在四川省中西部，有一條奔騰不息的河流——大渡河。流域地形復雜多變，地勢險峻，水流洶涌澎湃，素有“大渡天險”之稱(chēng)。它，不僅是一條自然之河，更是一條歷史之河，英雄之河?！按蠖蓸驒M鐵索寒”，描繪紅軍在瀘定橋上英勇戰斗的壯舉，也成為激勵后人不斷前行的精神力量。
中國電建成都院傳承紅色基因，在大渡河流域規劃并建設了一系列水電工程和新能源項目。從上世紀50年代開(kāi)始大渡河水力資源普查，到大渡河首座大型水電站龔嘴，再到正在建設的世界第一高壩雙江口水電站，無(wú)不見(jiàn)證能源報國的使命擔當，并將為大渡河流域水風(fēng)光一體化清潔能源基地高質(zhì)量建設作出新的貢獻。12月29日，一聲號令后，大渡河硬梁包水輪機巨大的轟鳴聲響徹冬日寂靜的山谷，仿佛訴說(shuō)著(zhù)建設者的艱辛與榮耀。
此刻的大渡河峽谷被白雪覆蓋，一片銀裝素裹。宏偉的水電站在冰雪的映襯下，傲然屹立于山水之間。
不懼挑戰，綠色引擎帶來(lái)的蛻變
硬梁包水電站自2019年開(kāi)工建設以來(lái)，已成為綠色發(fā)展的標志性工程。盡管裝機規模并不巨大，但在設計與建設難度上卻達到國內甚至全球之冠。
項目地質(zhì)條件堪稱(chēng)“先天不足”，工程區域地質(zhì)構造極為復雜，且地震烈度高達Ⅷ度，這為施工帶來(lái)了極大不確定性；長(cháng)引水隧洞規模首屈一指，首部樞紐大壩位于深厚覆蓋層的復雜地基之上，項目本身的高規格與高標準要求，對勘測設計工作提出了新挑戰；變化莫測的天氣狀況以及頻發(fā)的自然災害，為工程建設推進(jìn)陡增難度。
工程的規劃論證和勘測設計者——成都院團隊堅定地迎難而上，展現出非凡的智慧與勇氣，攻克了一個(gè)又一個(gè)技術(shù)難題，確保了工程穩步推進(jìn)。
硬梁包設計項目經(jīng)理尹建輝介紹，在勘測設計階段，項目主要難點(diǎn)集中在長(cháng)引水系統的建設和首部樞紐的設計上，概括為“三超”特點(diǎn)：“超規范”，原本依據規范設計的支護措施，在面對不斷揭示的復雜地質(zhì)條件和諸如軟巖大變形、塌方、突泥涌水等工程難題時(shí)，不得不逐步加強至遠超規范要求的程度；“超經(jīng)驗”，盡管參與工程建設的設計、施工、監理團隊均是國內一流，擁有豐富經(jīng)驗，但在實(shí)際施工過(guò)程中仍需不斷摸索，以應對層出不窮的問(wèn)題；“超認知”，自工程啟動(dòng)以來(lái)，設計方案、支護措施和施工方案等都要隨著(zhù)新問(wèn)題的出現而不斷優(yōu)化和加強，反映出對工程復雜性的持續認知升級。
作為國家“十三五”重點(diǎn)水電項目，硬梁包水電站不僅是清潔能源供應重要來(lái)源，更承載著(zhù)推動(dòng)“碳達峰、碳中和”目標的使命。其年發(fā)電量可達51.8億千瓦時(shí)，相當于每年節約標準煤約200萬(wàn)噸，減少碳排放約480萬(wàn)噸，顯著(zhù)推動(dòng)溫室氣體減排，為環(huán)境保護貢獻力量。同時(shí)，硬梁包水電站地理位置優(yōu)越，靠近負荷中心，其開(kāi)發(fā)和運營(yíng)積極響應國家西部大開(kāi)發(fā)戰略及四川省能源產(chǎn)業(yè)政策，成為推動(dòng)四川乃至全國經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)。
除了經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，硬梁包水電站還具備深遠的社會(huì )意義。項目的實(shí)施不僅帶動(dòng)了地方勞動(dòng)就業(yè)，促進(jìn)了經(jīng)濟多元化發(fā)展，更為脫貧攻堅和涉藏區跨越式發(fā)展提供了有力支持。它不僅是技術(shù)創(chuàng )新的結晶，更是可持續發(fā)展的生動(dòng)實(shí)踐，照亮了人類(lèi)邁向綠色未來(lái)的道路。
創(chuàng )新精進(jìn)，復雜條件下的解決之道
硬梁包水電站的長(cháng)引水方案，是一次深思熟慮的選擇。
在2007年的開(kāi)發(fā)方式研究中，考慮到高壩方案會(huì )淹沒(méi)上游5公里地區人口聚居地，以及可能淹沒(méi)從大壩到瀘定縣河兩岸的耕地，團隊決定采用長(cháng)引水方案，以減少對當地居民生活和農業(yè)生產(chǎn)的影響。這一決策，既高度重視環(huán)境保護，也是對資源的合理利用，為大渡河上第一個(gè)大型長(cháng)引水水電站建設奠定了基礎。
硬梁包設計總工程師王鋒回憶，在方案塵埃落定后，真正的挑戰隨之而來(lái)。為實(shí)現水源的跨地形遠距離輸送，團隊精心設計了引水隧洞系統，采用雙隧洞平行布局，巧妙規避磨子溝、茶園溝、加郡溝等地形障礙，確保隧洞以繞行方式穿越，這一創(chuàng )舉不僅彰顯了工程技術(shù)的精妙，更體現了對自然環(huán)境的尊重與和諧共生。隧洞系統平均延伸14.4千米，其最大埋深達到驚人的830米，而最大開(kāi)挖直徑更是突破性地達到了16.7米，為國內最大，這一規模在全球范圍內也屬罕見(jiàn)。
盡管如此，引水隧洞的非凡之處遠不止于此。由于需穿越三條深厚覆蓋層的沖溝，而過(guò)溝段上覆巖體薄弱，易引發(fā)突水等地質(zhì)難題，加之地質(zhì)條件復雜，洞室跨度巨大。尤為棘手的是，隧洞內廣泛分布著(zhù)蝕變巖體，尤其是高嶺土化蝕變巖體，其強度極低，遇水即軟，為施工帶來(lái)極大不便與風(fēng)險。
卓越的專(zhuān)業(yè)能力與創(chuàng )新精神此刻得以發(fā)揮。首屆國家卓越工程師、全國工程勘察設計大師、成都院專(zhuān)家委員會(huì )主任王仁坤多次奔赴現場(chǎng)，研究解決復雜而緊急問(wèn)題。依托綜合物探技術(shù)與地質(zhì)預判能力，深入開(kāi)展地質(zhì)超前預報工作，并針對蝕變巖體開(kāi)展專(zhuān)項工程實(shí)驗性研究，力求為隧洞的安全掘進(jìn)與支護設計提供堅實(shí)的科學(xué)依據。
工程由首部樞紐、引水工程、廠(chǎng)房樞紐三部分組成，采用側向進(jìn)水、正向沖砂泄洪的方式。其中混泥土閘壩設置在左岸組合床，由一孔生態(tài)流量泄放閘，五孔沖砂泄洪閘，壩軸線(xiàn)總長(cháng)度476米。壩型的選擇不僅考慮到硬梁包地區復雜的地質(zhì)條件和高地震烈度，也考慮到經(jīng)濟性和環(huán)保性。一方面基于成熟的技術(shù)，面板堆石壩具有良好的適應性和抗震性能，另一方面可以將隧道挖掘的材料用來(lái)填筑大壩，既節約了成本，提高了施工效率，又能最大降低對環(huán)境影響。
首部樞紐的設計與建設是硬梁包遭遇的第二大難題。首部樞紐混凝土閘壩高41米，高地震烈度區深厚覆蓋層復雜地基閘壩規模位居世界前列；泄流建筑物最大下泄單寬流量84.3立方米/秒，為深厚覆蓋層在建閘壩中最高；“側向取水，正向沖沙”布置，進(jìn)水口寬度120米，同類(lèi)工程中最寬，沖沙設計難度大；首部樞紐閘壩基礎覆蓋層深厚（最深129.7米），且層次結構復雜，存在承載力低、不均勻變形、砂層液化、抗滑穩定、滲漏及滲透穩定、消能防沖等工程問(wèn)題，基礎處理設計及施工難度顯而易見(jiàn)。對此，成都院聯(lián)合國內知名高校及科研機構、開(kāi)展大壩基礎覆蓋層動(dòng)力層研究工作，為硬梁包壩體的抗震安全提供保障，也在一定程度上推進(jìn)了水電行業(yè)大壩抗震設計及深基礎處理技術(shù)的進(jìn)步。
追求卓越，奉獻給山河的本色追求
自開(kāi)工以來(lái)，硬梁包水電站經(jīng)歷了包括漢源4.8級地震和瀘定6.8級地震在內的多次地震，這對工程的安全、進(jìn)度和投資產(chǎn)生了嚴重影響。據統計，引水隧洞施工期間共發(fā)生了6次較大規模的塌方和突泥涌水事件，極大增加了施工難度和安全風(fēng)險。
項目部組織設計人員積極研究解決方案，采取多種措施，包括超前地質(zhì)預報、多源數據融合和全方位動(dòng)態(tài)感知等手段。針對引水隧洞支洞的施工問(wèn)題，項目部最終選擇繞線(xiàn)方案，最大限度地降低塌方、突泥涌水等對工程帶來(lái)的不利影響，并成功避開(kāi)了塌腔區域，改善了圍巖條件。
在處理引水隧洞軟巖大變形問(wèn)題時(shí)，項目部采用了“三向三階段”的設計控制準則，通過(guò)數值計算確保隧洞軸向、徑向變形和圍巖塑性區深度得到有效控制。此外，團隊還模擬了不同的支護方案，以確保開(kāi)挖支護要求得到明確。通過(guò)綜合運用“新奧法”和“新意法”的優(yōu)點(diǎn)，克服了超大斷面隧洞蝕變巖和頻繁地震導致的塌方、突泥、涌水等難題。
項目成功應對引水隧洞的突泥涌水災害的經(jīng)驗，證實(shí)了加強沿線(xiàn)勘測工作和超前地質(zhì)預報是預防此類(lèi)災害發(fā)生的有效途徑。此外，強化泥涌水臨災預警工作同樣至關(guān)重要，以確保工程安全。這一成功案例為水電工程建設提供了重要的借鑒，展示了在復雜多變的地質(zhì)條件和災害頻發(fā)的環(huán)境中，通過(guò)精心設計、科學(xué)管理和技術(shù)創(chuàng )新，水電工程可以安全穩定推進(jìn)。
2024年的汛期比以往來(lái)得更早，也更猛烈，超標準河水流量，不僅考驗著(zhù)項目團隊的應急反應能力，更是對整個(gè)工程安全性的一次嚴峻考驗。水位達到了前所未有的6000毫米，超過(guò)了設計時(shí)規定的標準水位5500毫米，隨著(zhù)洪水而來(lái)的還有泥石流、滑坡等地質(zhì)災害，施工現場(chǎng)籠罩與危險之中。
為了應對可能的突發(fā)情況，項目團隊決定將圍堰加高1米，這一措施有效提高了抵御洪水的能力。與此同時(shí)，大壩澆筑至頂的工作也緊鑼密鼓地完成了，大大增強了整個(gè)大壩的安全性。為了進(jìn)一步加強防洪措施，項目部還專(zhuān)門(mén)組建了一支由專(zhuān)家組成的巡查小組，每天對施工現場(chǎng)進(jìn)行細致的巡查，特別是對首部施工區域的重點(diǎn)防滲水部位進(jìn)行了嚴密監控。
項目部成員每天輪流巡查，不論是白天還是夜晚，他們都堅守在第一線(xiàn)，確保每一項措施都能落到實(shí)處。經(jīng)過(guò)一系列的努力，項目不僅成功抵御住了超標準洪水的沖擊，而且在保證工程質(zhì)量和安全的前提下，完成了既定的施工任務(wù)。
硬梁包項目部積極投身科技創(chuàng )新工作，充分利用項目的特點(diǎn)和難點(diǎn)，組織各專(zhuān)業(yè)團隊針對復雜地質(zhì)條件下大型隧洞開(kāi)挖支護及襯砌結構關(guān)鍵技術(shù)、振沖碎石樁施工及質(zhì)量檢測智能控制系統、高地震烈度區壩基砂層液化影響及處理工程技術(shù)、蝕變巖發(fā)育特征及工程適應性、復雜構造背景下大型洞群物理數值仿真與動(dòng)態(tài)設計等多個(gè)領(lǐng)域展開(kāi)深入研究。
項目部緊密結合工程需求，取得了多項重大技術(shù)創(chuàng )新成果，包括獲得“可液化砂土層防液化方法”“預制混凝土排水樁”“消力池護坦底板排水結構”等發(fā)明專(zhuān)利授權。堅持以質(zhì)量為核心，嚴格把控勘測設計產(chǎn)品質(zhì)量，充分利用成都院的技術(shù)優(yōu)勢，從前期策劃到過(guò)程控制再到成果評審，每一步都力求精益求精。通過(guò)這些技術(shù)創(chuàng )新和高質(zhì)量的研究成果，硬梁包水電站不僅在技術(shù)上取得了突破，還為水電行業(yè)的可持續發(fā)展和技術(shù)創(chuàng )新樹(shù)立了標桿。
今天，硬梁包水電站在諸多洗禮之后，如同大渡河上的璀璨明珠，閃耀于群山峽谷之間，綻放出絢爛奪目的光彩。
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