實(shí)施科技創(chuàng)新 優(yōu)化設(shè)計(jì)理念
——雅礱江流域兩河電站工程設(shè)計(jì)側(cè)記

曾逸農(nóng)

重點(diǎn)水電工程報(bào)道

實(shí)施科技創(chuàng)新 優(yōu)化設(shè)計(jì)理念
——雅礱江流域兩河電站工程設(shè)計(jì)側(cè)記

曾逸農(nóng)

2015年7月20日，我們來到座落在雅礱江中下游與鮮水河匯合處的兩河口水電站。工地上烈日高照，氣溫高達(dá)35℃。當(dāng)我們踏上大壩主體工程壩頂時(shí)，從繁忙的工地上望去，兩岸邊坡整齊的腳手架吸引了我們的眼球，贊嘆建設(shè)者們巧妙的設(shè)計(jì)和精湛的施工工藝。

在施工現(xiàn)場(chǎng)，業(yè)主單位雅礱江流城水電開發(fā)公司兩河口建設(shè)管理局局長(zhǎng)王金國(guó)對(duì)記者說:兩河口電站項(xiàng)目建設(shè)可以說，從工程前期可行性研究設(shè)計(jì)階段開始，我們就非常認(rèn)真地對(duì)設(shè)計(jì)、施工、安全、監(jiān)理等問題實(shí)施“全過程、全方位、多角度“的管理，力爭(zhēng)該電站建成為全國(guó)水電行業(yè)優(yōu)質(zhì)和金獎(jiǎng)工程。

兩河口水電站設(shè)計(jì)雛形

采訪中，中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院(以下簡(jiǎn)稱成勘院)副總工程師、項(xiàng)目常務(wù)副設(shè)總金偉告訴記者:早在20世紀(jì)60年代初，水電部相關(guān)部門就部署了對(duì)雅礱江流域和支流進(jìn)行水力資源普查。成勘院于1965年完成了《雅礱江流域水利資源及其利用》匯編文選，首次提出了在雅礱江中游河段可建兩河口梯級(jí)水電站，并明確闡述了兩河口電站大壩的優(yōu)越性:其一，是可控制雅礱江干流中游、支流鮮水河和慶大河的流域面積，其二，是具備形成較大水庫(kù)的地形地質(zhì)條件。其三，認(rèn)定兩河口為具有較大調(diào)節(jié)庫(kù)容的水庫(kù)電站，并對(duì)下游梯級(jí)電站有較大的補(bǔ)償調(diào)節(jié)效益。在當(dāng)時(shí)，兩河口電站設(shè)計(jì)初擬裝機(jī)容量為200萬千瓦。

據(jù)了解，60年代前后，成勘院就組織部分科研設(shè)計(jì)人員歷經(jīng)艱辛，克服生活、交通、住宿、高寒、高海拔的重重困難，對(duì)雅礱江中游河段進(jìn)行了查勘，重點(diǎn)放在兩河口至長(zhǎng)拉鄉(xiāng)河段。1966年3月提出了《雅礱江上中游查勘報(bào)告(初稿)》，明確闡述了兩河口水電站壩址、地形、地質(zhì)等優(yōu)越條件。由于歷史原因，水電的開發(fā)和利用受到一定條件的影響，但成勘院對(duì)雅礱江兩河口的查勘、設(shè)計(jì)工作從未間斷，直到20世紀(jì)90年代初，完成了兩河口庫(kù)區(qū)萬分之一地形圖，物探和區(qū)域的地質(zhì)普查工作。

經(jīng)過多年的查勘、論證，兩河口電站引起國(guó)家、省、市層面的關(guān)注。2000年4月，雅礱江流域水電開發(fā)公司(原二灘水電開發(fā)公司)組織了有設(shè)計(jì)單位、大專院校、水電專家的考察團(tuán)，對(duì)兩河口電站進(jìn)行了一次深入的現(xiàn)場(chǎng)考察，得出統(tǒng)一的結(jié)論:雅礱江兩河口電站，是四川省大江、大河中非常難得的一個(gè)優(yōu)秀電源點(diǎn)。

緊接著，成勘院受水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院和雅礱江流域水電開發(fā)公司的委托，對(duì)該地區(qū)的水電規(guī)劃和兩河口電站的開發(fā)方式進(jìn)行研究，于2002年12月，成勘院就提出了《兩河口水電站開發(fā)方式研究報(bào)告》。并先后編制和完成了《兩河口水電站可行性研究正常蓄水水位選擇》、《兩河口電站可行性死水位及裝機(jī)選擇》報(bào)告等一系列專題報(bào)告，確定兩河口電站設(shè)計(jì)裝機(jī)300萬千瓦，總庫(kù)容108億方的工程規(guī)模。

兩河口設(shè)計(jì)常務(wù)副設(shè)總金偉說，2014年9月，應(yīng)該值得紀(jì)念的日子:雅礱江上兩河口電站正式通過國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn)。

精心設(shè)計(jì) 科學(xué)管理

兩河口電站從20世紀(jì)60年代普查開始到經(jīng)國(guó)家核準(zhǔn)，歷經(jīng)半個(gè)世紀(jì)。

幾十年的勘察、設(shè)計(jì)和論證表明:雅礱江兩河口建電站，有優(yōu)越地形、地質(zhì)條件，但是，有人們難以想象的設(shè)計(jì)難度和困難。

首先，是大壩設(shè)計(jì)難度。工程位于高海拔區(qū)(平均海拔3000米)，高地震裂度和高寒山區(qū)。設(shè)計(jì)大壩為礫石土心墻堆石壩，最大壩高達(dá)295米，擋水高度在同類壩型中世界第一，為世界最高的土石壩之一，填筑方量達(dá)4200萬方，國(guó)內(nèi)外尚無成熟的經(jīng)驗(yàn)可借鑒。

對(duì)工程設(shè)計(jì)面臨的巨大挑戰(zhàn)是:壩體各區(qū)應(yīng)力變形協(xié)調(diào)問題、濕化變形問題、壩料蠕變問題、壩體高應(yīng)力和大變形等等問題應(yīng)運(yùn)而生……。

其次，是邊坡設(shè)計(jì)難度。兩河口電站大壩所在區(qū)域河谷狹窄，岸坡陡峻，樞紐區(qū)高邊坡均為1級(jí)邊坡，200米級(jí)及以上的工程高邊坡共7個(gè)，最高邊坡606米，是世界第三高邊坡。邊坡主要巖性為砂板巖，卸荷和裂隙發(fā)育，邊坡設(shè)計(jì)難度極大。

第三，建筑材料研究難度。兩河口工程使用土料場(chǎng)多，且土料場(chǎng)位置分散，運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，大部分土料、礫石需改善力學(xué)性能。為此，成勘院在設(shè)計(jì)中，針對(duì)心墻防滲土料的料源選擇及特性開展了大量試驗(yàn):對(duì)土料摻合施工工藝進(jìn)行大膽的研究；對(duì)壩料合理規(guī)劃與優(yōu)化進(jìn)行調(diào)配研究；對(duì)高寒地區(qū)高石壩心墻施工技術(shù)問題等進(jìn)行了大量的專題研究等等……。將設(shè)計(jì)運(yùn)用到工程設(shè)計(jì)，施工建設(shè)之中，取得了可喜的成效。

第四，是泄洪系統(tǒng)建筑物設(shè)計(jì)難度。兩河口電站泄洪建筑物的安全直接對(duì)流域整體安全影響巨大。具有水頭高、泄量大、河谷窄、岸坡陡、泄洪功率高、下游河道及岸坡抗沖擊能力較低等特點(diǎn)，成為高山峽谷泄洪消能設(shè)施難度之最!

第五，施工總布置和場(chǎng)內(nèi)交通難度。由于電站都處在海拔2600米的高原地帶，施工交通及場(chǎng)地布置條件極差，基本沒有可以直接利用的場(chǎng)地，這給施工場(chǎng)地布置設(shè)計(jì)帶來極大困難。另外樞紐區(qū)道路長(zhǎng)達(dá)129公里，隧洞占到50%以上，達(dá)到國(guó)內(nèi)水電工程場(chǎng)內(nèi)交通布置量最高水平。成勘院的設(shè)計(jì)人員，只有邊設(shè)計(jì)、邊查勘，反復(fù)比對(duì)多次才確定方案。

為了克服兩河口電站工程在地質(zhì)、環(huán)境、氣候等諸多方面的影響，成勘院幾十年來，一直未中斷對(duì)兩河口電站的設(shè)計(jì)。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，成勘院分別對(duì)兩河口電站的壩址地質(zhì)平面、剖面進(jìn)行了多次實(shí)地測(cè)繪；同時(shí)進(jìn)行鉆探、鉆孔聲波段測(cè)試；對(duì)巖石進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)、物理水壓、水質(zhì)試驗(yàn)以及巖體變形、結(jié)構(gòu)等試驗(yàn)；對(duì)石料進(jìn)行破碎、高壓、密度測(cè)試；對(duì)土料進(jìn)行力學(xué)、分散性、粘土礦化，X射線分析等等。數(shù)以萬計(jì)的試驗(yàn)、測(cè)試、查勘、分析數(shù)據(jù)充分證明:電力科技工作者對(duì)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)與態(tài)度，對(duì)電站設(shè)計(jì)的認(rèn)真與執(zhí)著。

實(shí)施工程設(shè)計(jì)質(zhì)量終身制

兩河口項(xiàng)目常務(wù)副設(shè)總金偉介紹說:兩河口電站從20世紀(jì)60年代初到工程核準(zhǔn)，時(shí)間就長(zhǎng)達(dá)幾十年之久。這幾十年中，成勘院分別從地質(zhì)、氣候、交通、樞紐、建筑物、材料、泄洪、邊坡、廠房、施工布置、技術(shù)、移民等對(duì)多項(xiàng)工程分類進(jìn)行深入研究和設(shè)計(jì)，形成了60余個(gè)專題和報(bào)告，取得了近70余個(gè)科研成果。這些成果的取得，是全國(guó)10余家科研機(jī)構(gòu)和超過20個(gè)水電大專院校共同參與設(shè)計(jì)的碩果。

為了確保兩河口電站的設(shè)計(jì)質(zhì)量，該院把兩河口電站工程作為全院一號(hào)重點(diǎn)工程對(duì)待，兩河口電站設(shè)總、院總工程師余挺每季度都帶領(lǐng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)親臨兩河口電站現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)工作。在院內(nèi)從人員、技術(shù)、資金、物資等各方面給予充分的保障，并在該項(xiàng)目上推行工程設(shè)計(jì)質(zhì)量終身負(fù)責(zé)制。(建立誰主管、誰設(shè)計(jì)、誰負(fù)責(zé)的工程質(zhì)量責(zé)任終身負(fù)責(zé)制)，讓工程質(zhì)量檔案與責(zé)任人掛鉤，相伴一生。從源頭上確保設(shè)計(jì)建設(shè)質(zhì)量的安全保障體系。

除此之外，成勘院結(jié)合施工實(shí)際，在一些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)、施工管理等崗位，例如勘察與設(shè)計(jì)，安全與質(zhì)量崗位實(shí)行相互配合責(zé)任制、相互監(jiān)督，在某些工程領(lǐng)域進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)警示，從而提高各崗位人員的責(zé)任意識(shí)。

為了確保兩河口電站從設(shè)計(jì)到全面竣工投產(chǎn)的順利，成勘院把經(jīng)驗(yàn)豐富、身體強(qiáng)壯、責(zé)任意識(shí)強(qiáng)，能長(zhǎng)期吃苦耐勞的工程技術(shù)和管理人員選派到兩河口電站項(xiàng)目部。由于工程地處高原，年齡也是選用主要設(shè)計(jì)人員考慮的因素，即在兩河口電站全面投產(chǎn)的2023年之前，要確保設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的穩(wěn)定。按金總的話說:參與兩河口工程的員工，既要有水平，又要有經(jīng)驗(yàn)，身體還要好、年齡也要合適!可以看出:成勘院黨委對(duì)兩河口電站建設(shè)的重視程度。

開發(fā)綠色水電 服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)

采訪中，記者了解到，兩河口水電站是雅礱江中下游控制性龍頭電站，干流與支流鮮水河匯合，壩前匯入慶大河，在這里建壩，天然地成為一壩鎖三江。最終設(shè)計(jì)方案:總裝機(jī)300萬千瓦。電站竣工后，正常蓄水位庫(kù)容達(dá)101．5億立方米，調(diào)節(jié)庫(kù)容65．6億立方米，庫(kù)容系數(shù)31%，是多年調(diào)節(jié)電站。平枯水期平均出力113萬千瓦，枯水期平均出力121．9萬千瓦，枯水期出力與豐水期平均出力相近，因此，兩河口電站成為改善四川電源結(jié)構(gòu)的重要電源點(diǎn)。

金總介紹:兩河口電站，作為龍頭水庫(kù)，水庫(kù)補(bǔ)償效益十分顯著。通過水庫(kù)調(diào)節(jié)，可使壩址處設(shè)計(jì)枯水期平均流量由213 m3/s提高到570 m3/ s，可提高168%。這樣一來，可增加下游雅礱江梯級(jí)電站(包括牙根一級(jí)、牙根二級(jí)、楞古、孟地溝、長(zhǎng)拉、錦屏一級(jí)、二級(jí)、官地、二灘、桐子林等11級(jí)梯級(jí)電站)多年平均發(fā)電量102萬千瓦量。平枯期電量224．87億千瓦時(shí)。設(shè)計(jì)枯水年平枯期平均出力444．7萬千瓦。從而使四川電網(wǎng)水電站群的枯水年枯水期平均出力大幅增加?？蓽p少系統(tǒng)水電群棄水量48．3萬千瓦時(shí)，較大幅度地提高全省水資源利用水平。

此外，從宏觀角度去考慮，兩河口水電站的補(bǔ)償效益還可以延伸到金沙江干流下游段的烏東德、白鶴灘、溪洛渡及向家壩，以及長(zhǎng)江干流三峽及葛洲壩?？稍黾咏鹕辰闪飨掠味蔚臑鯑|德、白鶴灘、溪洛渡及向家壩4個(gè)梯級(jí)電站多年平均發(fā)電量51．77億千瓦時(shí)，平枯期電量96．43億千瓦時(shí)，枯水期平枯期平均出力187．1萬千瓦時(shí)；可增加長(zhǎng)江三峽和葛洲壩水電站多年平均年發(fā)電量15．17億千瓦時(shí)，平枯期電量20．02億千瓦時(shí)，枯水年平均出力42．1萬千瓦。

記者了解到，兩河口工程壩址和庫(kù)區(qū)涉及甘孜藏族自治州雅江、道孚、理塘、新龍4個(gè)縣，主要是藏族聚居區(qū)，同屬四川貧困山區(qū)。兩河口電站的建成，對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)發(fā)揮積極的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2010—2020年，四川累計(jì)新增GDP的貢獻(xiàn)率分別為3．63%、3．05%、

3．22%，可拉動(dòng)四川省經(jīng)濟(jì)增速0．36、0．30、0．32個(gè)百分點(diǎn)。對(duì)甘孜州來說，2010—2020年間，累計(jì)新增GDP貢獻(xiàn)率分別為30．4%、30%，可拉動(dòng)全州經(jīng)濟(jì)增速4．55%、4．51%百分點(diǎn)。

兩河口水電站建設(shè)期間，可為甘孜州級(jí)財(cái)政每年增加營(yíng)業(yè)稅收入2 954．63萬元，為雅江縣增加營(yíng)業(yè)稅及附加稅收入5 170．60萬元。從開工到竣工累計(jì)13中，上繳地方稅收總額將達(dá)10．9億元人民幣?？蓭?dòng)直接就業(yè)8．42—1

2．44萬人，間接就業(yè)19．19萬人。

雅礱江上的兩河口電站建設(shè)，極大地改善了民族地區(qū)，貧困山區(qū)群眾的生活、生存條件。對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用。通過開發(fā)性移民，移民地區(qū)的基礎(chǔ)建設(shè)、生產(chǎn)、生活條件向前跨了一大步的同時(shí)，當(dāng)?shù)厝罕娪肢@得了更好的發(fā)展機(jī)遇。雅礱江流域水電開發(fā)公司為落實(shí)國(guó)家“全面建成小康社會(huì)”的奮斗目標(biāo)作出了重要貢獻(xiàn)。

(責(zé)任編輯:姚國(guó)壽)