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探訪第二大水電站白鶴灘水電工程

2018-09-21 17:09:40 中國(guó)電力新聞網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評(píng)論 (0)
位于四川省寧南縣和云南省巧家縣交界處的白鶴灘水電站,是僅次于三峽電站的全球第二大水電站,也是金沙江下游干流河段梯級(jí)開發(fā)的第二個(gè)梯級(jí)電站,擬裝機(jī)容量1600萬千瓦,建成后將成為國(guó)家能源戰(zhàn)略布局“西電東送”的骨干電源點(diǎn)。

巍巍白鶴灘鎮(zhèn)地勢(shì)東高西低,呈陡坡次遞延展至金沙江邊,曾是古代重要軍事渡口。這個(gè)位于滇蜀交界地帶的僻壤小鎮(zhèn)如今卻被連片的燈火映照得流光溢彩。

位于四川省寧南縣和云南省巧家縣交界處的白鶴灘水電站,是僅次于三峽電站的全球第二大水電站,也是金沙江下游干流河段梯級(jí)開發(fā)的第二個(gè)梯級(jí)電站,擬裝機(jī)容量1600萬千瓦,建成后將成為國(guó)家能源戰(zhàn)略布局“西電東送”的骨干電源點(diǎn)。當(dāng)前,來自全國(guó)多個(gè)水電建設(shè)的精英團(tuán)隊(duì)正相聚在這里共筑歷史工程,其中,右岸電站已至建設(shè)高峰。

凝心聚力創(chuàng)新施工工藝

在沒有一絲自然光的山體內(nèi)部,許多盞大功率的照明燈讓整個(gè)空間略顯明亮。一輛巨大的吊車正吊起一間教室般大小、約兩人高的橢圓形鋼管,上下幾次,仿佛很難找到合適的位置。旁邊護(hù)欄上,“必須戴安全帽、必須戴防塵口罩、必須戴防護(hù)口罩、必須戴防護(hù)眼鏡”的圖標(biāo)醒目地提示著工程的特殊性。從護(hù)欄處往下看,8個(gè)一字排開的方形大坑向遠(yuǎn)處延伸……

白鶴灘水電工程右岸電站已經(jīng)進(jìn)入水輪機(jī)蝸殼安裝階段。橢圓形鋼管經(jīng)過焊接,將成為水力發(fā)電的重要設(shè)備———蝸殼。中國(guó)能建葛洲壩三峽建設(shè)公司(以下簡(jiǎn)稱“葛洲壩三峽公司”)白鶴灘施工局施工管理部副部長(zhǎng)任宏偉介紹說,8個(gè)大坑就是蝸殼安裝的位置,每臺(tái)蝸殼共需要706節(jié)鋼管焊接而成,單個(gè)鋼管直徑約10米,重約1900噸。

“白鶴灘水電工程左、右岸地下廠房各布置8臺(tái)單機(jī)容量100萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組,現(xiàn)階段不管是金屬結(jié)構(gòu)安裝還是混凝土施工的體量都非常大。”任宏偉說。

傳統(tǒng)的蝸殼安裝是將蝸殼所用的一片片鋼材在現(xiàn)場(chǎng)焊接,要通過臺(tái)車翻身等復(fù)雜的工藝,而白鶴灘工程采用了新型的施工工藝———壓力鋼管組圓臺(tái)車,在地下廠房外的寬闊地帶搭建廠房,將經(jīng)過自動(dòng)化焊接、鋼管焊前焊后檢測(cè)、加勁環(huán)組裝焊接的壓力鋼管直接運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng),大大降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度,避免了隧洞內(nèi)人工組圓的安全問題。記者在組圓車間看到,正在焊接的鋼管由3個(gè)瓦片組成,在一個(gè)固定的軌道上,工人將瓦片擺放在兩邊并調(diào)好,焊接小車自動(dòng)沿軌道上行完成焊接。

從地下廠房驅(qū)車大約10分鐘,記者到達(dá)了海拔1145米的平臺(tái),從這個(gè)平臺(tái)可以俯視整個(gè)白鶴灘工程,也可以看到母線豎井施工現(xiàn)場(chǎng)。

“藏”于山體內(nèi)部的水電站地下廠房需要與外界通風(fēng)、引水,因此豎井非常重要。白鶴灘水電站共需開挖出線豎井2個(gè),排風(fēng)豎井2個(gè)、進(jìn)風(fēng)豎井2個(gè),引水豎井8個(gè),共計(jì)14個(gè)豎井。葛洲壩三峽公司白鶴灘施工局副局長(zhǎng)潘盡華告訴記者,現(xiàn)代大型水電站施工中,立模板、搭臺(tái)架的豎井施工方式已經(jīng)被淘汰,普遍采用滑模進(jìn)行。

記者看到,滑模其實(shí)是用幾根鋼絲繩吊在井中的平臺(tái),與井壁保持很近的距離,工人在平臺(tái)上,襯砌鋼筋、混凝土澆筑、埋件、抹面等井圈結(jié)構(gòu)工藝一次完成。

“滑模施工的過程中需要保持滑模平臺(tái)的平穩(wěn)上升和垂直度,在傳統(tǒng)的施工過程中,需要人不斷介入進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)整。我們研發(fā)了'滑模平臺(tái)姿態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)',該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)的姿態(tài),運(yùn)行中如果發(fā)生偏移和扭轉(zhuǎn),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。”潘盡華介紹說。

此外,施工局獨(dú)創(chuàng)的集載人、載物系統(tǒng)為一體的高架門機(jī)屬于新研發(fā)深豎井施工專用提升設(shè)備,填補(bǔ)了水電站深豎井施工提升設(shè)備空白,該技術(shù)使現(xiàn)在作業(yè)人員,包括設(shè)計(jì)業(yè)主、監(jiān)理能全部進(jìn)入到井內(nèi)直接管控,實(shí)現(xiàn)了豎井安全、高效的施工。

眾志成城應(yīng)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)

位處群山之中,白鶴灘水電站工程場(chǎng)內(nèi)交通多是開鑿的隧洞。由于施工通道布置復(fù)雜,地下洞室埋深大、通透性差,且多工作面、多工序持續(xù)平行交叉作業(yè),施工環(huán)境要求高,施工通風(fēng)難度大。

“傳統(tǒng)射流風(fēng)機(jī)通風(fēng)的布置方法無法滿足白鶴灘右岸電站地下廠房洞室群的通風(fēng)需求,因此我們大膽創(chuàng)新,采用前期施工的排風(fēng)洞集中抽排,通風(fēng)采用瑞典進(jìn)口風(fēng)機(jī)在洞外抽取新鮮空氣,通過風(fēng)筒輸送至各工作面。”葛洲壩三峽公司白鶴灘施工局工程技術(shù)部部長(zhǎng)李英介紹。

白鶴灘水電站右岸的山名曰馬脖子山,位于云南省境內(nèi),地質(zhì)結(jié)構(gòu)主要為玄武巖。

玄武巖即為火山噴發(fā)后形成凝固堆積的巖石,中間夾雜泥沙碎石,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,地應(yīng)力高,容易變形偏移。在巖石地下工程中,由于受開挖影響而發(fā)生應(yīng)力狀態(tài)改變的周圍巖體,稱為圍巖。白鶴灘右岸地下廠房在地質(zhì)巖性上曾出現(xiàn)了世界的難題,葛洲壩三峽公司白鶴灘施工局針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下圍巖變形控制方面進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新。

“我們?cè)谑┕み^程中優(yōu)化施工方案,通過控制爆破振動(dòng)、加快支護(hù)時(shí)效等手段控制圍巖變形。”李英告訴記者,水電站地下廠房開挖方式通常采用整體預(yù)裂后爆破。為防止圍巖變形,白鶴灘施工將爆破規(guī)模減小,采用薄分層、邊墻預(yù)裂加兩側(cè)預(yù)留保護(hù)層開挖方法,即先把中間開挖完成,然后左右兩邊留保護(hù)層再進(jìn)行第二輪開挖,最后一層再用精細(xì)的手工鉆來開挖,解決了爆破振動(dòng)對(duì)圍巖穩(wěn)定性影響大、超挖嚴(yán)重的問題。

巖錨梁是地下廠房開挖中最關(guān)鍵技術(shù)。巖錨梁是利用一定深度的注漿長(zhǎng)錨桿將鋼筋混凝土梁體牢牢地錨固在巖石上,作用是安裝橋機(jī),后期設(shè)備吊裝都是靠橋機(jī)完成。它是一項(xiàng)集光面(預(yù)裂)爆破、錨固技術(shù),混凝土技術(shù),應(yīng)力、應(yīng)變和位移量測(cè)技術(shù)于一體的綜合性施工技術(shù)。工程采用樹脂錨桿和噴鋼纖維混凝土對(duì)巖錨梁保護(hù)層外側(cè)直立面進(jìn)行臨時(shí)封閉,保證巖錨梁開挖成型效果。

記者從昏暗的隧道中出來,眼前陡然一亮,很快伴隨而來的是對(duì)高山上施工的驚嘆。仰望處,山體就像垂直的梯田,被分解為一條條、一層層,高達(dá)千米,幾個(gè)藍(lán)色、黃色的大型機(jī)械設(shè)備正在作業(yè)。據(jù)了解,這是入水口混凝土澆筑現(xiàn)場(chǎng)。

“進(jìn)水口因?yàn)槲恢酶唢L(fēng)很大,混凝土被風(fēng)一吹就會(huì)飄散,因此我們采用可移動(dòng)式溜管進(jìn)行混凝土入倉(cāng),稱為'可旋轉(zhuǎn)式混凝土下料系統(tǒng)',大大減小了風(fēng)對(duì)混凝土入倉(cāng)的影響。”任宏偉介紹說,混凝土入倉(cāng)后,將通過伸縮式布料機(jī)輸送至指定位置,伸縮式布料機(jī)也是白鶴灘工程的技術(shù)亮點(diǎn)。“過去采用門機(jī)掛罐的方式,要花費(fèi)三倍以上時(shí)間。”

在引水口里面看不到的引水隧洞上平段,記者被告知里面還有幾臺(tái)液壓伸縮橫向移動(dòng)襯砌臺(tái)車。引水隧洞共有8條,用普通臺(tái)車從一個(gè)隧洞到另一個(gè)隧洞需要拆卸,不但花費(fèi)時(shí)間和成本,還影響臺(tái)車結(jié)構(gòu)的完整性。有了伸縮臺(tái)車,就可以縮小后直接過洞。

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