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七年礪劍終成愿——水電七局豐寧抽水蓄能電站建設紀實

水電七局發(fā)布時間:2022-01-18 12:35:23  作者:王夢悅

北風呼嘯,吹不滅他們的信仰之火;灤河冰封,凍不住他們的火熱之心。

燕山連綿不絕,巍峨沉寂,在它的腹地,豐寧抽水蓄能電站主廠房內(nèi)歡呼聲、吶喊聲、慶賀聲,聲聲不息。耗時7年的世界在建裝機容量最大的豐寧抽水蓄能電站首臺機組正式投產(chǎn)發(fā)電,機組整體運行良好,這是中國電建上千名建設者的心血凝結,是七年時光磨練終成愿的新生與希望,為這寂寂的燕山腹地嵌入了“跳動的心房”。

沖刺:全力加速中 

作為北京冬奧會的綠色能源“護航者”,年底發(fā)電,是豐寧抽水蓄能電站所有參建者全力沖刺的年終目標。

“世界在建裝機容量最大的抽水蓄能電站,豐寧電站的意義至關重要,服務國家‘雙碳’目標戰(zhàn)略,為北京冬奧會、殘奧會、二十大等重大項目的順利開展提供清潔能源和電力安全保障?!彼娖呔重S寧項目部負責人感慨萬千又激動不已?!白鳛橥两ㄊ┕し剑覀兛朔藰O端地質(zhì)條件與極端的氣候條件,沖破了疫情防控等嚴峻外圍環(huán)境形勢,按照計劃提前3天實現(xiàn)首臺機組封頂?shù)哪繕?,順利完成機電安裝交面,助力年底發(fā)電,保障‘綠色冬奧’?!?/p>

通過長余百米的交通洞,還未進入主廠房便已聞陣陣聲響。“主廠房長414米,寬26.5米,高54.5米,主變洞長450.5米,寬21米,高22.5米,這個建設規(guī)模是當前抽水蓄能領域中最大的?!敝鲝S房的面積相當于一個小型停機場,安裝12臺機組,裝機規(guī)模也居世界首位,全部機組投產(chǎn)發(fā)電后,每年可消納過剩電能88億千瓦時,年發(fā)電量可達66.12億千瓦時,可節(jié)約標準煤48.08萬噸,減少碳排放120萬噸。作為綠色經(jīng)濟新動能和可持續(xù)增長極,豐寧抽水蓄能電站將為如期實現(xiàn)國家碳達峰碳中和的戰(zhàn)略貢獻力量。

七年奮戰(zhàn),發(fā)電成行。豐寧抽水蓄能電站這個大國重器終于登上屬于它的歷史主舞臺,推開京津及冀北地區(qū)新能源大規(guī)模開發(fā)的大門,為“三北”地區(qū)破解“棄風棄光”的困局保駕護航。

應變:時刻準備著

“地下廠房施工,對于七局來說,已經(jīng)是駕輕就熟了?!钡堑搅诉@里,“突如其來、不期而遇”卻成了常態(tài)。

“做地下開挖,最怕遇到復雜的地質(zhì),直接影響開挖速度和支護難度,特別像豐寧這樣巨大的地下洞室群?!必S寧電站地處燕山山脈向內(nèi)蒙古高原過渡帶,受斷層及裂隙切割影響,地下洞室的地層巖性主要為三疊系干溝門單元中粗?;◢弾r,斷層多且局部存在蝕變風化,巖體多沿結構面呈“串珠狀”、“透鏡狀”隨性分布呈碎裂結構,巖體單體強度低,整體強度高,完整性較差?!斑@樣的地質(zhì)不管是開挖還是支護都難度倍增,在極不穩(wěn)定的巖層上,去固定巖錨梁就如在‘解凍中的豆腐上繡花’,對手藝要求極高?!边厜ψ冃?、頂拱裂變等問題的安全保障,無疑是對所有工程建設者最嚴峻的考驗。

施工條件差、施工難度大,情況不容樂觀。但建設者門枕戈待旦、常備不懈,應變隨時準備著。

針對復雜的工程地質(zhì)條件,在開工之前結合現(xiàn)場實際情況,對地下廠房的開挖系統(tǒng)進行全面分析、研究,分析開挖對圍巖變形規(guī)律的影響,研究圍巖、襯砌等支護結構的受力特征、超強地應力釋放以及地下洞室群圍巖破壞規(guī)律,并多次組織國內(nèi)專家現(xiàn)場咨詢,特邀中國工程院院士馬洪琪等專家及河海大學、山東大學課題研究組對此進行研究指導,提出切實可行的開挖及加固措施。

針對開挖的施工難點,項目管理團隊以“技術”為龍頭,主廠房巖采取優(yōu)化分層分塊、對巖錨梁采取“預固結、預支護”“一炮一支護”進行超前加固,采用樣架控制鉆孔方向、并對爆破參數(shù)進行調(diào)整,確保巖壁吊車梁開挖成型。同時采用“短進尺、弱爆破、勤支護”新奧法施工的同時,根據(jù)現(xiàn)場特點,積極推動設計、業(yè)主采納調(diào)整頂拱錨桿支護參數(shù)、隨機錨索系統(tǒng)化、超前錨桿鎖定爆破區(qū)危弱圍巖、主變洞側洞開挖、樹脂錨桿快速錨固、鋼筋肋拱等方案,合理運用錨索、錨桿、主動防護網(wǎng)、互壁防護網(wǎng)等支護方式,“多種手段,綜合治療”?!疤貏e是頂拱支護,我們采用主動防護網(wǎng)倒掛的方式,進行系統(tǒng)、全面加強支護,這種方式也是國內(nèi)水電先例,確保了廠房穩(wěn)定和后續(xù)施工安全,成功解決了這個超大規(guī)模地下洞室群穩(wěn)定的問題?!?/p>

“經(jīng)過多年努力,我們總共進行土石方開挖100萬立方米,總開挖長度1萬2千余米,總開挖洞室(井)110條,錨索支護26萬根。”即便工程已經(jīng)成型,項目團隊回想起來依然覺得不可思議,“我們這些人、這些年、這些事,數(shù)字遠不能表現(xiàn)。”

保障:戮力鑄品牌

地下艱辛探索路,數(shù)年實踐待功成。

水電七局鐵軍走南闖北,足跡遍布世界,自1965年支援三線建設參與龔嘴水電站的建設,半個世紀的光景,七局人已參建大中小型水電站300余座,總裝機容量突破4000萬千瓦。在龍灘、向家壩、白鶴灘等水電站,開啟了“地下王國”的探索之路。

“首次‘練兵’就遇到‘巨無霸’,龍灘水電站地下廠房長388.5米、寬30.7米、高87.3米,地質(zhì)條件復雜多變,縱橫交錯的分布119條洞室(井),規(guī)模堪稱當時世界水電建設之最?!币舱沁@樣嚴苛的條件,培育了七局鐵局的“地下鑿洞術”,才能在之后的關卡中,一路過關斬將,戰(zhàn)勝一個又一個的難題,攀登一座連一座的高峰,獲得一項又一項的榮譽和獎勵。

瀑布溝水電站獲得中國土木工程詹天佑獎;向家壩水電站創(chuàng)造“六個之最”《復雜地質(zhì)超大型水電站地下廠房施工技術》技術成果達領先水平,獲得中國施工企業(yè)管理協(xié)會科技進步一等獎;“三高三大”的溪洛渡水電站,成果更是豐厚,并應用在之后的大崗山、長河壩、黃金坪、白鶴灘等工程施工中;大崗山水電站獲得國家優(yōu)質(zhì)工程金質(zhì)獎和中國土木工程詹天佑獎“雙重大譽”;猴子巖水電站獲得國家優(yōu)質(zhì)工程金獎;在中國首個百萬千瓦級整體EPC楊房溝水電站,榮獲國家“部級樣板工程;世界在建最大地下廠房白鶴灘水電站多項工藝達國際領先水平。

水電七局征戰(zhàn)地下多年,技術工藝精湛領先。

豐寧抽水蓄能電站是繼寶泉抽水蓄能電站之后,水電七局在抽水蓄能領域“闖北”的征程中,遇到最大體量的考驗,精兵強將赴“燕趙”大地,書寫地下工程的又一新篇。

在地下廠房工程中,廠房巖錨梁開挖澆筑質(zhì)量是業(yè)界公認的硬骨頭,特別是豐寧這種軟弱兼?zhèn)涞牡刭|(zhì)條件下,保證“巖錨梁”成型效果,本身就是非常具有挑戰(zhàn)的。為了縮短工期、提升質(zhì)量、降低成本,項目部結合工程特點,進行新技術、新工藝、新材料、新設備應用的探索。

項目部成立了“巖錨梁開挖及混凝土QC小組”,通過反復梳理分析地質(zhì)預報、結合現(xiàn)場通過模擬試驗精心計算細化爆破設計參數(shù)等,制定了縝密樣架措施控制造孔孔向孔深,首次采用玻璃纖維錨桿替換軟弱巖體,將如“糖葫蘆”般的巖體串聯(lián)起來,在斜臺雙向光爆中嘗試PVC管代替?zhèn)鹘y(tǒng)竹片的間隔裝藥方式等,順利實現(xiàn)了巖臺開挖點、線、面滿足規(guī)范要求,同時達到了巖錨梁錨桿無損監(jiān)測100%合格,巖壁錨梁開挖成型效果獲得了業(yè)主的高度評價,被評為樣板工程接待同行業(yè)多次觀摩。為了提高安全性和效率,項目團隊還研究應用了電動吊床用于豎井載人、盤扣式腳手架等“新設備”,安拆速度快、效率高、安全性高、造價低,極大地提高了工程進度。

做時不問前路,行時終有所得?!八男隆钡膽?,不僅實現(xiàn)了提質(zhì)增效,也為后續(xù)工程建設積累了寶貴的施工經(jīng)驗。截止目前,豐寧項目已取得國家發(fā)明專利1項、實用新型專利3項、軟件著作權1項、QC成果3項、樣板工程6項,多次被業(yè)主授予先進單位、施工工藝創(chuàng)新應用先進集體等稱號。

“我們沒有什么做不到的,我們有團隊,有技術,有毅力,有信仰?!鼻坝胸S寧,后有洛寧、芝瑞,在地下廠房、在抽水蓄能,水電七局整裝出發(fā)、戮力同心、砥礪前行,去攀登更高的山,搏擊更涌的浪。


水電七局豐寧項目部


豐寧電站主廠房施工現(xiàn)場


豐寧電站地下廠房通風洞口

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