经得一番寒彻骨,终有梅花扑鼻香----中国电建水文气象重大专项课题七之抽水蓄能电站冰情自动监测现场安调实记
不经历风雨,怎能见彩虹。中南院人一直是从不畏惧任何艰难险苦,不断创新和进取的一群人。在本次中国电建重大专项课题——抽水蓄能电站冰情自动监测的科研项目上,大家一次次地与困难和危险做斗争,在逆境中不断积累前进的信心与勇气,将“秉则 创新 卓越”的企业精神体现得淋漓尽致。
抽水蓄能电站水库冬季严寒期冰盖的形成、生长、消融过程极为复杂,且水位变幅大而频繁(超过40米),如何通过先进的水库冰情自动监测技术获取一手的监测数据,为研究水库冰库容设计、运行中避免水库整体结冰的调度关键技术等国内外重大技术难题提供数据支撑,任重而途艰。
作为中国电建集团水文气象重大专项子课题,“抽水蓄能电站冰情自动监测系统研究”因其意义重大而应运而生。如何解决酷寒环境下的冰情自动监测技术及安装工艺问题,开发出稳定可靠的在线监测设备是摆在每一个课题参与者面前的巨大难题,无法模仿,只能探索。
针对研究对象必须具备典型性和代表性的原则,项目组通过调研、比选,最终确定依托呼和浩特抽水蓄能电站(以下简称“呼蓄电站”)开展“抽水蓄能电站冰情自动监测系统研究”。“呼蓄电站”位于呼和浩特市东北方约20公里处的大青山区,属北方严寒区,电站厂区很多地方无信号、无网络。电站装机容量1200兆瓦(4*300兆瓦)。电站上库坝顶高程1943米,正常蓄水位1940米,死水位1903 米 ,库底高程1900 米 。电站下库坝顶高程1401米 ,正常蓄水位1400米 ,死水位1355米 ,库底高程1340 米 。
再次出发
2017年冬季,项目承担单位水情水调工程公司相关研究人员,在公司姚经理的带队下,来到“呼蓄电站”,着手自动监测设备的投放准备工作。由于设备采购、运输,以及恶劣天气等综合因素的影响,设备抵达现场的时间已是2018年1月初。接近零下20℃的严寒天气与布满冰层的上库、下库已不具备设备投放条件,经过综合评估,特别是从人身安全的角度考虑,放弃了自动监测设备投放至预定位置的目标,但利用整个冬季对设备的整体性能,特别是设备的耐低温性能、严寒期施工方案等进行了细致而全面的评估。
经过近1年的充实、完善与更精细化的准备,项目研发团队先遣队于2018年10月23 日再次出发,先期到“呼蓄电站”对原有设备进行校测,对新增设备开展现场调试,并就地进行拷机测试,同时与电站业主方(呼和浩特抽水蓄能发电有限责任公司)进行设备安装前的各项沟通工作。
在完成了安全应急预案编制及所有设备的准备、调试与拷机工作,确保所有设备能够正常运转之后,项目负责人、公司安全员于2018年11月5日来到现场,与先期到达的成员会合,组成共计5人的设备现场投放小组,对设备正式投放前的各项工作再次进行检查、确认。在后方集控中心软件开发组、硬件设备开发组同事的协同配合下,我们怀揣十足的信心与斗志迎接即将开始的“呼蓄电站”上水库、下水库以及拦沙库的冰情监测设备正式安装。
与时间赛跑
根据现场情况,我们首先开展上水库冰情自动监测设备的投放工作,其最主要的困难在于整个上水库呈碗状,库壁都是光滑的沥青面板,落差超过40米,且有近2米高的防浪墙,想依靠人力运输设备沿着库壁顺利将设备投入水库基本不可行;此外,上水库全库盆都是采用沥青混凝土面板,从里往外依次为80毫米沥青混凝土整平胶结层、100毫米改性沥青混凝土防渗层、2毫米改性沥青玛蹄脂封闭层,其中最外层的玛蹄脂封闭层非常脆弱,极易损坏,不允许任何尖锐的物体接触,按照业主的说法----“夏天维修的时候连一个煤气罐都不允许直接放在面板上”。想要顺着库壁将设备从库岸推至水中很容易造成对面板的磨损,所以这样的办法也是业主不允许的。思来想去,左右权衡,最终还是选择了将我们的设备,即将浮筒与船通过吊车从岸上吊至库壁中下段(由于内蒙电网的封闭性,无长远调度计划,我们施工时上库水位较低),然后由多人合力抬入水中的方案。为避免吊车在拉吊过程中发生物体意外跌落而损坏面板,我们又在库壁上铺上厚厚的门帘,同时将设备整体用门帘包裹。当设备成功移至上库水边,要再想将浮筒移至库中间,则需要为浮筒牵线搭桥。我们的方案则是在水库的对岸两头拉上一根绳索,安装人员站在浮筒上,拉着绳子将自己与浮筒带至水库中间,待所有安装工作完成后,安装人员再坐着之前投放的小船拉动绳子回到岸边。一切听上去似乎很简单,但操作起来却困难重重。首先是“呼蓄电站”海拔高,无太阳照射的情况下气温往往低于-8℃,凌晨更是-15℃以下,更重要的是天气预报给了我们一个大大的警告,天气预报告知我们呼市即将迎来一场降温降雪,留给我们的时间只有一天了。为了不影响项目的执行周期,也不能让所有的准备工作付诸东流,唯有争分夺秒,与时间赛跑,抢在大风大雪到来之前完成上水库的投放工作。时间的紧迫就要求我们有更为一丝不苟的工作态度,更稳重扎实的工作方法,更能克服一切困难完成任务的决心。上水库投放当天,上山路上的积雪似乎也在提醒着我们今天气温很低。下车不久,手脚就已变得冰凉、麻木,即便带着帽子也能感受到寒风不断地往身体里灌,我们不由自主的开始捂紧自己的衣服。鼻子则是涕流不止,稍显狼狈。时间的紧迫容不得我们有更多的矫情,伸出手来,说干就干。
这样的条件,工作效率自然是不高的。直到下午也只完成了设备从岸边吊至库水边的工作。虽然我们带了些面包作为午饭,尽可能节省了所有能节省的时间,但这样的效率似乎还是让人有些着急,唯恐夜幕降临,气温骤降,所有工作半途而废。吊车的工作完成后,剩下的就完全只能靠我们自己了。刻不容缓,,哈口气搓一搓因冻僵而没知觉的手,继续干!石总在岸上指挥,指导整个工作的运作,我们四个小年轻在库上浮筒安装,有条不紊。直到月光洒在水面上,我们才坐着小船回到岸边。终于松下一口气,总算赶在暴风雪前完成上库冰情自动监测站的安装调试工作。一天没吃饭,吹了一整天的寒风,手已经颤颤巍巍,脚下了船似乎也已经感受不到路面,仿佛踏在空中。没有比饥寒交迫这个词更能准确地形容我们当时的状态了。虽然如此,但上水库设备的投放成功早已让我们忘却了所有的饥饿与疲惫,所有人脸上洋溢着喜悦的笑容。
突然的暴风雪
上水库设备投放完成第二天,起床出来竟意外发现天气如此风和日丽,太阳照射下气温居然有3℃,我们开始怀疑起天气预报的准确性。但既然天公如此作美,何不好好珍惜呢?一大早,我们再次来到上水库,准备安装上水库图像站,同时把昨天急急忙忙落在库边的绳索、铁锹等工具收拾一下。正当我们还在感慨能在如此风和日丽的天气下工作的幸福时,突如其来的一阵阵寒风像是一个接一个冰冷的巴掌扇在我们脸上,风中还带着些许棉絮状的雪花。一开始,我们也没太把它当回事,似乎透过云层,还能模模糊糊看到太阳的轮廓,心里只想着赶紧把图像站安装好。可凛冽的寒风吹得我们不仅鼻涕直流,连手指都开始不听使唤,拧个螺丝、敲个键盘都成了一件难事。寒风依旧肆虐,雪也越来越大,但这帮年轻人却依旧不死心,不是与老天较上了劲,而仅仅是想把工作按时做好,求一个圆满。回到车上,利用空调让手恢复一些知觉后又回去接着干。
下午三点半,凛冽的寒风携带着大片的雪花抽打着我们的面庞,石总再次提醒我们必须立马下山,否则暴风雪会将我们困在山上,那个时候可就危险了。我们这才意识到问题的严重性,要是真再晚一点点(即使1小时),车下不了山,我们可能就真的彻底“凉凉”了。好在我们抢在最后一刻完成了图像站的安装,收拾完了所有的工具,立马驱车下山。雪越下越大,路越来越滑,车也就开得越来越慢,心情顿时又紧张起来。得老天眷顾,顶着白茫茫的暴风雪顺利下山。当我缓过劲来才发现不知什么时候把手给磕破了,鲜血直流。窗外已是白雪茫茫,再定睛一看温度,已经从3℃降至-12℃,如此迅速的降温真是让人感到害怕。但好在最终的结果是让人欣慰的,一切圆满。
浮筒意外搁浅
抢在暴风雪来临之前,算是完成了本次项目的一大半工作。几乎所有的人都觉得下水库的安装和投放相比上水库会简单很多,因为上水库四周光滑且没有下去的路,还需要时刻担心脆弱的沥青混凝土面板;而在下水库,四周不但没有脆弱的沥青混凝土面板,还有一条从岸上一直延伸到库水边的水泥路。
在这场暴风雪过去之后,我们立马开始部署下水库设备安装前的准备工作。当要落实投放方案时,我们逐渐意识到一切不是我们想象的那样简单。首先,下水库虽没有脆弱的沥青混凝土面板,但下水库的面积比上水库大很多,拉绳索的难度就大了很多,更为糟糕的是下水库的库壁不但怪石嶙峋,还有各种钢筋插在库壁上,拉绳索时很容易被其勾住;其次,若采用顺着去库水边的那条水泥路将设备抬到库水边,再靠划船的方式把浮筒划到库中央,很显然这种方法对于面积这么大、风向还不定的水库是极其危险且行不通的,不一会儿,我们就被彻底难住了。但俗话说办法总比困难多,而方法只需通过思考与行动去探求。说罢,我们再次来到下水库进行仔仔细细的勘察,环顾了一圈又一圈,试想了一种又一种方案。经过反反复复的讨论,最终确定采用“将安装人员与浮筒、锚链等通过吊车分几次从垂直的库坝上吊至水中”的施工方案,这样能够避开陡峭的库壁和众多的钢筋。
由于下水库从岸边到库底的高度差达到60米,为了确保安全,我们首先在拦沙库上进行了方案尝试。拦沙库相对较小,水面与路面的高度差只有3米左右,所以用吊车实施起来较为简单。但好似本次项目就永远不会有简单的事情一样,一夜之间拦沙库竟然结冰了,厚度将近5厘米。通过人为凿冰,我们的后续工作才得以继续开展。
拦沙库的成功证明了方案的可行,我们开始按原计划在下水库开展投放工作。第一次尝试高空作业,新鲜又让人紧张,项目负责人和安全员时刻叮嘱我们这帮年轻人要做好一切安全措施:安全帽、救生衣、安全绳……我们也按照他们的嘱咐,不慌不忙地从库坝上了吊篮,再顺利降落到库面的浮筒上。为了能够把浮筒移动到水库中间,我们起初期望能够用浆划过去,但后来发现还是太天真,费了九牛二虎之力划了4、5米,一阵风直接把我们推回原地。我们只好不断尝试新的办法,在下库拉绳索虽然极其困难,但困难并不代表不可能啊。第二天,我们就从库坝开始向两侧拉绳索。当遇到岩石峭壁时,我们就用攀岩的办法将身子贴着峭壁,再把绳子拉过去,当遇到钢筋或是其它东西把绳子勾住时,一人站岸边,一人站浮筒,相互配合,绕过它们。就这样,我们在这悬崖峭壁上摸索了一个上午,踏遍了每一个怪石,也记住了每一个磨人的钢筋头。听上去这更像是在一条充满荆棘的路上探险,好在我们最终走出荆棘、赢得了成功。
当把浮筒放到水中,把绳索拉好,夜幕已经彻底笼罩住下水库。我们虽极力想拼尽最后一点力气把浮筒抛锚定位至预定位置,但现实情况提醒我们这太危险,忍受饥饿、黑夜、刺骨寒冷工作风险太大,必须果断撤离等到明天。为了防止由于下水库水位上、下剧烈变化造成浮筒靠岸搁浅,我们将浮筒上的所有东西取下来,并留下足够长的绳子。我们还考虑到这种情况下浮筒很容易侧翻或者搁浅,若是搁浅,那自然要再想办法把浮筒推回水中,而若是侧翻,那我们之前的所有努力可谓白费。虽然有所预判,但面对这样的困境,任何人都显得如此无奈。项目负责人几乎彻夜未眠,时时刻刻通过上水库图像站关注着上下库的水位变化。第二天天一亮,焦急的心再也按奈不住,立刻来到下水库,放眼一望竟找不到我们的浮筒了,心顿时提到了嗓子眼。绕过几座峭壁,终于见到了搁在半空中的浮筒,靠水的一侧悬在空中,靠岸的一侧搁浅在一个小平台上。没有发生最为糟糕的侧翻已是万幸,所以我们虽感到万分沮丧,但还不至于开始怀疑人生。
通宵值守
正当我们叹息昨天的工作等同于白做了的时候,我们得到了前辈们的激励:科研工作本来就是不断学习、失败并总结经验的过程,只有一次次的尝试,才能不断积累经验。摸清这水库的种种脾气,我们也才能距离成功越来越近。如今浮筒距离水面已有十米左右的垂直距离,要再想让浮筒乖乖回到水面,只有等待水库水位的上涨。通过询问电站调度中心,我们得知下水库只有在上半夜才会涨水,而后半夜水位又会再次降低,存在再次搁浅的可能。既然如此,只能放下焦躁,保持耐心,做好通宵值守的准备。丢下沮丧的情绪,唯有克服困难才能前进,吃过晚饭,我们来到水库边,翻过层层峭壁找到浮筒,见水位还很低,于是借助80米安全绳索进行了几次上、下库边的练习,确保夜晚的安全操作,同时决定:为保证在水位上涨到浮筒的第一刻将浮筒推至水中,且不再让浮筒再次搁浅,我们必须通宵值守,每半小时4人结伴攀岩下库查看浮筒的情况。为确保人员的绝对安全,我们4人每次攀岩下库都需要严格佩戴安全帽、安全绳、救生衣,且4人都一同前往,彼此相互照应和鼓励。我们在前方值守,后方公司总部一点也没有懈怠,凌晨二点,公司领导们一直在关注着我们的安危,每次打电话都是事无巨细的询问我们每个人的身体情况,并一再强调安全作业的重要性,要我们切记做好所有的安全措施,严格按照安全流程开展工作。越是艰苦的环境越让我们彼此团结在一起,越是困难的挑战越让我们一往无前。我们知道这是一个艰难且危险的任务,首先自然是寒冷,这里白天温度都是零下,更不用提晚上了;其次是疲惫,通过几天的奋战,每个人都是拖着疲惫的身体靠着毅力在坚持,通宵工作自然是对我们身体状态的再一次考验;再者,在黑夜中攀岩,翻过悬崖峭壁,避开钢筋头、钢管桩,每半小时一趟,这对我们体力何尝不也是一个大考验。但即便如此困难,年过半百的老同志石总却身先士卒,在右臂有伤难以用力的情况下,还每次都陪同我们几个小年轻攀岩下库,确保我们的安全。我们的安全员作为现场安装小组的唯一一名共产党员,果断挺身而出,发挥党员的先锋模范带头作用,每一次攀岩下库,都奋勇当先,不但要关注脚下的怪石和峭壁,还要时刻关注我们每个人的情况,提醒我们哪个地方要注意和小心。
当晚上八点钟水位涨到浮筒的位置时,我们立即将其推入水中,心里的一块大石头总算是放下了。为了避免重蹈覆辙,我们深知更重要的任务是彻夜的坚守。每下库一次,气温会更低、身体更疲惫、困意也更加强烈。慢慢地,寒风刺痛的感觉让人想哭,深深的倦意让人开始睁不开眼,酸痛的全身使得行动变得缓慢,相信所有人此刻都是靠着意志在坚持着。也许,很多次手脚都已经冻得不听使唤;也许,很多次在峭壁上脚一滑的一刻也感到过紧张与害怕;也许,很多次也想过此刻能躺在温暖的被窝该有多好,但意志克服了一切。就像是在决战前夕,我们知道要想取得最后的成功,今晚就必须坚持。来来回回十几次,每一次都相互提醒,相互鼓励,互相打气。极具意义的一夜过去了,当太阳升起那一刻,浑身再次焕发活力,因为我们坚持过来了。回想昨晚,甚至都已记不清自己最后两次是如何下去和上来的,“细思极恐”。后来我们的项目负责人总结到:或许之后你们还会遇到很多更为困难的项目,但今晚一定是你们特别难忘的一夜。
连续33小时的坚持
熬过了大战的前夕,接下来就是决战了。早晨8时是一天当中最为寒冷的时刻(低于-12℃),此时我们返回宾馆,经过简单的洗刷,吃了碗泡面,上午9时再此来到了下水库库边。
眼看水位又在降低,我们不能有半点懈怠,必须尽快完成浮筒的水尺安装和锚链抛掷。趴在浮筒上,撸起袖子,把手伸到冰冷的水中固定水尺,也就几秒钟,手就坚持不住了。但别无选择,两个人轮换着来,这个节骨眼上,冻伤、刮伤、挫伤都完全顾不上了。一着急就容易疏忽,当我们在安装水尺时,所有的注意力都停留在水尺上,竟没有人注意到水位在不停的降低,当还没来得及为完成水尺安装而高兴片刻时,一起身回头就看见我们已经斜趴在浮筒上,整个浮筒已经因为水尺的作用翘起来,而且装了水尺的一侧翘得越来越高。定睛一看,原来浮筒下面就是一个大大的平台,浮筒马上就要搁浅。而此刻要再想靠浆把浮筒划出去已经不可能。眼看又要重蹈覆辙,我们当机立断决定攀岩上岸取水裤,穿上水裤跳到浮筒搁浅的平台上把浮筒抬出去。但好几百斤的浮筒,岂是两个人说抬就能抬得动的。眼看水位越来越低,情况越来越危急,,我和小汪两人争分夺秒使出洪荒之力,咬着牙,甚至闭着眼,一鼓作气把浮筒推出去了。只见我俩已经挺不起腰,一直喘着粗气。
要抛掷锚链则必须将浮筒划至水库中央。我们站在浮筒上扶着峭壁往前划,一人牵引浮筒向绳索一端移,一步步小心谨慎。好不容易在浮筒抓住了之前费了九牛二虎之力挂好的绳索,浮筒终于有了轨道,顺着绳索划至水库中间。大概是感受到成功的前奏了,一切都显得美好起来,夕阳斜照、微风徐来、雾漫水库,如此良辰美景恐怕只在画卷里看过。然而此时却又出现一个小插曲,我们两个初出茅庐的小青年由于缺乏工程经验,完全没意识到硕大的锚链在入水的那一刻所携带的巨大动力,一个不小心就容易把人拽下水去。石总万分担心,站在岸上喊得声嘶力竭。然而我们在库上却还完全听不清楚,据石总后来跟我们说,他当时紧张得都已经腿软,需要扶着墙走路了。但还好在我们及时反应过来,认认真真把锚链和绳子盘好了,直到锚链完全入水。见们安然无恙,大家才算放下心来,我们也如释重负。我们,成功了!
下午5时,太阳下山,天空很快暗下来,寒气也更加袭人,当我们拼力把所有的绳索、工具撤离现场后,两天的疲惫好似掏空了身体。从前一天上午九点一直持续到此刻下午六点,连续33小时的奋战,特别是今天在整夜未眠的情况下只靠着早晨的一桶泡面支撑到现在,大家都已经记不清自己是如何坚持过来的。或许这点事情不足为道,但五个人的这份坚持确实彻底感动了自己和彼此。就像我们项目负责人说的,这是他参加工作以来遇到的最为困难的一个项目,累计吃的泡面也超过了近几年的总和,身上多处负伤,就连大声说话都觉得疼,连续两天在悬崖峭壁上走了两万多步。事后他还开玩笑的说要是公司有个攀岩比赛,拿个名次应该是不在话下了。老同志的这份坚守足以赢得我们年轻同志的掌声,更值得我们后辈学习。至于我们几个年轻同志(我今年才参加工作),这次的经历让我们体验了水上作业、高空作业、严寒环境下作业,每一项都是学习和挑战。后来才发现大家也已处处是伤,我这一趟足足瘦了8斤。
精神的传承
“红军不怕远征难,万水千山只等闲”,中国共产党的军队是历经过种种苦难,从重重危险中走出来的队伍,从不惧怕任何挑战。当我们中南院人在面对这一个又一个的挑战与困难时,一直秉承的就是这种红军长征不怕苦不怕累、勇往直前的精神。改革开放四十年取得举世瞩目的伟大成就,与我们党、我们国家不断创新进取,敢于尝试、拼搏的精神是分不开的。在本次科研项目中,我们也做到了把这种积极开拓、敢为人先的拼搏精神传承下来。我们的项目负责人在项目实施中,不但考虑事情面面俱到、亲临指挥,并身先士卒,不怕任何困难,这样的刚硬性格也给我们年轻人好好上了一课。我们团队的安全员,作为共产党员的代表,时刻秉承自己职责,用切实的行动为团队保驾护航,身体力行的照顾好团队的每一名成员,让我们感受到大哥般的关怀。这样的工作精神与团队气氛也将会在我们每一代人中传承下去,相信也正是这种精神的传承,中南院才会走得更远。
吊车将浮筒吊至库壁中下部,浮筒四个角都做了防护工作
成功将浮筒移至库中间
中心站接收的上库图像站图片
为保证晚上通宵值守的安全,提前进行了攀岩演练
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