝址距下游桂平市彩虹桥6.6km,是一座防洪、航运、发电、补水压咸、灌溉等综合利用的流域关键性工程。坝址控制流域面积19.86万km2,水库正常蓄水位61m,总库容34.79亿m3,防洪限制水位为47.6m,防洪库容15亿m3;船闸建设规模为3000t级,设计年通过能力5189万t;电站总装机容量1600MW,多年年平均发电量60.55亿kWh。通过水库运用可保障珠江西、北江汇合口思贤滘断面压咸补水流量达2500m3/s,保障澳门及珠江三角洲1500万人供水安全;保障桂中治旱灌溉面积120.6万亩。工程总工期108个月,总投资357.36亿元。

2019年10月26日13点58分,随着最后一车石料填平了龙口,286m宽的河道成功合龙,被锁住的黔江水流开始转由已建成的左岸泄水闸群平稳下泄,大藤峡水利枢纽也开始由一期工程向二期工程转换:2020年3月底实现左岸一期工程船闸通航、电厂机组发电目标;与此同时右岸二期围堰达到目标高程,右岸工程建设正式启动——

2019年11月底,在工期转换之初工地相对平静之时,记者有幸走进工程坝区,带读者一起感受经历了4年多磨砺成长的大藤峡工程。

大藤峡水利枢纽——一项拥有众多挑战的工程

珠江是我国水量第二大河流。其西江有一主脉叫黔江,在黔江与另一脉郁江即将汇合形成浔江(下与桂江汇合即为西江)的广西壮族自治区桂平市城区西北弩滩上,有一段近百里长的峡谷,两岸崇山峻岭,河道江水迅疾。这里便是西江水系的交通要道——大藤峡。

在大藤峡建设水利工程是酝酿了百年的兴水富桂梦想。正在建设的大藤峡水利枢纽,就是为这一梦想而作:它是国务院批准的珠江流域综合规划、防洪规划以及保障澳门珠海供水安全专项规划所确定的珠江流域防洪控制性工程和水资源配置工程,在珠江流域防洪、航运、发电、水资源配置、灌溉等方面作用不可替代,工程建成后可为西江流域防洪安全及粤港澳大湾区生产生活用水安全提供坚实可靠的保障,可形成西江“亿吨黄金水道”、促进广西“东融”开放发展,还可优化“两广”能源结构和布局、实现粤港澳大湾区电力互联互通……

经过4年多磨砺,如今的大藤峡工程,巍峨的左岸坝体已耸立,巨耸的船闸人字门已值守,硕大的发电机转子已待命……这项堪称大国“重器”的许多关键“部件”已经或正在安装到位,即将伴随二期工程建设发挥效益。然而,若不是实地采访,记者也可能像许多人一样,不知道打造这项南国“重器”,其实需要面对众多的挑战——

大藤峡水利枢纽在珠江流域的位置

枢纽布置图

极为复杂的建坝地质条件。大藤峡工程坝址地处那高岭组砂泥岩及郁江阶白云岩、灰岩等碳酸盐岩上,软弱夹层发育,岩溶发育,开挖边坡、坝基及岩溶地基稳定等工程问题突出。左岸一期工程基坑开挖中揭露出溶槽、溶洞、溶沟、溶隙等多种岩溶形态,较大的溶槽就有8个;突发的塌陷坑就有15个,其中6个直径大于10m、最大直径达25m;发现了20多个涌水点、形成了5条集中漏水通道。这些错综复杂的地质条件极大地影响了工程设计与施工、投资与进度。

单级船闸为“世界之最”。大藤峡3000t级船闸是目前国内外已建单级船闸之最,船闸主体段长385m,有效闸室尺寸280m×34m×5.8m,设计最大水头40.25m,一次充泄水量就达42万m3。不单单级船闸是已建中世界最高水头,船闸输水系统采用等惯性四区段八分支廊道盖板消能布置方案,输水阀门段廊道、分流口等部位水力学问题非常突出,还有巨无霸式闸门系统,设计建造充满了挑战。

拥有“天下第一门”和最大“蘑菇头”。令人震撼的船闸下闸首人字闸门高47.5m、宽20.2m、厚3.2m、重达1295t,面积相当于2.5个标准篮球场大,其比三峡船闸人字门高出了9m、重了500t,规模世界最大,堪称“天下第一门”。下闸首人字闸门的制造、安装以及转轴支撑也均属世界级难题,特别是两个闸门底枢——不锈钢“蘑菇头”,1.2m直径是三峡的1.2倍,在国内乃至国际上首次选用高碳高铬不锈钢材质铸锻,特殊材料特殊工艺,要求极高,几次试验才获成功。

泄水工程闸坝建造与安装俱难。左岸20孔泄水闸低孔堰顶高程22.00m、孔宽9m、孔高18m,每扇弧形闸门宽9m、高18.65m、重715t,比长江流域目前最大的溪洛渡泄洪洞弧形工作闸门重了20t,设计水头39m,弧门总推力超过6680t。弧形闸门支承钢梁长15.1m,每套重230t,闸门及钢梁支撑结构、弧门推力等居国内同类工程前列。

尺寸超过三峡船闸的大藤峡下闸首人字门底枢蘑菇头

两扇人字门体闭合时必须分毫不差

左岸首台转子吊装

大藤峡水利枢纽工程泄水弧形闸门验收现场

水利部领导检查指导工程建设

蒋旭光副部长主持大江截流验收

二期围堰验收前对白马圩移民安置点实施现场检查

超大直径水轮机组建造与安装难度位居国内首位。布置在左岸3台、右岸5台的水轮发电机组均为我国自主研发轴流转桨式水轮发电机组,额定水头25m,单机引用流量886m3/s,发电机额定功率20万k W,电站运行水头范围10.07~37.79m,水轮机转轮直径10.42m,发电机定子机座外径20.21m。8台巨大的水轮机组不仅制造难度居国内大型轴流机组第一位、大于4000t的机组推力负荷也位居国内轴流机组首位。

二期工程建设围堰施工难度大、风险高。大藤峡水利枢纽建设对于浩荡的黔江水采取分而束之之法,即两次围堰截流。二期围堰位于主河床中,截流流量大,龙口段河床深切,截流抛填量大。为同时获取一期工程经济效益又满足二期施工时通航要求,需要利用二期上游围堰挡水。上游围堰需按照50年一遇洪水标准设计并采用塑性混凝土防渗墙土石围堰,堰顶高程54.3m,最大堰高50m,相当于在滔滔江水中建一座临时土石坝,施工难度和应对超标准洪水风险都极高。

重大科研试验和复杂条件下运行调度风险考验。大藤峡水利枢纽仅水库调度影响就涉及广西、广东和澳门特别行政区,边界条件复杂多变。建设和科研单位要联合完成超高水头船闸输水系统、船闸超大金属结构设备、枢纽综合调度研究及流域水库群联合调度运用研究、大型轴流发电机组结构及性能优化、泄水闸弧门超大推力闸墩结构及安全、施工等6大类近40项关键技术理论研究和技术论证,要在船闸输水系统、船闸人字闸门底枢润滑结构及智能监测等方面获取创新研究成果,为工程安全、稳定、可靠运行提供有力的技术支撑。

需要以创新理念化解许多面向未来的实践难题。大藤峡工程需要通过优化调度实现水资源丰枯平衡、上下游平衡,保证水资源经济安全、流域生态安全,既保障西江和珠江三角洲防洪安全、澳门和珠江三角洲1500万人口供水安全、解除珠江口地区咸潮期用水危机、解决桂中库区120多万亩耕地干旱缺水问题并为79万农村居民提供可靠的生活水源,也要通过建设鱼道以及珍稀鱼类保育中心、增殖站等保障西江鱼类资源的生息繁衍。还有需要创新实践的移民安置以及保护“金钉子”等世界地质文化遗迹等难题……这些不同于以往传统水利枢纽的“生态关注”许多都属于国内首创,关乎着大藤峡工程成败。

正是建造这项大国“重器”必须面对这诸多挑战,才构成大藤峡水利枢纽必然是一项需要由责任与担当“匠心”运作才能完成的工程。

大藤峡工程建设——起步艰难、创新跨越

大藤峡工程开工之初建设者就提出要打造“标杆工程”——不管是技术创新还是管理或工程设计功能发挥上,都要走在最前列。

诚然,大藤峡工程实施之初,直接服务于工程建设的1000多亩主体工程征地落实只用了短短3个月时间;涉及动迁的1100多人不到3个月就落实了97%库区用地、100%枢纽区用地。号称最难的移民工作,曾一度被称作重大水利工程拆迁和移民安置的典范之作。

然而,站在日新月异变化中的工地上,得知一期围堰施工中曾5次遭遇超标准洪水围困、一期主体工程建设中曾面对不下10次较大洪水考验而拖延工期近一年,到最终提前了一个多月大江截流成功转入二期工程建设——记者在感受大藤峡水利枢纽现代化建设速度与管理考验的同时,也对大藤峡公司董事长廖志伟的回忆感同身受:

“刚开工时时间和质量要求叠加,主体工程和配套辅助设施建设同步,进场公路、营地以及拌和系统、供电系统等要和主体工程同步,工期紧迫啊……公司成立时只有39人,大部分都不是专业干部,刚从搞立项转向抓建设,没有施工管理经验……气候与地质情况又成为拦路虎,桂平这地方夏天高温多雨,作业仓内都是五六十摄氏度,抓钢筋要戴两层手套,不然就会烫伤;雨季暴雨频繁,根本来不及躲……基坑开挖很容易揭露出充填着烂泥的强岩溶发育带,会遭遇岩溶涌水……这些难题最终都被大藤峡建设者给一一破解了。现在单元工程合格率100%,优良率94.2%,开工至今未发生质量事故……”董事长廖志伟介绍,大藤峡水利枢纽主体工程2015年9月19日正式开工。4年多时间里,大藤峡公司按照部党组的决策部署,紧盯“2019年11月大江截流”这一重大节点目标不动摇,团结带领参建各方全力以赴推进工程建设,主要是调动发挥了两大作用:

一是充分发挥了设计单位整体技术优势和龙头作用。大藤峡工程设计由中水东北勘测设计有限责任公司、广西水利电力勘测设计研究院及中水珠江规划勘测设计有限公司强强合作,在重大科研、主体工程设计及征地移民安置等方面发挥各自专长,为建设精品工程提供技术保障。中水东北勘测设计有限责任公司负责牵头国内著名院校,完成超高水头船闸输水系统、船闸超大金属结构、大型轴流水轮发电机组结构及性能、泄水弧门超大推力闸墩结构等关键技术研究,目前各项重大科研课题研究全部完成,部分研究成果属国内首创。这些研究成果有效地指导了设计和运行管理,使得工程建设一步步走向正轨、转入高速。

二是精选优用施工和监理队伍,发挥“匠心”团队作用。大藤峡水利枢纽左岸工程的泄水闸坝、厂房工程土建及机电、金属结构安装由中国水利水电第八工程局有限公司承担,长江勘测规划设计研究有限公司监理;左岸工程的船闸、副坝工程土建及机电、金属结构安装由中国葛洲坝集团股份有限公司承担,广州新珠工程监理有限公司监理。正在建设的二期工程右岸泄水坝段、厂房、挡水坝段、黔江鱼道工程土建及机电、金属结构安装也由中国水利水电第八工程局有限公司承担,长江勘测—广州新珠公司联合体监理。长江科学院承担了左岸工程安全监测工作。两支主要施工队伍一支号称“雄狮”、一支号称“铁军”,4年多来跟业主及勘设单位密切配合、敢拼能战、“匠心”独运,克服历史罕见冬汛、连续超标准洪水、洪水频发、台风袭扰及地质条件复杂等诸多困难,曾创造了日浇碾压混凝土6842m3的纪录。

在左岸厂房内,记者看到头戴水电八局安全帽的工人正在细致地检查巨大的水轮机转子设备,显现出一副严谨细致的“匠气”劲儿。

工程监测一丝不苟

2019年10月26日成功大江截流

船闸地基溶槽清理

工人在仔细地检测水轮机组设备 梁晨/摄

二期围堰黏土心墙第三方质量检测

党员带头应急抢险

2019年11月左岸泄水闸过水时的左岸工程形象 梁晨/摄

正是设计、施工、科研、管理等多部门配合、匠心打造,才换来了当下工期未半而规划目标实现、多重效益即将发挥的工期转换节点到来。

大藤峡工程建设突出特质——责任与担当

在大藤峡工地,到处能感受到一种“你追我赶”“你强我更强”的比拼意识。这是大藤峡一期工程建设只争朝夕精神在传承——

这种精神自2018年2月初大藤峡公司召开了年度工作会议后,就显得十分明显。这一年,公司吹响了奋进大藤峡工程建设集结号,大藤峡工程建设领导小组组织专家3次深入施工现场一线把脉问诊,研究破解大江截流前施工组织安排、截流设计方案、金属结构制造安装等一系列制约工期的重大技术难题;这一年,公司优化施工组织设计,实行月调度、周碰头、日巡查工程进度管理模式,严格把控关键节点和关键线路;这一年,公司针对金结制造难度大、进度慢等问题,全方位协调监管,统筹生产、验收、运输、安装等各环节有效衔接,组织专家现场解决生产技术难题,协调解决资金周转困难;这一年,无论何时走进施工现场都会看到塔吊长臂挥舞,运输车穿梭往来,挖掘机、推土机紧张作业……这一年,年度投资完成41亿元,船闸上下闸首和泄水闸坝段浇筑到顶,实现了由土建向金结机电设备安装的工序转换;这一年,坝区征地全部完成,库区征地进入尾声,颇具创新特色的大成塘移民安置点建成投用;这一年,31项重大科研攻关出了成果,国内自主研发的最大轴流转桨式水轮机转轮完成验收……

大藤峡水利枢纽工程建设领导小组专家咨询组会议

移民大成塘安置点成为一道风景

遵循自然,关注生态和环保——南木江副坝仿自然鱼道效果图

责任与担当下,大藤峡工程建设参建各方一路汗水、一路壮歌,在激情与梦想中迸发“匠心”创造,收获了一个个奇迹。体现责任与担当的,不仅是只争朝夕的工程建设,还有严谨务实的项目管理——

移民工作极力维护民生利益。崭新的二层小楼,平整的环形道路,一条小河穿村而过,五层观景塔矗立河畔,健身广场、羽毛球场等一应俱全,空中俯瞰好似一张太极图。这就是大藤峡枢纽区的移民新村——大成塘移民安置区。为做好大藤峡水利风景区和移民安置区的规划设计,大藤峡公司从实景空间、视觉效果等方面优化枢纽区周边建设,充分利用大藤峡枢纽区依山傍水地理优势,根据水系走向布局,结合岭南园林艺术建筑设计风格,将坝址移民安置区建设了风格迥异的“岭南水乡小镇”。对面上移民工作,大藤峡公司派出工作组配合地方政府坚持“五个在一线”“五个一包到底”,协议签订、补偿款领取等全程跟踪服务,研发工程移民管理系统动态跟踪、科学安排移民计划,存储了1.2万人基础数据信息,实现了66亿元移民资金流向可追溯。

安全生产坚守“红线”意识。大藤峡公司将安全红线转化为刚性约束,成立了工程安全生产委员会,推行安全生产标准化建设,落实安全管理行为程序化、标准化、规范化,构筑起日检、周检、月检、重要节假日检查立体隐患排查网络,制定了一整套规范的奖惩制度,对现场检查中发现的安全隐患实行逐一挂牌销号,还组织参建单位开展液氨泄露、塔机防碰撞、水上水下作业等各项应急演练,让安全规则成为每个建设者的行动自觉。现在已经安全稳定下泄黔江水流的左岸泄水闸群,共有20孔低孔弧形工作闸门和1孔高孔工作闸门,低孔弧形工作闸门是工程设计的亮点,也是施工安装的难点。安装工序多,安装过程复杂,施工难度大,安全风险系数极高。施工单位组建了专门的弧门安装组织机构,对技术方案进行多次论证,确保了技术质量标准落实。在施工工法上,他们依据弧门主要构件的重量及尺寸情况,结合安装场地工况,采取750t履带吊车安装支铰座、增设两台16t单臂桥机穿插安装花架等措施,保障了作业安全和施工进度。

质量管理大打“智慧”牌。大藤峡公司成立了质量管理委员会,出台了《创精品工程规划》,制定了《工程质量管理办法》等10余件规章办法,特别重视运用“智慧大藤峡”建设平台在施工现场部署了全程智控信息网,实现了“过程留痕、状态可控”,确保质量监管可靠可信;同时实行飞检、巡检制度,强化“初检、复检、终检”三检制实施,发现质量问题立即查处、坚决整改。如果你在工地现场看到手拿对讲机、翻看记录表、拍摄现场图的……千万不要以为他们都是搞施工的人,他们或许正是开展安全质量专项检查的工作人员,或许还是以“四不两直”形式进行稽查的公司领导。大藤峡7.19万t金属结构设计安装要求精度高、任务重,在同行业中罕见,大藤峡公司工程部主任王小林说“数以百吨的部件制造安装精度要以毫米计算就好比让张飞绣花”,然而就是这大量的金属结构制造,全部一次性通过验收,434.6t重水轮机组座环吊装进入机坑分毫不差,大推力弧形闸门、支承钢梁安装精准到位,误差均小于设计标准范围……

高度重视生态建设和文明工地管理。大藤峡公司把落实习近平生态文明思想体现在具体行动中,除了成立工程环境保护工作领导小组,统一负责环保、水保工作决策部署、管理协调和措施落实,还建立责权明晰的文明工地考核机制,细化考核指标体系,对施工道路、废污水排放、机械设备管理、材料堆放、标识标牌、扬尘抑制等内容进行检查考核。优化南木江、黔江鱼道设计,更有利于鱼类洄游;把南木江下游工程鱼道优化为弯弯曲曲天然河道形式,有浅滩、深潭,有石窝、水草,营造适合水生物生长的环境;打造成国内集生态、科普及鱼类科学研究基地典范。

把工地党建抓在手上。针对工地人员来自五湖四海、认识水平参差不齐、基层党组织不健全等问题,大藤峡公司一手抓工程建设和法人治理结构,一手抓党建特别是基层支部组织建设,对加强党风廉政建设制定了详细责任清单,层层传导压力。如果你在工地上留点心,随处可见“党员责任区”公告牌、基层党组织宣传展板、廉政建设公示牌。自2014年12月大藤峡公司党组班子履职以来,大藤峡公司通过持续不断地加强工地党的建设,实现了党建工作与中心工作相融互动、相互促进,为确保实现大江截流等重要工程节点目标提供了坚强保证。“一个党员就是一面旗帜”不仅在大藤峡公司而且在大藤峡的所有参建单位都成为一种行动自觉。

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