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探访第二大水电站白鹤滩水电工程
2018/9/21 6:04:02    新闻来源:中国电力新闻网

白鹤滩前壮志飞

——世界第二大水电站白鹤滩水电工程探访

中国电力新闻网记者 赵冉 

  巍巍白鹤滩镇地势东高西低,呈陡坡次递延展至金沙江边,曾是古代重要军事渡口。这个位于滇蜀交界地带的僻壤小镇如今却被连片的灯火映照得流光溢彩。

  位于四川省宁南县和云南省巧家县交界处的白鹤滩水电站,是仅次于三峡电站的全球第二大水电站,也是金沙江下游干流河段梯级开发的第二个梯级电站,拟装机容量1600万千瓦,建成后将成为国家能源战略布局“西电东送”的骨干电源点。当前,来自全国多个水电建设的精英团队正相聚在这里共筑历史工程,其中,右岸电站已至建设高峰。

  凝心聚力创新施工工艺

  在没有一丝自然光的山体内部,许多盏大功率的照明灯让整个空间略显明亮。一辆巨大的吊车正吊起一间教室般大小、约两人高的椭圆形钢管,上下几次,仿佛很难找到合适的位置。旁边护栏上,“必须戴安全帽、必须戴防尘口罩、必须戴防护口罩、必须戴防护眼镜”的图标醒目地提示着工程的特殊性。从护栏处往下看,8个一字排开的方形大坑向远处延伸……

  白鹤滩水电工程右岸电站已经进入水轮机蜗壳安装阶段。椭圆形钢管经过焊接,将成为水力发电的重要设备———蜗壳。中国能建葛洲坝三峡建设公司(以下简称“葛洲坝三峡公司”)白鹤滩施工局施工管理部副部长任宏伟介绍说,8个大坑就是蜗壳安装的位置,每台蜗壳共需要706节钢管焊接而成,单个钢管直径约10米,重约1900吨。

  “白鹤滩水电工程左、右岸地下厂房各布置8台单机容量100万千瓦的水轮发电机组,现阶段不管是金属结构安装还是混凝土施工的体量都非常大。”任宏伟说。

  传统的蜗壳安装是将蜗壳所用的一片片钢材在现场焊接,要通过台车翻身等复杂的工艺,而白鹤滩工程采用了新型的施工工艺———压力钢管组圆台车,在地下厂房外的宽阔地带搭建厂房,将经过自动化焊接、钢管焊前焊后检测、加劲环组装焊接的压力钢管直接运至施工现场,大大降低了人工劳动强度,避免了隧洞内人工组圆的安全问题。记者在组圆车间看到,正在焊接的钢管由3个瓦片组成,在一个固定的轨道上,工人将瓦片摆放在两边并调好,焊接小车自动沿轨道上行完成焊接。

  从地下厂房驱车大约10分钟,记者到达了海拔1145米的平台,从这个平台可以俯视整个白鹤滩工程,也可以看到母线竖井施工现场。

  “藏”于山体内部的水电站地下厂房需要与外界通风、引水,因此竖井非常重要。白鹤滩水电站共需开挖出线竖井2个,排风竖井2个、进风竖井2个,引水竖井8个,共计14个竖井。葛洲坝三峡公司白鹤滩施工局副局长潘尽华告诉记者,现代大型水电站施工中,立模板、搭台架的竖井施工方式已经被淘汰,普遍采用滑模进行。

  记者看到,滑模其实是用几根钢丝绳吊在井中的平台,与井壁保持很近的距离,工人在平台上,衬砌钢筋、混凝土浇筑、埋件、抹面等井圈结构工艺一次完成。

  “滑模施工的过程中需要保持滑模平台的平稳上升和垂直度,在传统的施工过程中,需要人不断介入进行检测和调整。我们研发了'滑模平台姿态监控系统',该系统可以实时监控平台的姿态,运行中如果发生偏移和扭转,系统会自动报警。”潘尽华介绍说。

  此外,施工局独创的集载人、载物系统为一体的高架门机属于新研发深竖井施工专用提升设备,填补了水电站深竖井施工提升设备空白,该技术使现在作业人员,包括设计业主、监理能全部进入到井内直接管控,实现了竖井安全、高效的施工。

  众志成城应对复杂地质

  位处群山之中,白鹤滩水电站工程场内交通多是开凿的隧洞。由于施工通道布置复杂,地下洞室埋深大、通透性差,且多工作面、多工序持续平行交叉作业,施工环境要求高,施工通风难度大。

  “传统射流风机通风的布置方法无法满足白鹤滩右岸电站地下厂房洞室群的通风需求,因此我们大胆创新,采用前期施工的排风洞集中抽排,通风采用瑞典进口风机在洞外抽取新鲜空气,通过风筒输送至各工作面。”葛洲坝三峡公司白鹤滩施工局工程技术部部长李英介绍。

  白鹤滩水电站右岸的山名曰马脖子山,位于云南省境内,地质结构主要为玄武岩。

  玄武岩即为火山喷发后形成凝固堆积的岩石,中间夹杂泥沙碎石,结构不稳定,地应力高,容易变形偏移。在岩石地下工程中,由于受开挖影响而发生应力状态改变的周围岩体,称为围岩。白鹤滩右岸地下厂房在地质岩性上曾出现了世界的难题,葛洲坝三峡公司白鹤滩施工局针对复杂地质条件下围岩变形控制方面进行了技术创新。

  “我们在施工过程中优化施工方案,通过控制爆破振动、加快支护时效等手段控制围岩变形。”李英告诉记者,水电站地下厂房开挖方式通常采用整体预裂后爆破。为防止围岩变形,白鹤滩施工将爆破规模减小,采用薄分层、边墙预裂加两侧预留保护层开挖方法,即先把中间开挖完成,然后左右两边留保护层再进行第二轮开挖,最后一层再用精细的手工钻来开挖,解决了爆破振动对围岩稳定性影响大、超挖严重的问题。

  岩锚梁是地下厂房开挖中最关键技术。岩锚梁是利用一定深度的注浆长锚杆将钢筋混凝土梁体牢牢地锚固在岩石上,作用是安装桥机,后期设备吊装都是靠桥机完成。它是一项集光面(预裂)爆破、锚固技术,混凝土技术,应力、应变和位移量测技术于一体的综合性施工技术。工程采用树脂锚杆和喷钢纤维混凝土对岩锚梁保护层外侧直立面进行临时封闭,保证岩锚梁开挖成型效果。

  记者从昏暗的隧道中出来,眼前陡然一亮,很快伴随而来的是对高山上施工的惊叹。仰望处,山体就像垂直的梯田,被分解为一条条、一层层,高达千米,几个蓝色、黄色的大型机械设备正在作业。据了解,这是入水口混凝土浇筑现场。

  “进水口因为位置高风很大,混凝土被风一吹就会飘散,因此我们采用可移动式溜管进行混凝土入仓,称为'可旋转式混凝土下料系统',大大减小了风对混凝土入仓的影响。”任宏伟介绍说,混凝土入仓后,将通过伸缩式布料机输送至指定位置,伸缩式布料机也是白鹤滩工程的技术亮点。“过去采用门机挂罐的方式,要花费三倍以上时间。”

  在引水口里面看不到的引水隧洞上平段,记者被告知里面还有几台液压伸缩横向移动衬砌台车。引水隧洞共有8条,用普通台车从一个隧洞到另一个隧洞需要拆卸,不但花费时间和成本,还影响台车结构的完整性。有了伸缩台车,就可以缩小后直接过洞。

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