在改变与革新中勇攀拱坝技术高峰
来源:成都院 作者:张敬 时间:2018-08-28 字体:[ ]

金亚洲官网 www.seosaloon.com “世异则事异,事异则备变”,《韩非子·五蠡》如是说。1976年成都院院成立的二滩工程处下设坝工室,1978年底迎来了改革开放的大潮,坝工室从成立之初,就面临社会的巨大变革,在40年的改革历程中多次调整,但不断变革求新求发展的核心没变。

时代之变,催生内部变革

二滩水电站是成都院在二十世纪七、八十年代进行前期勘测设计、九十年代进行施工设计并建设,是我国改革开放后,部分利用外资采用国际招标建设机制,在二十世纪建成的最大水电站。二滩工程处也正是在这样的历时条件下成立的,在二滩设计建设过程中,在各方面均有一定的变化。

思想观念的变化带来工作主动性的变化。在建国之初的计划经济体制下,以计划管理为主,我们的工作更多的是被动的安排。随着改革开放的不断深入,深刻的认识到改革开放的必要性和光明的前景,在思想上真正得到解放,工作由被动变为主动。

工作模式的变化拓宽了技术交流渠道。二滩工程建设中,国际上的著名坝工专家与我国的坝工专家组成了特别咨询组,先后对工程进行了十次特别咨询,同时,业主还聘请了美国哈扎顾问公司、挪威AGN公司作为业主的咨询商对工程建设作全面咨询。设计院充分利用咨询机会,与国外专家进行各种技术交流,这些技术交流对二滩设计起到非常大的作用,促使我们充分吸取国外拱坝建设经验,拓宽了设计思路。

建设模式的变化引入了新的施工技术和工艺。二滩工程采用国际招标,国际承包商在施工中采取了很多新技术、新工艺,例如混凝土的生产系统布置,大坝闸墩环形锚索施工,砼浇筑层厚采用厚层浇筑,大坝的接缝灌浆技术等,成都院在配合施工,吸收技术融入设计之中,取得了很好的效果。

扎实的科技攻关,推动了建设规模的突破。二滩是一座跨越式的里程碑工程,国内首座突破200米大关的大坝,也是成都院设计的首座拱坝,这种突破不是建立在成都院已有工程经验的基础上,而是在一个全新的领域树立了标杆。在招标及以后的阶段,利用二滩国际招标建设体制的机遇,充分利用科研攻关成果和大量研究采纳国内外专家的咨询建议,进一步优化了设计,但在招标设计之前,各方面的设计和技术论证工作,必须依靠自身。得益于良好的工作机制和大量的科研投入,在“七五”和“八五”科技攻关中,系统的开展了高拱坝筑坝关键成套技术研究,这些研究成果很好的指导了工程设计,如果没有这些研究,没有这些创新,很难想象用“摸着石头过河”的方式来设计我国首座特高坝。

主动求变,挑战最高难度

如果说成都院设计二滩拱坝是被放在了特定时期的浪头,那么后来成功设计沙牌拱坝、溪洛渡拱坝、锦屏一级拱坝、大岗山拱坝,则是主动追求成为时代的弄潮儿的体现。有了二滩拱坝的成功经验,有了成体系的拱坝设计技术和手段,不断挑战最高难度。

沙牌拱坝是当时世界上最高的碾压混凝土拱坝,是迈向100米级以上高碾压混凝土拱坝筑坝技术新台阶的里程碑工程,也是成都院首座碾压混凝土拱坝工程。通过技术攻关,提出了诱导缝开裂分析的理论依据和开裂的判别方法,深化了诱导缝设置的理论,提出了一套适用于碾压混凝土拱坝的单回路重复灌浆系统,解决了碾压混凝土拱坝结构设计、温控防裂和施工控制的关键问题。成功建成的沙牌拱坝经受住汶川特大地震考验,被誉为“最牛大坝”。

溪洛渡拱坝作为当时世界第二高拱坝,是综合设计难度最大的拱坝工程,具有总水推力大、地震烈度高、坝身泄量大、泄洪功率大的特点。作为成都院设计的首个突破1000万千瓦的巨型工程,攻克了特高拱坝结构抗裂和整体稳定的安全控制难题,构建了特高拱坝防震抗震设计方法与安全评价体系,实现了特高拱坝抗震安全的有效控制,创建了特高拱坝施工动态反馈设计技术和运行安全评价体系,研发了施工地质信息精准采集与三维建模技术,开发了拱坝施工动态仿真精细分析与三维协同设计程序,实现了特高拱坝运行安全的有效掌控。

锦屏一级拱坝不仅是世界上最高的拱坝,也是地形地质条件最复杂的拱坝,具有高山峡谷、高拱坝、高边坡、高地应力、高水头及深部卸荷等 “五高一深”的特点,是“技术难度最大、施工环境最危险、施工布置难度最大、建设管理难度最大”的巨型水电工程。通过开展深切河谷复杂地质条件高陡边坡稳定分析与控制技术研究,确保了施工期边坡开挖及危岩体治理的安全。通过非对称拱坝体形设计及结构防裂设计技术,解决了复杂地质条件特高拱坝设计难题。采用高拱坝坝身表、深孔水流空中无碰撞泄洪消能技术,显著减轻了泄洪雾化的范围和强度,解决了深山峡谷地区特高拱坝泄洪消能安全与泄洪雨雾控制的突出问题。

大岗山拱坝是抗震设防烈度最高的高拱坝工程,开创了在高强度地震区近地震断裂带建设高坝大型水电站的先例,引领了我国乃至世界水电工程抗震设计和建设管理技术的发展。

转变观念,提供优质服务

在计划经济体制下,加之我国筑坝技术是一个逐步成熟发展的过程,因此原来设计工作更加侧重安全性和结构功能性。随着时代的变迁,环境的变化,改革的深入,技术的提升,设计思路也在不断变化和完善,在保证结构安全的前提下,充分考虑方案的经济性、可实施性、环境协调性,主动开展设计优化,提供更优质更全面的服务。

沙牌拱坝作为碾压混凝土拱坝,为给全断面碾压创造条件,坝身不设泄水孔口。为节约工程投资,紧凑布置,采用永临结合布置,即将一条导流洞改为泄洪洞。通过大量计算和试验研究,首次采用短压力进口旋流竖井泄洪洞。旋流竖井泄洪洞的成功建设,不但为后续工程提供工程依据,而且在“5.12”汶川地震中为水库放空,确保下游安全发挥巨大作用。

溪洛渡拱坝应用300米级高混凝土拱坝合理建基面研究与应用的成果开展优化设计,优化方案较可研推荐方案减少基础开挖约161万立方米,减少坝体混凝土约113万立方米,直接投资节约近7亿元,节省工期约4个月,间接收益达40亿,经济效益十分显著。

孟底沟工程,考虑到当前电力市场条件,为进一步提高雅砻江孟底沟水电站竞争力,按照“依法依规,科学合理,有序推进”的总体工作思路,在确保工程安全的前提下,全方位、全专业开展设计优化工作。通过两年、两轮设计优化,孟底沟水电站上网电价为0.293元每千瓦时,其中,枢纽建筑物减少投资约4.7亿元,优化设计效果显著。

技术升级,推进改革创新

没有相应的技术作为支撑,设想不能转变为方案,方案不能落实到工程,作为设计者,在改革创新过程中,就是要不断的提升和磨砺自己的技术,以技术升级去扎实推进改革创新。

学习新的技术,并应用到设计工作中,是要紧随时代变化和科技进步不断进行。通过学习和尝试,已经具备了大型三维非线性的静动力计算能力,掌握了三维设计等新的设计工具,将来还会涌现更多的新技术,还是需要学习才能掌握,需要应用才会吃透。

技术总结和提炼,是技术不断前进的重要途径。实践是检验真理的唯一标准,通过已建工程的经验总结,让技术体系化的循序渐进发展。将总结的有益经验和技术固定下来并纳入设计规范体系,对推动行业技术进步有很好的促进作用。

作为领跑者,前瞻性的探索研究才能给我们提供源源不断的前进动力。在不断的学习、总结和研究中,逐步建立了以合理建基面的研究方法与评价准则选择、复杂地形地质条件体形设计、结构应力分析与安全准则、坝肩抗滑稳定分析、抗震设计分析评价体系、复杂地质条件基础处理加固理论与方法体系设计、泄洪消能设计的试验研究论证方法与评价体系、复杂地质条件高边坡稳定分析及加固设计、混凝土材料研究和温控防裂设计分析评价体系、基于CATIA平台的三维仿真设计平台等为主体的高混凝土坝筑坝技术体系,成为成都院的核心技术。

孙子曰:“兵无常势,水无常形,能因敌变化而取胜者,谓之神?!笔贝诜⒄?,科技在进步,思想在改变,不变的是我们顺应发展潮流的不断改革与创新的精神。在新时代新的发展机遇与挑战下,只有不断总结经验,勇敢开拓,才能不断攀登新的高峰。

 

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