敢向大江缚苍龙
溪洛渡截流是工程施工的制约性和控制性项目之一,截流成败直接影响后续工程的建设,进而影响发电工期。
要确保截流万无一失,就必须做好截流规划设计,比如选择哪个时段,采取哪种截流标准流量及截流方式,需要多少截流材料等等,这些方方面面,牵一发动全身,不仅影响到截流难度,也关系到截流的费用。
对此,成都院导流专业做了精心设计,对每个数据都再三比较分析,一个完美的方案浮现出来。
世界工程的典范设计
让我们将这一设计过程稍微呈现出来。
金沙江7-10月为主汛期,虽然10月下旬出现的年最大洪水次数少,量级不大,但仍为主汛期的退水期,不宜作为截流时段选用。考虑导流洞分流条件、选择的截流施工设备以及各截流时段截流指标,确定截流时段为11月上旬,也确定了相应设计流量。第一个关键因数确定了。
对截流方式的选择,导流专业负责人黎昀认为,溪洛渡坝址地形和施工条件,具备平堵、立堵截流条件。平堵截流具有水力指标低、抛投强度较低的优点,缺点是辅助工程设施多、投资大。溪洛渡截流戗堤位置,无现成的跨江大桥可用,需架设截流桥,不仅施工难度大,而且代价太高。立堵截流具有施工方法简单、施工准备工程量小和费用较低等优点,缺点是截流水力指标高、要求的抛投强度高。由于本工程导流洞分流条件好,与国内外已建的三峡、葛洲坝、伊太普等工程比较,截流指标相当,同时考虑到具有双向进占的条件。经水力计算分析,模型试验验证,并参考国内外大型工程的成功经验,采用双向进占、立堵截流方式。
黎昀拟定了单戗堤、宽戗堤、双戗堤立堵截流三个方案进行比较研究,最终采用单戗立堵截流方案。
龙口的流速最大,对截流影响大。戗堤处河谷深槽偏右岸,左岸较平缓,且有基岩裸露,左岸上游豆沙溪沟有截流备料场,故龙口布置于左岸。
为缚住不羁的金沙江,截流材料不被急流冲走,黎昀设计了特大石,主要有石串、钢筋石笼和混凝土四面体。
在2007年,三峡公司为截流准备工作召开过几次重要会议。
在年初的年度工作会议上,章建跃说,2006年成都院完成了筹建准备工程的大量设计图纸供应、技术供应和现场设代技术服务,同时还完成了地下厂房、坝肩开挖,大坝招标等主体工程的招标设计和标书编制,任务非常繁重。
业主提出2007年实现工程截流的目标,章建跃也道出了其中的压力。他说,由于筹建期压缩,提早安排的导流洞施工和其它准备期工程的招标和实施,以及提早安排主体工程标的招标设计,使筹建期工程与准备期工程搭接时间长达2年,工作干扰大,技术供应难度大。从2003年起算的筹建准备工程总工期,比原设计工期缩短2年时间,工期压力很大。
“越是艰难越向前”。面对压力,章建跃承诺,成都院将加强和细化设计管理,想方设法调动设计人员积极性,发挥主观能动性,保证设计工作的完成,包括施工图纸、标书供应和现场设代服务;尊重并具体落实业主意图和工作目标,尊重科学,为落实“典范工程的建设,首先得有一个典范设计”的要求,作出实实在在的努力和贡献。
在溪洛渡截流准备工作专题汇报会上,王仁坤作了《为实现大江截流,积极做好设计技术保证》的汇报。
这个汇报,思路清晰,语言诚恳,透着一股自信。
他说,截流成功与主体工程建设正常推进,需要建设各方的共同努力。作为工程主体设计单位,设计工作将做好“三个面对,两个保证,一个目标”,即面对导流工程建设现状,尤其进出口工程建设进度滞后,出口围堰占压出口明渠结构以及右岸导流洞进口的退坡开挖与进口结构调整,成都院将按照业主要求,积极做好影响分析,提出合理的调整设计和技术要求,以有利于加快工程建设,实现导流工程安全过流与度汛;面对截流工程的规模和技术特点,加深围堰工程结构设计,提出明确施工技术要求,确保围堰安全,为大坝基础施工创造正常的工作条件;面对围堰蓄水的库区移民搬迁,成都院在承担的工作范围内,积极开展工作,加强与地方政府的联系和沟通,做好围堰库区涉及移民搬迁和库区清理的相关涉及工作。
王仁坤的“三个面对”,传达出一个负责任的设计院的担当,那“两个保证”则是提出了更高的自我要求——第一,针对工程规模、技术特点以及施工设计要求,加强投入,积极设计,保证工程实施方案的技术可行性,做到安全可靠,技术先进,经济合理;第二,保证技术服务的及时性,做到施工供图计划可控,现场设代紧随施工,积极开展预案设计和动态设计。
王总向大会传达了一个让人民满意,让业主放心的目标。他说,成都院党政领导高度重视溪洛渡工程的设计工作,对溪洛渡项目管理提出了明确设计工作目标——赶进度、控质量,典范工程、精品设计。溪洛渡项目部立足“详策划,重投入;分项具体,落实到人”的管理思路,做到积极设计、深化设计、动态设计。
在10月,溪洛渡水电站枢纽工程和档案验收专家组对导流工程进行截流预验收。在此之前,成都院解决了导流工程洞内涌水、进出口段及地下闸室塌方、高等级衬砌混凝土裂缝、进出口与上部建筑物施工干扰等技术难题。
经过周详的设计,全面的服务,截流方案和成果到了实际检验的时刻。
世界难度的截流壮举
时间锁定在2007年11月。
7日上午8:45,戗堤预进占开始实施。戗堤预进占一开始,截流就进入困难阶段。预进占展开后,每小时的抛填强度大概为1500方至1800方,相当于每分钟有2台自卸车往河床抛填石碴。
17:00,流速达到9.5立方米/秒,比三峡截流时的流速高出近一倍。随着江面缩小,江水从左右两岸5个导流洞分流,龙口水力学指标开始下降,龙口流量开始从3500米/秒逐步减少。截流已胜券在握。
8日15:1分,龙口最大落差达4.5米,断面最大平均流速达每秒8.4米,一些指标甚至超过三峡工程。随着指挥长一声号令,截流现场升起一颗红色信号弹,截流攻坚战打响。顷刻间,整个工地马达轰鸣,一台台大型自卸车、推土机直逼龙口。一车车巨石抛入大江,溅起冲天浪花。大江开始最后合龙阶段。金沙江水拍打着几乎横断江面的土石围堰,从龙口急速流过。
岸上,200多名建设工人、30多辆大型工程车排成长龙,在蒸腾的大江雾气中待命。10吨重四面体刚投入江中,立即就被湍急水流冲走,大江截流难度可想而知。
见证这一历史时刻的,除了水电建设者,还有附近的居民。溪洛渡截流的消息在永善县和雷波县以及临近的屏山县、水富县等地传开以后,从11月6日开始,远至昭通、宜宾等地的居民纷纷赶到金沙江峡谷,等候观看大江胜利合龙的一刻。7日一大早,峡谷两岸的山坡上就站满了观看大江截流壮观景象的人们。到8日,溪洛渡整个工区已经人山人海。
随着震天撼地的马达声,龙口宽度逐渐缩小。但水流速度、落差逐渐增大,此时江流如群蛟挣扎奔撞,把一块块大石顶出龙口。戗堤每向前延伸一米,截流难度就增加几倍。
经过20多分钟的努力,15:40,随着最后一车石料倒入江中,截流龙口上游戗堤与纵向围堰终于连在了一起,龙口胜利合龙。
至此,左右两岸连成一道长提,横断了滚滚金沙江。千万年奔腾不息的江水,完全由5个导流洞穿越两岸山体,从下游1000多米外的导流洞出口处奔涌着钻出地面,再次回归到金沙江中,唱着“涛声依旧”的歌。
指挥长兴奋地宣布:溪洛渡水电站工程上游围堰截流成功!
一时间,整个工地沸腾了!礼炮声、欢呼声、鞭炮声、锣鼓声惊天动地。两支舞龙队舞起了长龙,两岸的司机们鸣笛欢庆,截流现场瞬间变成了欢乐的海洋。
这次截流,是溪洛渡工程继2005年12月正式开工后的又一重要里程碑,也是水电工程截流史上的一次壮举,标志着溪洛渡建设进入一个崭新的篇章,工程全面进入主体工程施工阶段。
溪洛渡截流具有截流流量大、水深大、龙口水力学指标高等特点,截流综合难度位居世界前列,此次截流成功是我国水电建设史上的一个新奇迹。专家对此次截流的评价,让黎昀甚感自豪。
世界最大的导流洞群
更让黎昀自豪的是他们的导流洞设计。本次截流能如此顺利,导流洞功不可没。
导流洞为溪洛渡水电站截流而生,担负截流期间与截流后江水过流任务。在溪洛渡坝址两岸的巍巍大山深处,左右岸各布置3条导流洞,最大开挖断面宽26米、高28米,足有9层楼房的高度,而每条导流洞平均长度超过1500米,总长接近10公里。土石方总开挖量达一千万立方米,相当于3个埃及胡夫金字塔体积。如果用这些石料修建一条标准6车道的高速公路(22.5米宽,0.5米厚),可以修90多万公里,能绕地球11.6圈。6条导流洞进出口闸门和启闭机等主要金结设备及埋件重14万吨,相当于两座埃菲尔铁塔的总重量,这些是金结专业龙朝辉、刘天德等人的杰作。大若城池的导流洞主洞,与纵横交错、形如迷宫的各种施工支叉洞和场内交通洞令参观者叹为观止。
世界上最大的两个水电站——三峡和伊泰普,河床两岸地形比较开阔,有条件布置导流明渠宣泄施工期洪水,都没有采用导流洞。溪洛渡工程因为在深山峡谷中修建,采用导流洞引走滔滔江水是最佳方式。
因此,溪洛渡导流洞,理直气壮的成为中国人设计和修建的世界上最大的导流洞群。
需要说明的是,导流工程规模的选择,经历了多方比选。除了能安全宣泄每秒32000 立方米导流设计流量外(这一流量是小湾工程的3倍),还要确保导流洞和挡水围堰的结构稳定及施工可行。一般情况下,在围堰挡水、隧洞导流的导流方案中,尽量提高围堰的挡水高度,降低隧洞规模是最经济的。在分析国内外高土石围堰设计的基础上,根据当时国内地基处理技术、大型土石方机械运用、施工技术及管理水平,通过施工进度的论证,为确保围堰工程在一个枯水期内能完成施工,最终确定导流洞的布置与围堰的高度。
截流前,导流洞的任务是进行江水分流,为实施截流降低难度和风险,将有一半以上的江水从导流洞分流。截流后,金沙江水将被迫改道,从导流洞过流。之后,建设者在河床上修建围堰,继而在围堰内修筑大坝。到2013年,当修筑的大坝具备挡水和泄流条件时,导流洞也将完成它的光荣使命。左岸1号、2号,右岸5号、6号导流洞随之改为地下厂房的尾水洞,继续发挥它们的效益,而3号和4号导流洞将永远被封堵、废弃。
溪洛渡水电站截流后,300米级的大坝将在金沙江第一次裸露的河道上拔地而起。
又一篇大禹的神话
机器声替代了浪涛的呼啸
谁见过,公路修到江底
汽车如鱼儿游弋
驯服了河,驾驭了江
两岸山高更雄壮
不是万里江山的陪衬
梦想的土壤开出花朵
暗香,播洒人间的真情
日益丰腴的舞台
就在这江河的中心
一幕幕治水大戏轮番上演
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