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巴基斯坦【三峽工程】揭秘:穿越喜馬拉雅山斷裂帶創(chuàng)下世界先例

2017-07-25 22:40:49 大云網(wǎng)  點擊量: 評論 (0)
巴基斯坦【三峽工程】揭秘:穿越喜馬拉雅山斷裂帶創(chuàng)下世界先例

2015年5月31日,在巴控克什米爾地區(qū)一座千余米高的大山下,一臺150多米長,重逾千噸,造價約3億人民幣的全斷面隧道掘進機(TBM),正如一條巨龍般一寸一寸擊穿巖石。當(dāng)晚23點40分,施工現(xiàn)場突然爆出巨響,洞內(nèi)漆黑一片。這是一次巖爆,簡單來說就是巖石應(yīng)力釋放,原理類似火山噴發(fā)。在巴基斯坦尼魯姆—杰盧姆水電工程(N-J工程)采用TBM方案的4年多時間里,兩臺掘進機共遭遇過200多次巖爆,但這次是最嚴(yán)重的,相當(dāng)于一場三級地震,隧洞及TBM設(shè)備嚴(yán)重受損。

N-J工程引水隧洞TBM696段隧洞貫通的一刻

兩年后的5月,在巴基斯坦總理謝里夫的見證下,N-J工程引水隧洞全線貫通。項目承包商、中國葛洲壩集團第三工程有限公司總經(jīng)理馮興龍激動地說:"這個工程要穿越喜馬拉雅山的一個大斷裂帶,這個斷裂帶的最大埋深達(dá)到1900米,在這種埋深下實現(xiàn)成功掘進隧洞,在世界上是沒有先例的。引水隧洞的貫通,標(biāo)志著N-J工程的世界性難題得以攻克,再沒有任何技術(shù)難題能阻擋我們,工程發(fā)電指日可待。"

好事多磨的N-J工程

巴控克什米爾地區(qū)的尼魯姆山谷景色宜人,被巴基斯坦媒體稱為"人間天堂",可惜由于電力緊張,"天堂"的夜晚常常黯淡無光。巴能源缺口巨大,2012年巴城市平均每天停電12小時,農(nóng)村地區(qū)13小時,嚴(yán)重拖累經(jīng)濟增長,長期困擾人民生活。2013年上任伊始,巴總理謝里夫提出將用3到4年時間解決能源短缺問題,并計劃改變巴基斯坦昂貴的能源結(jié)構(gòu),將能源重心由石油轉(zhuǎn)向煤炭,并加大水電、風(fēng)電的比重。

水電比火電清潔,比風(fēng)電、太陽能穩(wěn)定,是世界能源發(fā)展趨勢。巴基斯坦水能儲量巨大,尤其在西北地區(qū),但開發(fā)深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,主要有以下原因:一是水電技術(shù)難度高、建設(shè)周期長、前期投入大,需要國家綜合實力來保障;二是巴基斯坦能源嚴(yán)重短缺,為保電力安全,巴在初級階段以發(fā)展重油、燃煤發(fā)電等短平快項目為主,在中巴經(jīng)濟走廊早期收獲項目中,也集中了卡西姆港、薩西瓦爾、塔爾、胡布等一批燃煤電站項目。

21世紀(jì)頭十年,巴基斯坦為反恐戰(zhàn)爭所累,政治經(jīng)濟環(huán)境并不好,但外部因素倒逼其加快了N-J工程建設(shè)。N-J項目處于尼魯姆河、杰盧姆河流域,這兩條河都發(fā)源于印度。印巴水權(quán)之爭由來已久。1961年,在世界銀行的斡旋下,印巴簽署水權(quán)協(xié)議,明確誰先建成水電站,誰優(yōu)先擁有水權(quán)。此后40年,由于技術(shù)儲備、經(jīng)濟實力等原因,兩國均未動工。直到21世紀(jì)初,印度率先在上游開建電站,并且是高起點,采用TBM方案。壓力之下,巴基斯坦于2006年正式啟動N-J工程論證招標(biāo)等一系列工作,于2008年1月正式開工。

N-J工程是巴最大的在建水電項目,被稱為巴基斯坦的"三峽工程",由中國葛洲壩集團股份有限公司和中國機械設(shè)備進出口總公司組成的聯(lián)合體負(fù)責(zé)建設(shè)、葛洲壩集團第三工程有限公司牽頭實施,中國進出口銀行提供融資支持。

穿山入水 筑壩十年

葛洲壩三公司總經(jīng)理馮興龍表示,N-J工程主要有三大技術(shù)難題:一是克什米爾地區(qū)崇山峻嶺,進廠道路條件不佳,大量設(shè)備物資運輸困難;二是工程所在區(qū)域橫穿喜馬拉雅山區(qū)大斷裂帶,地質(zhì)條件極為復(fù)雜,特別是2005年南亞大地震后,該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造再次發(fā)生巨變;三是克什米爾地區(qū)本身敏感。

巴控克什米爾地區(qū)

由此,葛洲壩當(dāng)初設(shè)計壩型時將安全放在首位,采用低壩、長引水隧洞方案,即在尼魯姆河建設(shè)蓄水大壩,通過引水隧洞將水引至約28.6公里外的發(fā)電機組發(fā)電,等于將主要工作放在地下,地面建筑很少。  N-J工程大壩全景 N-J工程大壩外景

引水隧洞在項目建設(shè)中至關(guān)重要,該工程設(shè)計有世界少有的超長引水隧洞,總長約68公里、落差高度420米,其中約10公里設(shè)計為左右并行隧洞。難度最大的一段處于一整座大山之下,長17公里,最大埋深1900米,若采用常規(guī)鉆爆法施工,進度緩慢且難度巨大,世界尚無成功先例。此外,2009年,受業(yè)主征地、設(shè)計圖紙不斷修改等因素影響,加之遭受數(shù)次洪水侵襲,工程進度嚴(yán)重滯后。在此背景下,被稱為"巨無霸穿山甲"的全斷面隧道掘進機(TBM),歷史上首次出現(xiàn)在巴基斯坦土地上。

N-J工程的關(guān)鍵設(shè)備,全斷面隧道掘進機(TBM) N-J工程的關(guān)鍵設(shè)備,全斷面隧道掘進機(TBM)

這也是TBM與喜馬拉雅山脈的第一次親密接觸。多名國際知名巖土力學(xué)及地質(zhì)學(xué)家曾表示,世界公認(rèn)的兩大山系中,除喜馬拉雅山脈以外的地區(qū)均有多個TBM法施工隧洞的案例,但在最為年輕、地質(zhì)活動頻繁的喜馬拉雅山脈尚無成功先例,誰要是在喜馬拉雅山系中成功應(yīng)用TBM,必將載入隧道施工的史冊。

TBM面臨的最大風(fēng)險便是文首提到的巖爆。當(dāng)初四川錦屏電站選用TBM,在遭遇極強巖爆后被深埋地下;印度TBM同樣被埋,直接導(dǎo)致其位于尼魯姆河上游、提前開建的電站至今未完工。

N-J工程發(fā)生相當(dāng)于三級地震的超強巖爆

N-J工程發(fā)生超強巖爆后,TBM-S696機組在應(yīng)力作用下嚴(yán)重扭曲,巴業(yè)主、工程師,德國廠家均對能否修復(fù)持懷疑態(tài)度,一度提出放棄該機組,在附近另行打洞,重頭再來。"作為負(fù)責(zé)任的承包商,在他們打退堂鼓的時候,我們義無反顧地頂了上去。"馮興龍是TBM的第一任項目經(jīng)理,被巴業(yè)主稱為"MR.TBM","TBM雖然誕生在國外,但真正廣泛運用是在中國,尤其是國內(nèi)的地鐵施工,盾構(gòu)是TBM的一個分支,每座城市不知有多少盾構(gòu)機,都是我們自己做的。"基于豐富經(jīng)驗和國產(chǎn)技術(shù),葛洲壩團隊于7個月后奇跡般地重啟了機組。

N-J工程發(fā)生相當(dāng)于三級地震的超強巖爆

筑壩十年,風(fēng)雨兼程。除了這次超強巖爆,項目還面臨過一次滅頂之災(zāi)。有一段隧洞要穿過杰盧姆河河底,距離河床最薄的地方僅100米。2015年,隧洞出現(xiàn)貫穿性滲水,如果河水倒灌進廠房,整個工程將毀于一旦。當(dāng)時項目部集中所有力量,工程人員三天三夜沒合眼,終于堵住了水眼。馮興龍說:"我們干N-J工程,在某種程度上超出了合同范疇,超出了一個承包商應(yīng)盡的職責(zé),為了保住工程、挽救工程我們不顧一切。險情解決后,業(yè)主方、巴水電開發(fā)署CEO在現(xiàn)場握著我的手使勁搖,說感謝你們?yōu)榘突固谷嗣褡龀龅木薮筘暙I(xiàn)。"

比穿山還頭疼的難題

逢山開路,遇水架橋。對于常年扎根高山峽谷中的水電人來說,再艱苦的環(huán)境也能適應(yīng),再棘手的技術(shù)難題也能克服。但在"一帶一路"走出去的過程中,對象國體制、意識、文化上的差異,往往給中方增添額外的,甚至更大的難題。

葛洲壩在巴基斯坦工程實施過程中便遇到了以下障礙。首先,邊界條件的解決。征地、供電、進廠道路等保證工程實施的基本條件稱為邊界條件,依照合同應(yīng)由業(yè)主按時解決,但巴方在實操中進展緩慢,阻力重重。以征地為例,N-J項目開工四年后征地問題才全部解決;葛洲壩在巴承建的另一重大項目達(dá)蘇水電站開工在即,但一塊土地還沒有移交。據(jù)了解,巴基斯坦征地政策多年來未做大規(guī)模修正,依然沿用英殖民時期的征地補償政策,導(dǎo)致補貼標(biāo)準(zhǔn)與實際情況差距太大,老百姓不滿意,與政府很難達(dá)成一致。

其次,巴方對水電施工的專業(yè)性掌握不夠。馮興龍說:"國內(nèi)無論業(yè)主、工程師還是承包商都對水電研究很深,我們交流很簡單。但在這里,巴業(yè)主對復(fù)雜的水電工藝?yán)斫獠蛔悖龅絾栴}首先要給他們上課。"例如在是否采用TBM的問題上,巴業(yè)主最初對一下增加近1億美元的成本不理解。中方花了整整兩年時間,向業(yè)主、工程師反復(fù)講解,還組織他們到一些使用TBM的工程考察,最終說服了對方。

巴基斯坦總理謝里夫向中國葛洲壩集團第三工程有限公司法人代表、總經(jīng)理馮興龍致意

第三,由于政治不穩(wěn)定,利益訴求不同等原因,巴方在誠信方面有待加強。

到巴基斯坦的大江大河上做文章

1400多年前,大唐高僧玄奘沿絲綢之路來到當(dāng)時的著名學(xué)府,距今伊斯蘭堡30英里的塔克西拉大學(xué)。因此有人說,《西游記》的終點正是今天的巴基斯坦。而在同樣經(jīng)歷千難萬險后,N-J這一中巴兩國的友誼工程,也即將功德圓滿。

N-J首臺機組預(yù)計將于2018年2月實現(xiàn)發(fā)電,其總裝機容量969兆瓦,年發(fā)電量約51.5億度。巴水電開發(fā)署主席侯賽因高度評價了葛洲壩的工作,"N-J工程是一個經(jīng)典工程,世界上很少有項目會擁有如此多的技術(shù)難題。我對葛洲壩的表現(xiàn)感到滿意,他們成功調(diào)動了當(dāng)?shù)厝嗣瘢芎玫芈男辛似髽I(yè)社會責(zé)任。"

與此同時,位于巴基斯坦西北部開普省,杰盧姆河支流昆哈河上的蘇吉吉納里水電站項目(S-K工程)已于今年3月開工,這不僅是中巴經(jīng)濟走廊優(yōu)先實施的重點項目,也是葛洲壩集團海外水電投資的"第一單",投資額19.62億美元,總裝機容量873兆瓦,年發(fā)電量約30.81億度,項目工期72個月。

7月上旬,記者來到距首都伊斯蘭堡8小時車程的開普省科希斯坦地區(qū)。這里崇山峻嶺,一條因裹挾大量泥沙而呈灰色的大河從中經(jīng)過。呆在距河邊50米的旅店內(nèi),巨大的水聲讓人無法入睡。這里是印度河,葛洲壩承建的達(dá)蘇水電站將在此筑壩,它將是巴基斯坦在印度河流域規(guī)劃的六級水電站中最早開工的一項,也是巴單個合同金額最大的水電站,總裝機容量5400兆瓦,建成后年發(fā)電量約120億度。馮興龍驕傲地說:"達(dá)蘇的體量非常大,發(fā)電量與N-J是數(shù)量級的差距,投入也是數(shù)量級的差距。巴基斯坦積累多年,終于有實力去開發(fā)印度河資源。而對于葛洲壩而言,通過N-J、S-K項目,我們在巴基斯坦的小河上做好了技術(shù)儲備,是時候去大江大河做文章了。"

51.5億度+30.81億度+120億度,在葛洲壩等中國能源企業(yè)的努力下,巴基斯坦的未來將無限"光明"。巴水電開發(fā)署主席侯賽因說:"當(dāng)達(dá)蘇水電站完工后,巴基斯坦的電力供應(yīng)將達(dá)到一個新的高度。屆時我們不僅將提供價格實惠的電力,而且還是綠色環(huán)保的電力。"

"除建成后的效益外,水電建設(shè)過程中對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展、社會進步的貢獻(xiàn)也是巨大的。"馮興龍談到,水電建設(shè)周期長,需要大量人力、設(shè)備、物資。N-J項目高峰期巴籍員工約12000人,S-K項目高峰期預(yù)計為當(dāng)?shù)貏?chuàng)造4000多個就業(yè)崗位。"達(dá)蘇水電站規(guī)模是N-J的兩到三倍,預(yù)計培訓(xùn)員工5萬人,而且是長達(dá)5、6年的培訓(xùn)。我們N-J項目的很多工人都已經(jīng)走向了世界,他們拿著我們發(fā)的工作證去中東應(yīng)聘,說我在葛洲壩干過。"

中巴經(jīng)濟走廊共有39個項目,能源是走廊建設(shè)進展最快的領(lǐng)域。在建或已建成的19個早期收獲項目中,有11個是能源項目。走廊能源項目全部完工后,將為巴增加1100萬千瓦電力,大大緩解巴能源緊張,為巴經(jīng)濟發(fā)展注入強勁動力,改善民眾生活。

巴國防部長兼水資源和電力部長阿西夫?qū)χ袊诮鉀Q巴基斯坦能源問題上的貢獻(xiàn)給予高度評價,"中國在解決巴基斯坦能源危機問題上扮演了主要角色,當(dāng)我們能源領(lǐng)域急需投資時,中國及時出現(xiàn)了。過去三年里,中國對巴投資數(shù)量是前所未有的,具有紀(jì)念意義的。這再次證明了巴中關(guān)系的牢固,中國是我們?nèi)旌虻呐笥眩覀儗@種友誼感到驕傲,中國在巴基斯坦經(jīng)濟生活中一直扮演著舉足輕重的角色。"

N-J工程的關(guān)鍵設(shè)備,全斷面隧道掘進機(TBM)首次掘進

2017年5月,N-J工程引水隧洞TBM696段隧洞貫通的一刻

巴基斯坦水電開發(fā)署主席侯賽因在N-J項目現(xiàn)場向謝里夫總理介紹工程概況

巴基斯坦總理謝里夫在N-J工程項目工地問候中巴建設(shè)者

S-K水電站示意圖 S-K工程開工現(xiàn)場

巴國防部長兼水資源和電力部長阿西夫在達(dá)蘇水電站簽約儀式上致辭

葛洲壩集團尼魯姆—杰盧姆水電工程中方建設(shè)者合影 

 

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