【光明日報】“最強(qiáng)大腦”成就世界水電科技新高峰——記金沙江烏東德水電站科研團(tuán)隊
本網(wǎng)訊（溫源?朱靜霞?王璐）8月3日，《光明日報》整版報道金沙江烏東德水電站科研團(tuán)隊。
2020年這個夏天，由中國長江三峽集團(tuán)有限公司（以下簡稱三峽集團(tuán)）投資建設(shè)和運營管理的國家重大工程、“西電東送”骨干電源工程——金沙江烏東德水電站，成為“世界級話題”。
6月29日，烏東德水電站首批機(jī)組正式投產(chǎn)發(fā)電。習(xí)近平總書記對此作出重要指示強(qiáng)調(diào)，烏東德水電站是實施“西電東送”的國家重大工程。希望同志們再接再厲，堅持新發(fā)展理念，勇攀科技新高峰，高標(biāo)準(zhǔn)高質(zhì)量完成后續(xù)工程建設(shè)任務(wù)，努力把烏東德水電站打造成精品工程。
與這項金沙江上的“大國重器”相伴而生的是諸多世界級水電科技難題，需要一支勇于創(chuàng)新、攻堅克難的科研團(tuán)隊一一破解。從2015年底全面開工建設(shè)，到2020年首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，烏東德水電站有7項指標(biāo)創(chuàng)造了世界第一：世界最薄的300米級特高拱壩、大壩單位壩頂弧長泄量世界第一、地下廠房開挖高度世界第一、尾水調(diào)壓室開挖半徑世界第一、導(dǎo)流洞開挖斷面世界第一、導(dǎo)流洞高度世界第一、已建成投產(chǎn)單機(jī)容量世界第一。
航拍烏東德水電站大壩工程全線貫通 攝影：許健
“自工程建設(shè)以來，三峽集團(tuán)充分發(fā)揮創(chuàng)新驅(qū)動作用，會同參建各方，攻克一系列世界級難題，創(chuàng)造一系列世界紀(jì)錄，突破一系列關(guān)鍵核心技術(shù)，推動我國水電科技全面進(jìn)步、全面超越、全面引領(lǐng)，為世界水電科技作出新貢獻(xiàn)。”三峽集團(tuán)黨組書記、董事長雷鳴山表示。
破譯金沙江天險“密碼”
水急、崖險、谷深……金沙江向來是“天險之地”的代名詞。
在接近40攝氏度的高溫天氣里，三峽集團(tuán)烏東德大壩建設(shè)者黃偉在懸崖之上密如蛛網(wǎng)的排架上穿行。這位20多歲的年輕人眼里，看不到對“酷熱”或者“峭壁”的畏懼，一項充滿魅力的科研項目，正吸引著他全力向前。
藏于山體之中的裂隙，為江水滲入大壩提供了可乘之機(jī)。滴水可以穿石，也能啃噬任何一座出現(xiàn)裂縫的大壩。
建設(shè)無縫大壩，如何破題？在水電行業(yè)里，這本是一道可照抄答案的常考題——往裂隙中灌漿，讓山體“強(qiáng)筋健骨”。但峽谷深切、岸坡高陡的金沙江，需要科研人員給出更符合實際的解題思路。
烏東德水電站蓄水至高程945米 攝影：趙健
“許多電站會采取有蓋重固結(jié)灌漿，即在基巖面上先澆混凝土，再打孔灌漿，以防止冒漿和串漿。”黃偉說，“但金沙江峽谷太窄，如果采用‘有蓋重’，將與狹小空間內(nèi)的大壩混凝土澆筑互相干擾，不利于壩體均衡上升和溫控防裂。”
黃偉到達(dá)時，師父黃燦新已經(jīng)在場。導(dǎo)師帶徒的機(jī)制將二人緊密相連，這一次，他要跟著師傅學(xué)習(xí)如何在山體上，開展封閉材料和無蓋重灌漿工藝現(xiàn)場試驗。
決策過程并不輕松——他們查閱了許多資料，無一先例。誰能保證全壩灌漿之后，不發(fā)生冒漿、串漿？
一切，都需要用試驗來證明。鉆機(jī)“突突”作響，在巖石上打出一個個灌漿孔，幽深且黑暗，看不到盡頭。
攀登步伐不停，自能問鼎高峰。科研團(tuán)隊一遍又一遍地尋找合適的裂隙封堵新材料，一次又一次地調(diào)整灌漿工藝……鉆孔越打越密，灌漿效果也越來越好。
數(shù)月后，科研團(tuán)隊總結(jié)提煉出了高拱壩“全壩基無蓋重固結(jié)灌漿”成套技術(shù)，在大壩全壩基推廣應(yīng)用后，兩個月內(nèi)累計完成灌漿近2萬米，灌后檢查全部一次性合格。
于工程而言，新技術(shù)的應(yīng)用為創(chuàng)建無縫大壩提供了重要支撐。于黃燦新團(tuán)隊而言，這更是一場科研探索的智慧洗禮。
右岸地下電站主廠房機(jī)窩開挖支護(hù) 攝影：許健
多年來，三峽集團(tuán)持續(xù)推進(jìn)核心專業(yè)人才隊伍建設(shè)。“以提高專業(yè)技術(shù)和創(chuàng)新能力為核心，以高層次人才和稀缺人才為重點，搭建起‘領(lǐng)軍人才、核心人才、骨干人才、基礎(chǔ)人才’等層次清晰、梯隊明確的人才結(jié)構(gòu)體系。”三峽集團(tuán)人力資源部主任關(guān)柳玉表示。
“10年來，隊伍里的很多年輕人已成長為高級工程師、技術(shù)骨干和中層管理干部，還向其他重點工程輸送了30多名青年人才。鑄造更多國家精品工程，需要一大批年輕人選擇奉獻(xiàn)、選擇堅守，在造福百姓的長路上攜手奮斗。”三峽集團(tuán)烏東德建設(shè)部主任楊宗立感慨道。
聯(lián)合攻關(guān)突破“世界級難題”
在水電行業(yè)，混凝土溫控防裂是世界級難題，一度有“無壩不裂”的說法。體積越大的混凝土，開裂現(xiàn)象越嚴(yán)重。
溫控防裂，是建造無縫大壩的關(guān)鍵；混凝土原料，是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。一些水電站，曾將低熱水泥混凝土作為大壩“退燒藥”，而在最高氣溫可達(dá)40多攝氏度的金沙江干熱河谷里，溫控難度已然是另外一個量級。
為此，三峽集團(tuán)聯(lián)合科研單位、生產(chǎn)廠家等多種力量，迅速成立低熱水泥混凝土研發(fā)團(tuán)隊。經(jīng)過成百上千次試驗，科研團(tuán)隊成功研發(fā)出一種性能更好的低熱水泥混凝土，并大膽應(yīng)用于全壩而非局部壩體，開創(chuàng)了行業(yè)和世界水壩建造史上的先河。
當(dāng)前，烏東德水庫已蓄水至高程945米。監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，大壩各項指標(biāo)均在設(shè)計控制范圍內(nèi)，壩體工作性態(tài)優(yōu)良。烏東德大壩是目前世界上最薄的300米級特高拱壩，也是世界首座全壩應(yīng)用低熱水泥混凝土的特高拱壩。
大壩混凝土開澆 攝影：鄧?yán)麖?qiáng)
在烏東德水電站，既有讓行業(yè)科技更上層樓的推動者，也有治療行業(yè)沉疴的“良心醫(yī)者”。
行業(yè)內(nèi)以往的灌漿方式，是通過人工往孔洞里注入漿液，常人肉眼看不見，屬于隱蔽工程。一旦遇上造假，或是工藝不佳，即便采用最好的封堵材料，也“縫補(bǔ)”不了山體內(nèi)部的千瘡百孔。
寒風(fēng)凜冽的12月，一場關(guān)鍵試驗在烏東德水電站泄洪洞內(nèi)進(jìn)行。地廠部、技術(shù)部、大壩部……聯(lián)合攻關(guān)，檢驗智能灌漿系統(tǒng)獨立處理突發(fā)問題的“智慧”。
冷風(fēng)中，科研帶頭人黃燦新的額頭上卻沁滿了汗珠。他剛做完手術(shù)，尚未完全恢復(fù)就跑去了工地，長時間活動撕裂了傷口，尖銳的疼痛讓他蹲下身就難以站起來。但即便這樣，他也不曾回去休息。
智能灌漿團(tuán)隊系統(tǒng)總結(jié)提升中國水電水泥灌漿技術(shù)和經(jīng)驗，成功研發(fā)出世界首套智能灌漿系統(tǒng)。2018年，以中國工程院院士鄭守仁為組長的專家組，給予智能灌漿系統(tǒng)“整體上達(dá)到國際領(lǐng)先水平”的高度評價。
勇闖世界水電科技“無人區(qū)”
經(jīng)過水電人數(shù)十年拼搏進(jìn)取，創(chuàng)新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，我國水電建設(shè)從弱到強(qiáng)，從跟跑、并跑到領(lǐng)跑，直至跨入世界水電科技“無人區(qū)”。“三峽、向家壩、溪洛渡等一座座世界級水電工程相繼建成，中國成為全球水電開發(fā)的時代標(biāo)桿。”三峽集團(tuán)黨組副書記、總經(jīng)理王琳表示。
淅淅瀝瀝的小雨，落在大壩之上。兩條記錄雨天混凝土澆筑質(zhì)量評價預(yù)警值的“科研道路”正各自鋪開。
一條，是正處于研發(fā)階段的大壩智能建造系統(tǒng)，實時反饋監(jiān)測值；另一條，是90后小伙子喬雨蹲守在倉面之中，用最原始的掐秒表方式，記錄最真實的數(shù)值，以驗證智能系統(tǒng)準(zhǔn)確性。
狂風(fēng)、暴雨、深夜……為了這一目標(biāo)，科研團(tuán)隊風(fēng)雨無阻地蹲守現(xiàn)場，一個擁有“最強(qiáng)大腦”的大壩建造系統(tǒng)也日漸形成。
“大壩智能建造系統(tǒng)，可實現(xiàn)智能通水、智能噴霧等施工全過程、全方位精細(xì)化管控，將壩工建設(shè)由傳統(tǒng)模式向智能化建設(shè)模式推進(jìn)，形成中國壩工建設(shè)核心競爭力。”三峽集團(tuán)烏東德工程建設(shè)部大壩項目部主任牟榮鋒說。截至大壩澆筑到頂，該系統(tǒng)共采集到50余萬條施工數(shù)據(jù)、1200余萬條溫度數(shù)據(jù)和10億余條質(zhì)量安全進(jìn)度管理數(shù)據(jù)。
2018年12月，烏東德水電站蝸殼全部安裝就位，焊縫質(zhì)量穩(wěn)定可控，一次合格率高于99%。600余名優(yōu)秀焊工在這一過程中脫穎而出，將為相關(guān)行業(yè)的同等級鋼板蝸殼制作安裝，提供大量基礎(chǔ)成果和實踐經(jīng)驗。
左岸地下廠房六號機(jī)組蝸殼焊接完成 攝影：王普
這樣的世界水電技術(shù)革命，即便是在深水之下也能進(jìn)行。烏東德工程建設(shè)部正致力于研制一種具備在水下自行檢查、清理淤積、疏通封堵等功能的設(shè)備、技術(shù)或裝置，為水工閘門啟閉運行中遇到的問題，提供科學(xué)處理手段。
目前，這一科研項目已取得重要成果。“我們研制了‘達(dá)諾1號’機(jī)器人，在黃河小浪底水利樞紐中順利完成了水下深孔清淤作業(yè)。”團(tuán)隊成員宛良朋說，“該項技術(shù)屬國內(nèi)首創(chuàng)，推動了我國深孔泄水建筑物應(yīng)急處置技術(shù)發(fā)展。”
近年來，國際大壩委員會主席邁克爾·羅杰斯深切感受到了中國水電行業(yè)的飛速發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步。他認(rèn)為，中國在大型水電站的設(shè)計和施工技術(shù)等領(lǐng)域，已處于世界領(lǐng)先水平。
“三峽集團(tuán)烏東德水電站科研工作者，要攀上金沙江‘巨龍’之背，向更高的科技高峰邁進(jìn)，描繪更美麗的世界水電科技風(fēng)光，為三峽集團(tuán)踐行‘兩翼齊飛’發(fā)展思路提供堅強(qiáng)科技支撐。”雷鳴山表示。