水电巨龙今腾飞

http://www.sina.com.cn 2007年07月05日08:42 红网-湖南日报

  

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  中南院领导在龙滩工程施工现场检查工作

  

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  建设中的龙滩水电站大坝

  

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  中南院领导听取工程技术人员汇报工作进展情况。

  

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  龙滩水电站地下厂房

  狄立勋 肖峰 李国强

  7月的龙滩水电站建设工地,机器轰鸣,人声鼎沸,一派繁忙景象。经水电建设大军日夜激战,一座巨型水电站如巨龙般横空出世,腾飞在这片热土上。作为西部大开发标志性工程之一,龙滩水电工程首台机组最近投产发电,向建党86周年献上了一份厚礼。

  回顾近30年来植根于湖南长沙的水电设计湘军———中南勘测设计研究院投身龙滩工程勘测设计科研的坎坷与艰辛,人们无不心潮澎湃,百感交集。多少风风雨雨,几代中南院人爬山涉水、风餐露宿、呕心沥血;多少不眠之夜,无数工程技术人员细心勘探、精心设计,将青丝熬成白发;多少艰苦岁月,几多热血青年为建好龙滩工程,将青春与生命无私奉献;多少坎坎坷坷,几多老领导、老专家为龙滩电站建设辗转奔波、积极呼吁。现在,中南院人孜孜以求的龙滩水电工程,终于迎来了第一台机组投产发电的美好时刻,中南院人魂牵梦萦、亲手绘制的宏伟水电蓝图开始变成美好的现实。

   “缚蛟龙,锁龙头”———龙滩水电站概况

  龙滩工程是西部大开发标志性工程之一,位于红水河上游广西天峨县境内,距天峨县城15公里。

  作为红水河梯级开发中最主要的骨干工程,龙滩水电站经济指标十分优越,社会综合效益非常显著。电站分两期开发,工程按正常蓄水位400米设计,初期按正常蓄水位375米建设。初期正常蓄水位375米时,总库容为162.1亿立方米,有效库容为111.5亿立方米,具有较好的年调节能力。龙滩水电站枢纽布置主要由挡水建筑物、泄洪建筑物、输水发电系统和通航建筑物等组成。电站装机7台,总容量4900MW,保证出力1234MW,年发电量156.7亿千瓦•时。后期正常蓄水位400米时,总库容为272.7亿立方米,有效库容为205.3亿立方米,可进行多年调节,电站装机增加2台,总容量6300MW,保证出力1680MW,年发电量187.1亿千瓦•时。

  龙滩水库是西江防洪战略性工程,承担着西江中下游地区防洪任务,总防护人口达1200万人,保护耕地近700万亩。龙滩水电站建成后,龙滩水库前期可提供50亿立方米防洪库容,后期可提供70亿立方米防洪库容,可使下游沿江两岸和西、北江三角洲防洪标准从5~10年一遇提高到40~50年一遇,防洪效益巨大,是减轻西江流域和珠江三角洲洪水灾害不可替代的战略性防洪工程。

  “逢山开路,遇水架桥”———艰辛开拓路

  1978年4月,原水电部规划设计管理局决定成立龙滩水电站会战领导小组,并明确由中南勘测设计研究院从广西电力勘测设计院接手承担龙滩水电站勘测设计工作。1984年5月,中南院提交了《红水河龙滩水电站开发可行性研究报告》。翌年5月,通过原水利电力部主持的审查。1988年6月,经各方协商,一致同意龙滩水电站按正常蓄水位400米设计,375米建设。1989年7月,中南院完成了《龙滩水电站初步设计报告》;8月,《红水河龙滩水电站环境影响报告》通过水电总院预审。1990年5月,编制完成了《红水河龙滩水电站环境影响补充报告》;1990年8月,《红水河龙滩水电站初步设计报告》通过审查。1991年7月,达成了《关于合资开发龙滩水电站的原则协议》。1992年4月,国家计委批复了《龙滩水电站项目建议书》。1992年,确定由常规混凝土重力坝,发电厂房坝后5台,左岸地下4台机的布置方案改为全碾压混凝土重力坝,发电厂房全部布置在左岸地下的方案,提出了《“0+9”方案专题报告》等。1992年底,经水规总院主持审查通过。1993年8月国家计委批复《红水河龙滩水电站利用外资可行性研究报告》,同意利用世行贷款13亿美元。

  1993年,国家计委将龙滩水电站列为当年基本建设大中型预备项目。然而,1995年,鉴于国家宏观经济调整,国务院领导批示,龙滩工程采取“小步走,不断线”的办法来予以维持。但此时实际情况是工程无前期工作经费,更无设计费,“小步走,不断线”难以兑现。在全院无大工程支撑、经济十分困难的情况下,坚强的中南院人决意克服一切困难,将龙滩工程设计工作进行到底。于是,在原广西电力局所属龙滩工程建设筹备处和原水规总院支持下,院领导决策用院办公大楼向银行抵押贷款500万元,将龙滩工程设计工作继续深入下去。为保证有足够的技术力量来解决龙滩工程面临的各种复杂技术问题,中南院在面对沉重生存压力的情况下,专门抽调工程技术人员,成立了龙滩工程处。中南院人就是用这笔资金作支撑,完成了龙滩工程国际招标文件,并全部翻译成英文,此外还完成了工程报批所需要的系列专题报告。中南院人不断利用各种渠道,抓住各种机会,从工程技术、社会发展、市场需求、流域防洪、综合利用效益等角度,向中央及地方政府反映和呼吁,从而使龙滩工程由冷变热,再度被中央正式确定为开工建设项目。

  1999年12月,龙滩水电开发有限公司在南宁正式挂牌成立。为了进一步落实龙滩水电站开工建设过程中需要解决的各类复杂技术和社会环境问题,全院上下“把龙滩作为第一号工程来抓”,由院行政和技术领导带队,率领由几百人组成的勘测设计队伍,背着行囊、扛起仪器、拖着设备浩浩荡荡从长沙出发,奔赴坝址和库区,重点解决龙滩工程存在的重大技术问题,仔细复核和落实水库淹没实物指标,确定移民安置规划方案,再次踏上了艰辛开拓之路。

  龙滩水库移民覆盖广西、贵州两省(区)10县60多个乡镇,范围大,人数多,社会问题复杂、敏感。全面细致、创造性地解决好移民问题,是对中南院综合能力的一次重大考验。

  水库移民区地类地形测绘工作是移民工作的基础和依据之一。按照规程规范要求,该项工作要对淹没区内土地、森林等逐丘逐块施测,并标注高程;居民点必须逐栋施测并注明结构、层次和高程,需要测绘人员一村一户、一山一坡、一田一地实施测绘。测绘人员经常凌晨4点背着测量仪器,带着干粮、水壶、手电筒,步行10多公里到达目的地。在工作地点,为了找到一条可以行走的道路,他们只好用手拨开杂草和树枝,用自己的身体开路,火辣辣的太阳常把他们晒得汗流浃背、口干舌燥,脱去一层皮。返回时,又只能在无处立脚的陡坡上如悬空走钢丝绳—般,边开路边一步步向下移动,连移带滚,步履艰难地走出山头。一天下来,衣服已被汗水湿透,沾满了树刺和花粉,头发凌乱不堪,满脸又脏又黑,成了“野人”和“乞丐”。

  水库淹没实物指标调查是一项极为敏感、政策性十分强的艰苦工作。作为设计院的同志,工作中既要考虑国家利益、业主利益,同时要考虑受淹没地区的利益,考虑集体和个人的利益。勤勉敬业的中南院人以极为谨慎的态度、高度的责任心和实事求是的精神,组织开展好水库淹没实物指标调查工作。从工程前期工作一开始,他们就亲手调查过库区的每一丘田、每一块地、每一栋房屋、每一棵果树,即使臭气熏天、无处立脚的羊圈、猪圈、牛圈、马圈也没放过,中规中矩地丈量面积,做到了对当地各方面情况、对当地的老百姓都了如指掌,稔熟于心。同时,为了使当地老乡支持工程建设,水库调查人员一次又一次上门耐心细致地做说服解释工作,直到老乡满意、理解、签字为止。

  详尽、可靠的坝址地勘工作是解决工程重大技术问题的基础。为了掌握第一手最为准确可靠的工程数据资料,负责前期勘测工作的中南院勘测设计科研人员不辞辛劳地在红水河两岸工作着,有时付出的不仅仅是心血和汗水,甚至是宝贵的生命。37岁的谭少波是中南院驻龙滩地震台职工,作为技术骨干,为了测量获得龙滩库区的地震详细资料,十数年如一日坚守在龙滩这片人烟稀少的荒凉之地。由于测量地震工作的特殊性,几乎全天都要在地震台辛勤工作,节假日也不能休息。他以工地为家,默默无闻地工作,从来没有一丝抱怨。直到医生通知他为骨癌晚期,才在领导和同事们的极力劝说下回长沙治疗。最终,病魔夺去了他的生命。吴光平,一个优秀青年,同样也是为了龙滩事业而牺牲在龙滩水电工程开工前夕。为了补充龙滩水电站可研阶段库区淹没调查时的测绘数据,他随中南院测量大军在1999年转战龙滩半载,两次推迟婚期,在汹涌奔腾、时刻充满危险与野性的红水河上一次次开展野外测量工作。在进行最后一次水上测量时,由于急流猛浪,被河水吞噬了年仅30岁的生命。

  期间,中南院还以科学求真的态度请来了国外众多知名地质和坝工专家以及张光斗、潘家铮、李锷鼎、谭靖夷等国内水电泰斗和著名专家到现场考察和进行技术咨询。所有到了龙滩坝址的国内外水电、地质专家看过这里的情况后,无不为这么扎实、这样详尽的地勘和水库调查工作而惊讶和赞叹。

   “建设龙滩,建好龙滩”———期盼与夙愿

  龙滩水电站作为世界级大型工程,同时也是中南院的希望工程,承载着该院几代领导与专家的期盼与夙愿。

  徐镇国,中南院老院长之一,从1978年起,年复一年,日复一日,全身心扑在龙滩勘测设计工作上,即使年老退休也从不曾放弃。然而,就在他为龙滩工程倾注全部心血的时候,无情的肝癌细胞剥夺了他的健康。1992年,他病倒了,但他没有一刻忘记龙滩。凡是有人来看望,他第一句话就问龙滩工作的进展,直到1993年闭上了眼睛。徐镇国院长把毕生都献给了龙滩。他逝世时唯一的遗嘱是:“把我的骨灰撒在龙滩,生前没见到龙滩上马,死后我也要和大家一起建好龙滩。”

  享有国家设计大师美誉的中国工程院院士、中南院原总工程师王三一,上世纪70年代末就被任命为龙滩工程设计总负责人。几十年来,他不知多少次深入龙滩,工程技术人员在哪里钻探,他就到哪里查看,一个钻孔一个钻孔、一份资料一份资料仔细分析,哪怕对一条小小的岩缝有怀疑,都和大家一起研究,彻底排除。在我国工程权威指导下,他致力于龙滩坝址、厂房和船闸设计施工方案的研究。还通过出国考察,借鉴国外电站建设经验,精雕细琢,从9个坝址设计方案中确定出最理想的设计方案。这位中国工程院院士对龙滩倾注了后半生的精力和心血。

  我国著名水能规划专家、中南院原副院长兼副总工程师安申义,曾于1982年至1985年负责龙滩勘测设计工作。这位早已将建设龙滩的梦融入其血脉中的老知识分子,以精确的数据不断为龙滩工程建设鼓与呼。退休后,他心里总想着龙滩,虽然没有了明确的工作任务,仍然每天按时来到办公室,默默进行着龙滩工程的研究工作。

  上世纪90年代初,龙滩工程开工前景变得不明朗,老百姓的呼声、广西贵州两省的期盼和中南院职工们的愿望,让中南院的老领导、老专家王三一、安申义、刘信真吃不好、睡不安、坐不住,这三位老专家商量后决定上书中央,请求龙滩上马。当时正是十五大召开前夕,三位老专家联名写信给朱镕基总理,建议龙滩水电站在“九五”期间开工建设。“三老”上书很快有了回音。三老的信是1997年10月16日送出的,4天后,即10月20日,信就到了朱总理手上,朱总理当即转批,并让有关部门进行了处理。

  当时,我国像龙滩这样条件的电站并不多,如何设计好、开发好,意义十分重大。当有关部门对龙滩设计方案有争议时,院技术专家们直接打电话给中国科学院的张光斗、潘家铮,接着联名写信给朱镕基总理,用科学的数据,陈述龙滩按400米蓄水位方案建设比375米方案带来更大的经济和社会效益:可增加装机容量120万千瓦,增加出力77.6万千瓦,增加发电量48.7亿度;与三峡联网可增容量300万千瓦,保证出力172万千瓦,可替代投资150亿元;预留防洪库容可由50亿立方米增至70亿立方米,能更好地满足珠江流域防洪规划的总体要求。朱总理阅信后,亲自批示请国家计委予以研究。就是靠老领导和专家们的赤胆忠心,靠中南院全院干部职工的多方努力,国家同意按“400米设计、375米建设”批复龙滩开工。

   “精兵强将,抢班加点”———舞好设计龙头

  在龙滩工地,设计的龙头地位得到了业主、监理和施工单位等参建各方的认可。一个拥有多项世界第一的大型水电枢纽,在交通不便、闭塞偏僻的深山峡谷中,从无到有,从打下第一个钻孔到今天大坝雄起,喧嚣奔腾的河水任人调度,第一台机组发电,这里面饱含着中南院耗费的近30载年华,凝结着全院三代专业技术人员的心血和汗水。

  然而,要舞好设计这个龙头,不是一件容易的事。以建造目前世界上最高的碾压混凝土坝为例,不仅对施工单位来说是头一次,对于设计单位同样也是头一次。具体施工中有那么多问题需要解决,如大坝稳定问题、施工中温度控制问题、裂缝处理问题、复杂气候条件下施工工艺问题,还有高边坡的稳定等,没有经验就通过各种试验自己摸索,并虚心向国内外有经验的老专家求教。中南院在开工以来的几年中,先后邀请包括两院院士在内的全国知名水电专家到现场咨询。院里老专家更是隔三岔五就来工地看看,出主意、想办法,共同解决各种技术问题。院各级领导对龙滩这一巨型工程极为重视,前后任院长廖家凯、李玲龙每年都要亲自到龙滩工地检查指导工作,慰问职工,与业主联系沟通;冯树荣、罗俊军副院长,亲自主持龙滩项目的工作,常驻工地,现场指导生产,协调与业主、监理、施工单位的关系,主持或直接参与经营活动。其他院党政工领导、副总工们也时常到龙滩工地指导工作。

  工地设代人员身处一线,遇到问题要及时拍板、及时解决。为此,各专业都派出精兵强将,到龙滩工程现场担当设代重任,坝工、厂房、水道、机电、地质、水保,不论哪个专业都是如此,常常是正副专总、室主任、主任工程师或主要设计人员亲自担当设代重任。在设代处大门上,工作时间赫然写着全年上班无间断。工程建设中,设代人员对外要保持与业主、监理、施工单位的联系,进行设计交底,关注施工进程中的每个环节是否达到了设计要求;要现场解决与设计相关的技术、质量、工期、工程量等等问题,还要参与与工程有关的试验,参与工程项目验收;而业主、监理、施工单位会因为工程上出现的新情况、新问题而随时要他们去现场,出主意、拿方案,解决问题。

  该院所有设代人员、监理人员都没有节假日、公休日的概念,也没有上、下班的概念。8小时外的休息时间,只要工程上有事,不要设总提醒,就会来到施工现场或办公室,立即处理问题,从不在乎是午间还是深夜。2003年11月截流、2006年9月底下闸,到目前工程投产发电,龙滩工程几个重要的里程碑阶段,中南院各主要专业的主设人员、专业负责人云集设代,研究问题,想方设法解决工程出现的技术问题。白天奔波于现场,晚上办公室灯火通明。任务紧迫时,设代人员甚至伏案工作通宵达旦。自开工以来,投入现场设代8万人日;完成招标文件200份,技术报告600份,设计图纸15000张。受监工程创造了年最高石方洞挖127.7万立方米、月最高16万立方米、月均12万立方米,年地下砼浇筑35万立方米等多项世界记录。组织参建各方成功攻克地下厂房世界跨度最大30.7米的顶拱开挖安全、世界最大岩锚梁施工质量和厂房81米高直立边墙稳定三大地下工程难题。工程投资受控,连续6年保持安全施工“双零”目标,自2004年起连续3年被评为“大唐集团安全文明施工样板工地”,工程质量合格率达100%、优良率92.5%。

  “突破难点,创就第一”———科技攻关硕果累累

  龙滩水电站全部完工后,将创造4项世界之最:

  ———规模最大的地下厂房。厂房长388.5米,宽28.5米,高76.4米。

  ———最高的碾压混凝土大坝。最大坝高216.5米,坝顶长832米,后期坝体混凝土方量715万立方米。

  ———提升高度最高的升船机。全长1800多米,最大提升高度179米。

  ———单机容量最大的全空冷水轮发电机,机组单机容量700MW。

  龙滩碾压混凝土重力坝是迄今世界上已建、在建最高的碾压混凝土坝,其高碾压混凝土坝一直是科技攻关的重点。高碾压混凝土重力坝应力计算方法和承载能力、施工期坝体温度应力分析方法和温控防裂措施,以及高温多雨条件下大坝连续施工技术等,都是设计和建设中要解决的关键技术问题。“八五”、“九五”期间,碾压混凝土高坝设计方法研究等被列为国家重点攻关项目,进行了充分的研究。龙滩工程开工建设后,又作为国家电力公司科技攻关项目进行了深化研究。在中南院统一协调组织和国内外知名专家指导帮助下,集中国内若干高校、科研院所的力量,解决了许多难题,取得大批代表国际先进水平的研究成果,有的达到国际领先水平。

  龙滩大坝初期建设时混凝土方量达674万立方米。施工历时33个月,月均浇筑强度达17万立方米,高峰期月均浇筑强度超过30万立方米,如此大的工程量与强度,施工方案的选择特别重要。通过调整设计总体布置方案,采用了全地下厂房布置,优化了坝体布置和体型、简化了坝体结构,充分发挥了碾压混凝土快速施工的优势。“十五”期间,作为国家电力公司重大科研攻关项目,并结合招标设计和施工条件进行了深化研究,直接解决工程设计建设中的问题,取得丰硕的研究成果。研究成果的应用,使施工方案充分体现了碾压混凝土的特点,保证了快速施工的实现,与初步设计相比,可实现提前一年工期发电目标,增加发电量156.7亿千瓦•时,经济效益显著。

  同时,高碾压混凝土坝防渗技术研究依托龙滩工程,在国家“八五”和“九五”攻关中都进行了大量研究。经“八五”科技攻关分析研究,龙滩碾压混凝土重力坝采用钢筋混凝土面板与二级配碾压混凝土组合防渗。为进一步解决好龙滩大坝防渗问题,国家“九五”科技攻关继续将200米级高碾压混凝土坝的防渗结构和碾压混凝土渗流特性研究列入技术攻关专题。龙滩工程开工建设后,又列为国家电力公司重大科研攻关项目,对变态混凝土施工工艺、机械、结构及材料等作了进一步研究。

  龙滩水电站地下洞室群是布置在陡倾角层状结构岩体的巨型地下结构,大小洞室共约118条。地下洞室规模大、数量多,布置密集,各洞室之间相互影响大,设计难度远远超过目前国内外已建地下工程。“十五”期间,作为国家电力公司重大科研攻关项目,结合招标设计和工程开工建设后施工条件变化,采用试验、统计分析、模型拟合、数值计算和工程类比等方法,对龙滩工程地下厂房洞室群设计与施工中的重大技术问题进行了专题研究,成功解决了陡倾角成层岩体中高边墙地下洞室和密集洞室群的稳定问题。研究方法和研究成果具有广泛的应用前景,为在建和拟建类似复杂地质条件下的巨型地下工程建设积累了经验,具有极大社会效益。

  2006年9月30日,龙滩水电站成功下闸蓄水,这标志着龙滩水电工程建设进入一个崭新阶段,同时也是科技创新、科技转化为生产力的体现,充分说明龙滩工程不仅是一个世界级工程,也是一个科技工程。

  龙滩电站投运后,还拥有:

  ———国内最大的组合式三相变压器。龙滩500kV主变压器额定容量780MVA,采用组合式三相变压器,这是国内500kV主变压器首次采用组合式三相变压器。

  ———国内最大的双小车桥机。龙滩主厂房采用两台500t+500t双小车桥式起重机,额定起重量目前居国内第一。

  数据是枯燥的,过程却是艰辛的,前景是辉煌的。如今,在龙滩水电站首台机组并网发电的胜利时刻,人们无法掩饰自己的喜悦和激动之情。在这个梦圆的地方,深深留下了中南院人艰苦奋斗、团结拼搏、自强发展的足迹。伴随龙滩建设的隆隆炮声,中南院龙滩工程勘测设计工作迈进了一个崭新阶段。现在,每位参与龙滩工程勘测设计的中南院人,正翘首期盼着龙滩工程400米方案的实施。中南院人一定会发扬其光荣传统,以对国家、人民、社会和业主高度负责的使命感,对工程质量、工程进度高度重视的敬业精神,认认真真、扎扎实实、科学求真做好每项勘测设计工作,实现老一辈专家和领导的夙愿,为民造福、为国家做出更大贡献,并竭尽全力使龙滩工程成为国内外一流的精品工程、金奖工程!(本版照片由中南院提供)

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