錦屏雙子座,當驚世界殊。
錦屏一級壩高達305米,是世界最高的雙曲拱壩,錦屏二級水電站是世界上最大規(guī)模的引水隧洞工程。
說起這些錦屏之最,無數(shù)水電人都會如數(shù)家珍。
雅礱江從青藏高原一路奔騰而下,在著名的錦屏大河灣河段,雅礱江沿著錦屏山蜿蜒流淌,彎出了150公里的大河灣。錦屏大河灣直線距離只有17公里,天然落差達到310多米,形成了一個得天獨厚的引水發(fā)電的條件。
東西兩側(cè),錦屏一、二級水電站帶著水電人的壯志豪情拔地而起,形成雅礱江流域梯級開發(fā)中最耀眼奪目的“雙子星”,總裝機達到840萬千瓦。
作為國家深入實施“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略的標志性工程,以及國家“西電東送”的骨干電源點,錦屏水電站極大地優(yōu)化了川渝電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu),極大地帶動了涼山少數(shù)民族地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和社會進步。
錦屏夢圓
開發(fā)雅礱江錦屏大河灣是中國幾代水電人的夢想。
錦屏水電站前期工作起于上世紀50年代。1956年,我國第一個五年計劃沖刺提前完成,社會主義建設(shè)急需興修水利,更需電力,于是開始對雅礱江的水資源進行全面普查。
1965年,700多名水電人懷著“打通錦屏山,修建大電站”的雄心壯志,在極其艱苦的環(huán)境中開展了大規(guī)模的水電勘測設(shè)計前期工作。在克服了無數(shù)難以想象的困難之后,以人定勝天的堅強意志,取得了一個個鼓舞人心的技術(shù)數(shù)據(jù),填補了錦屏山地質(zhì)資料的空白,開創(chuàng)了前無古人的業(yè)績。
然而遺憾的是,正當錦屏前期工作卓有成效之際,開發(fā)工作卻中止下來。盡管第一代錦屏人在那個非常時期堅持讓雅礱江的第一顆水電明珠——裝機3.75萬千瓦的磨房溝水電站發(fā)了電,照亮了彝區(qū),但“打通錦屏山,修建大電站”的宏偉理想只能深深地埋進心底,成了第一代錦屏人心中永遠的夢。
斗轉(zhuǎn)星移,轉(zhuǎn)眼二十多年過去了。隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展,開發(fā)建設(shè)大西南水電站建設(shè)再次提到了國家經(jīng)濟建設(shè)的議事日程。滔滔雅礱江畔,巍巍錦屏山間,又出現(xiàn)了水電人的身影。
為了確保錦屏地質(zhì)勘測任務(wù)能夠順利完成,第二代錦屏人專門組建成立了錦屏勘測總隊,并組織各方力量開赴錦屏山。1991年,為了進一步查明錦屏工程的綜合地質(zhì)情況,為錦屏電站的建設(shè)提供更加可靠的技術(shù)資料,同時也為了促進電站能夠盡早開工立項,華東院啟動了長達4年的5公里長探洞開挖勘探和試驗工作??闪钊诉z憾的是,正當5公里長探洞開挖成功勝利在望時,探洞內(nèi)發(fā)生了大面積集中涌水,探洞開挖被迫停止,勘測工作隨之停止。
新世紀的鐘聲敲響,在黨中央實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略和國家“西電東送”偉大決策的指引下,錦屏前期工作再一次全面啟動。
在建設(shè)前期,沒有路,沒有通訊,沒有電,沒有衛(wèi)生的水源,生活物資無法保障,但廣大建設(shè)者逢山開路,遇水搭橋,克服重重困難,極大地改善了錦屏工程的建設(shè)環(huán)境。
錦屏工程建設(shè)期間發(fā)生過許許多多可歌可泣的動人故事,2005年12月15日晚上10點多鐘,錦屏一級水電站工程左岸導(dǎo)流洞發(fā)生了開工以來最大的塌方,塌方長度120米,塌穴最高處與底板距離超過40米,大塌方發(fā)生前,長江委兩名監(jiān)理劉濤、房曉在巡視時突然發(fā)現(xiàn)導(dǎo)流洞頂拱的有石塊墜落。警覺的兩位監(jiān)理立即叫喊在附近工作的工人撤出,并大聲喊叫:“要塌方了,趕快跑!”聽到報警的工人跟著他倆向外跑去。沒跑多遠,塌方就像多米諾骨牌似發(fā)生了,若稍晚片刻,后果不堪設(shè)想。
在施工籌建初期,施工人員懷著開發(fā)錦屏水電資源的一腔熱忱,小到生活物資,大到施工設(shè)備,都是靠人背馬馱運上山的,據(jù)統(tǒng)計,大概有近百匹馬在馱運物資時摔下懸崖。
在國內(nèi)外在建水電站工程中,錦屏水電站所面臨的自然環(huán)境是最惡劣的,施工和生活條件被公認為是最差的。前期的建設(shè)者們自嘲,“通訊基本靠吼,交通基本靠走,治安基本靠狗”,看似詼諧卻是當時最真實的寫照。早先來錦屏的人一兩個月沒有和家里聯(lián)系是普遍現(xiàn)象,三四個月沒和家里通消息也不奇怪,半年家里沒收到音信的也大有人在。
2005年11月12日,錦屏一級水電站開工,2007年1月30日,錦屏二級水電站正式開工建設(shè)。2014年11月份,建于大河灣兩端的錦屏電廠14臺60萬千瓦機組全部投產(chǎn)發(fā)電,水電建設(shè)者們半個多世紀的“錦屏夢”終于變成現(xiàn)實。
科技奇跡
在業(yè)內(nèi)有一句話,叫做“三峽最大,錦屏最難”。錦屏水電站有三“最”:地質(zhì)條件最復(fù)雜、施工環(huán)境最惡劣、技術(shù)難度最大。
這話一點不夸張。
錦屏水電站具有“五高一深”的特點,即“世界最高混凝土拱壩,高山峽谷、高邊坡、高地應(yīng)力、高壓大流量地下水、深部卸荷裂隙”,似乎齊聚了世界上所有險惡的地質(zhì)條件,被國內(nèi)外水電界公認為建設(shè)管理難度最大,施工布置難度最大,工程技術(shù)難度最大,施工環(huán)境危險最大的巨型水電站,是世界電站大壩建設(shè)和引水發(fā)電隧洞建設(shè)的里程碑。
305米高的世界第一高拱壩工程、大型地下廠房工程、大型地下洞室群工程、大規(guī)模地下基礎(chǔ)處理工程以及7條長度各約17公里的引水隧洞和交通隧洞的設(shè)計、施工和建成后的管理都是世界級難題。
為了攻破這些讓世界一流水電專家都大感頭疼的技術(shù)問題,建設(shè)者們傾盡智慧和心血,想出了許多先進的開發(fā)理念、施工方法、科學(xué)技術(shù),創(chuàng)造出水電開發(fā)中一個個科學(xué)奇跡。
為了保證邊坡的安全,他們采取了60-80米、200-300噸的超長、大噸位錨索、布置了三層抗剪洞、安設(shè)了大量變形觀測儀器,為復(fù)雜地質(zhì)條件下高邊坡的開挖與支護起到了積極的作用。
為解決大壩澆筑材料運輸問題,錦屏建設(shè)者硬是鑿?fù)ㄥ\屏山,開挖出兩條長17.5公里、最高埋深達2500米的交通隧洞,隧洞施工過程中克服了高壓大流量地下突涌水和高地應(yīng)力強巖爆等復(fù)雜地質(zhì)條件帶來的難題,并創(chuàng)造了隧洞獨頭掘進9750米的世界紀錄。
為了保證超長大規(guī)模水工隧洞的安全快速推進。經(jīng)過多方案比較和論證,采取了鉆爆法和全斷面TBM相結(jié)合的施工方案進行引水隧洞掘進。當時錦屏水電站引進的大直徑TBM居國內(nèi)第一、世界第二。
錦屏山2000多米深的胸腹中,存在著發(fā)育旺盛的圍巖富水帶,地下水往往會成為工程施工的“攔路虎”。在歷經(jīng)幾番周折后,錦屏建設(shè)者們以現(xiàn)代化的眼界和思維,在嚴謹研究、分析了錦屏山地下水的來源、狀態(tài)、規(guī)律和堵水后,充分借鑒在錦屏山隧洞中的施工經(jīng)驗。“堵、排、繞”綜合治理手段的普遍靈活運用和地質(zhì)超前預(yù)報新技術(shù)的大量使用,高效地確保了施工安全和工程質(zhì)量,確保了工期。
巖爆,是隧洞建設(shè)中又一個令人膽戰(zhàn)心驚的難題。巖爆的發(fā)生,事先沒有任何征兆:工人們在掌子面掘進打鉆時,鉆機正“突突突”地鉆著,倏忽“嘣”地一聲,如炸響的悶雷,整個掌子面幾米厚的巖層頃刻垮塌。鉆機,這雄踞巷道里的龐然大物,那長伸的鋼鐵巨臂,立刻遭致“粉碎性骨折”,甚至被擊成幾節(jié)。不少國內(nèi)外專家甚至將其喻為地下工程施工中的“癌癥”。
在錦屏山隧洞建設(shè)的過程中,建設(shè)者們創(chuàng)造性地運用計算機技術(shù),采用國內(nèi)外未見的隧道開挖過程離散單元法計算機仿真技術(shù),對千枚巖復(fù)雜地質(zhì)隧道變形全過程仿真模擬,還采用了國內(nèi)外未見的最大應(yīng)力70.1兆帕高應(yīng)力條件下,強至極強巖爆綜合防治技術(shù),膨脹式錨桿……
實踐證明,在各種高技術(shù)的準確運用下,隧洞施工中這些方法對巖爆的預(yù)測已達到約80%的準確度,發(fā)揮了相當好的預(yù)防作用。
雖然硬骨頭”、攔路虎比比皆是,錦屏水電站卻在世人懷疑的目光中,破解了一個又一個世界級難題——20項世界第一、20項國內(nèi)第一、23個水電行業(yè)“首創(chuàng)”、6項國家科技進步二等獎、3項詹天佑獎。讓錦屏水電站的建設(shè)過程中,處處閃耀著科技的光芒。
夢想成真
雅礱千里江流,水電閃耀神州。經(jīng)過廣大建設(shè)者的艱苦努力,錦屏水電站僅用3年的時間便完成了43億元的前期準備工程,建成公路約250公里,供電線路205公里,通訊線路約500公里,跨江大橋8座,建成營地5座,實現(xiàn)了一級二級水電站主體全面開工建設(shè),錦屏一級水電站提前兩年實現(xiàn)大江截流,創(chuàng)造了世界水電建設(shè)史上的“錦屏速度”。
錦屏水電站經(jīng)濟效益顯著。以錦屏一級水電站為例,電站建成使得四川電網(wǎng)枯水期平均出力增加22.5%,極大地優(yōu)化川渝電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu);每年使雅礱江下游梯級電站增加發(fā)電量60億千瓦時,相當于新建了一座裝機120萬千瓦的水電站;每年使金沙江烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩、長江三峽和葛洲壩水電站增加發(fā)電量51.6億千瓦時。電站建設(shè)期間,大型發(fā)電設(shè)備、水泥、鋼材、油料等大宗設(shè)備和物資的巨大需求有力地促進四川省GDP增長。
電站建設(shè)也有力地促進民族地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和社會進步。用工需求、物流、信息等帶動了地區(qū)建材市場、交通、運輸、農(nóng)產(chǎn)品、旅游、社會服務(wù)等行業(yè)的快速發(fā)展,地方財政收入得到顯著增長。投產(chǎn)發(fā)電后,電站每年上繳稅收約22億元。促進了施工區(qū)周邊偏遠鄉(xiāng)鎮(zhèn)實現(xiàn)了通公路、通電力、通通訊。
錦屏水電站每年向川渝電網(wǎng)和華東電網(wǎng)輸送400多億千瓦時的清潔優(yōu)質(zhì)電能,相當于每年減少標煤消耗1300多萬噸,減少排放二氧化硫26萬噸和二氧化碳3300多萬噸。如果把這些煤裝上火車,相當于22萬節(jié)火車的運量,車廂排列長度3000多公里,約為北京-烏魯木齊的鐵路距離。
利用為水電站修建的錦屏山隧道,還建設(shè)有世界最深、中國首個極深地下實驗室“中國錦屏地下實驗室”。連接設(shè)錦屏一級、錦屏二級水電站的17.6公里交通洞,上面是2500多米厚的山體巖石,是世界上巖石覆蓋最深的地下實驗室。在這里,粒子物理學(xué)家最頭痛的宇宙射線的強度僅為格蘭薩索山區(qū)的1/200,為實驗提供了“干凈”的環(huán)境,有著世界上最優(yōu)越的探測暗物質(zhì)的環(huán)境。它的建成標志著中國已經(jīng)擁有了世界一流的潔凈的低輻射研究平臺,能夠自主開展像暗物質(zhì)探測這樣的國際最前沿的基礎(chǔ)研究課題。
錦屏“雙子星”,在我國水電事業(yè)壯闊畫卷上描繪出濃墨重彩的一筆,也是中華人民共和國成立以來我國水電行業(yè)飛速發(fā)展的一個縮影。
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