

小湾水电站全貌
小湾水电站是澜沧江中下游河段水电梯级开发“两库八级”方案中的第二级和龙头水库,是国家实施西部大开发、“西电东送”战略的标志性工程。电站主要由双曲拱坝、水垫塘、二道坝和引水发电系统组成,拱坝最大高度294.5米,坝顶长922.74米,拱冠梁顶宽13米,底宽69.49米,总混凝土浇筑量880万立方米;设计安装6台单机70万千瓦机组,总装机容量420万千瓦,年发电量190亿千瓦•时。
工程于2002年1月20日正式开工,2004年10月25日提前一年实现了大江截流,2009年9月25日首台机组发电,2010年8月24日6台机组全部投产发电。

小湾水电站库区
这一世界级水电工程开工之时其规模仅此于三峡水利枢纽,但施工难度远超三峡工程,具有“四大”“三高”的特点:库容大、装机大、投资大(动态投资400余亿元)、建设难度大;坝高(294.5米,为世界在建第一座300米级混凝土双曲拱坝)、水头高(最大水头251米)、边坡高(近700米)。两院院士潘家铮说:“水电大坝是土木工程之王,小湾大坝是王中之王,是当之无愧的世界第一难高坝,是人类现代文明的体现和高科技的结晶。”

施工中的小湾水电站
2002年2月,以中国水电四局为责任方、中国水电三局为协作方的水电四三联营体中标电站右岸缆机平台基础及1000米高程以上坝肩开挖、支护及相关工程。
2005年7月,中国水电四局携手中国水电八局组成水电四八联营体,在激烈的投标中力挫群雄,以23.27亿元中标电站右岸大坝土建及金属结构安装工程,在电站主坝44个坝段中占到23个,混凝土浇筑总量488.43万立方米,占到总量的58.2%。(2007年6月,由于工程置换,中国水电八局退出联营体,右岸主坝水电四局独自承担。)
同时,中国水电四局负责安装运行当时世界最大缆机群(小湾缆机主索大最大跨距为1158米、吊钩扬程最大高350米、额定载荷30吨,高、低缆总共设6台。),并承担电站主坝全部混凝土的生产和运输任务。
世界级的工程必然蕴含着世界级的难题挑战,在小湾水电站8年的施工中,四局人用智慧和汗水,向世人展示了筑坝劲旅的“王者风范”。
小湾电站边坡地质条件复杂,坝体所处地区地震烈度高达8级,其地震设防烈度为世界同类坝型之最,况且沙石松散堆积体、蚀变岩带、大断层、强卸荷裂隙发育带广泛分布,要为挡水建筑物筑就牢固的基座,以承受超过1900万吨的巨大水压,对边坡的开挖锚固提出了严苛的要求,这也成为电站工程最困难、最复杂的技术问题之一,被业界称为具有挑战性的世界级难题。
四局人采用缩小爆破梯段和预裂爆破工艺调整、深孔梯段接力延时顺序起爆等技术的应用,有效地保证了爆破效果;研制出的组合螺旋钻具、跟管钻具及其配套机具,有效地解决了高边坡堆积体深孔钻孔难题;在岩体破碎部位采用新型的荷载分散型锚索形式,有效地改善了锚索应力分布,减少了锚索长度,降低施工难度;采用土工布包裹注浆堵漏防腐技术,针对堆积体、破碎岩体锚索注浆,有效地解决了锚索注浆施工难题。
2003年8月24日,联营体提前一周完成了右岸边坡1245高程控制节点, 11月15日,又提前45天达到1210高程坝肩槽节点目标,而且创造了边坡月开挖47万立方米、月拉运土石方55万立方米的小湾纪录,当年捧走电站建设综合评比第一的桂冠。依托该项目形成的技术成果——《700米级高边坡及堆积体开挖锚固施工技术研究》得到了中国工程院院士谭靖夷、马洪琪、张超然和多名专家的高度评价,称“该技术代表国际领先水平”。

坝肩高边坡锚固
世界罕见的高强度混凝土浇筑小湾大坝混凝土总量达865万方,要在狭窄区域内用4年多时间完成全部浇筑,最高年浇筑强度近260万方,同时还面临巨大的温控防裂难题。中国水电四局采取多种措施,使施工进度始终保持高速:2007年,中国水电四局完成主坝混凝土浇筑132.8万立方米,混凝土生产运输234.47万立方米;2008年,完成浇筑143.2万立方米,生产运输248.7万立方米;2009年,完成浇筑102.48万立方米,生产运输187万立方米,连续三年超额完成年度计划。至2009年3月主坝全线封顶之际,中国水电四局在小湾工地创造了连续18个月混凝土生产运输超过20万立方米的高拱坝施工纪录。

高强度混凝土施工
地形陡峭、施工区地质构造复杂、施工空间狭窄、交叉作业施工干扰大。小湾恶劣、复杂的地质条件和施工条件,使其安全管理成为世界水电史上的难题。工程被业界公认为是国内施工难度最大、安全风险系数最大的电站。被原国家电力公司评定为安全难度“五星级”水电工程。在这样高难度、高风险的施工环境中,四局人大胆创新安全管理模式,走出了一条高风险下安全施工的新路子。
无论是在高边坡开挖施工阶段,还是主坝混凝土施工时期,中国水电四局在小湾电站始终保持了“无生产性死亡、无重大机械事故、无重大火灾事故”发生的安全生产施工状态,连年位居建设方安全工作评比前列,连年荣获云南省大理白族自治州人民政府、云南省南涧彝族自治县人民政府“安全生产先进单位”称号。四局人不仅在安全的环境中顺利推进了工程建设,而且将中国特大型水电工程安全生产管理水平提到了一个崭新的高度。

安全检查

文明施工现场
小湾主坝混凝土温控等拱坝施工技术是业界公认具有世界级挑战的技术难题。四局人通过改进施工工艺、增加技术投入、严格环节控制等措施,取得了显著的效果。2005年以来,水电四局围绕主坝施工各环节,有超过180项科技创新成果和合理化建议应用于工程建设,参与的高拱坝施工技术专题研究、拱坝温控防裂措施等一批研究成果被列入国家“九五”技术攻关项目和国家科技成果。
中国水电四局共完成小湾电站混凝土单元浇筑1792仓,经监理评定的单元工程合格率均为100%,混凝土单元工程优良率90.46%,单位工程优良率100%;预应力锚索优良率为98.15%;固结灌浆优良率为90.91%,帷幕灌浆优良率为97.06%,接缝灌浆优良率为93.53%,排水孔优良率100%;金结安装优良率为100%,均高于国家标准和电站平均水平。先后创造出109个“样板仓号”、7个“安全质量标准化作业面”和3个“样板工程”,成为全工地的学习典范。电力建设质量监督总站在对电站巡视后,称四局坝体施工“工艺水平居国内同类工程的先进水平。”

工程技术人员现场质量监控

样板坝段
2007年至2008年间,缆机日吊运大坝混凝土11330立方米、月吊运222357立方米和年吊运248.67万立方米,创国内水电建设高拱坝缆机日、月、年吊运混凝土最多新纪录,荣登“中国企业新纪录”。
2007年2月4日,在右岸17号坝段,取得一根直径198毫米、长度为15.6米的完整混凝土芯样,该芯样穿过6个浇筑层、5个施工缝面,芯样表面光洁、气泡极少、骨料分布均匀、清晰可辨、层间胶结完整、结构密实,刷新了此前在三峡右岸大坝中取出的长15.08米芯样而成为“国内第一长芯”,并荣登“中国企业新纪录”。

当时世界最大缆机群
值此小湾水电站获“中国电力优质工程奖”之际,重温澜沧江畔昔日那激情燃烧的岁月,8年小湾,四局人留下太多荣光,小微无法一一述说,简要记住四句话吧:
▶ 破解700米级高陡边坡锚固开挖世界级难题,为小湾提前一年实现大江截流奠定坚实基础。
▶ 攻克高拱坝混凝土浇筑温控世界级难关,为小湾首台机组提前一年发电创造先决条件。
▶高于国标的施工质量备受赞誉。
▶创新的安全管理模式独领风骚。
这是四局人留给小湾的记忆,也是镌刻中国水电史的篇章。

潘家铮院士在小湾工程指导工作
最后,让我们再次骄傲地重温那句话:
“小湾电站建成后,不是中国人去外国学习水电建设,而是外国人到中国学习水电建设。”——中国科学院院士、中国工程院院士潘家铮



