從長江走向世界!看三峽集團水電工程建設(shè)管理能力
三峽集團作為中國最大的清潔能源集團、世界上最大的水電開發(fā)企業(yè),知水、用水、護水,致力于大型水電的開發(fā)建設(shè)與運行,引領(lǐng)中國水電“走出去”。三峽集團因三峽工程而生,因三峽工程而強,繼而進軍金沙江,并開啟“走出去”步伐,在這個過程中,經(jīng)歷重重磨礪與鍛造,在實踐中積累經(jīng)驗,不斷吸收、消化、創(chuàng)新,形成了獨特而強大的水電工程建設(shè)管理能力,也正是這種能力,成為了中國水電“走出去”的一個強有力支撐。
從三峽到金沙江堅持傳承與創(chuàng)新
2002年,國家授權(quán)三峽集團滾動開發(fā)建設(shè)金沙江下游向家壩、溪洛渡、白鶴灘、烏東德四座巨型水電站。這四座電站總裝機規(guī)模達4646萬千瓦,多年平均發(fā)電量約1900億千瓦時。
“建設(shè)三峽、開發(fā)長江”。繼三峽工程后,三峽人選擇了溯江而上,在金沙江下游,用四個巨型水電站,連成一串水電明珠。四個電站形態(tài)各異又相輔相成,從不同角度詮釋著三峽集團水電工程建設(shè)能力的繼承與提升。
攝影:高峰
向家壩水電站是金沙江下游河段梯級水電站規(guī)劃的最末一個梯級,電站以發(fā)電為主,同時改善航運條件,兼顧防洪、灌溉,并具有攔沙和對溪洛渡水電站進行反調(diào)節(jié)等作用。向家壩水電站于2006年11月正式開工,2012年10月10日下閘蓄水,11月5日首臺機組發(fā)電,2014年7月機組全部投產(chǎn)發(fā)電。
在工程建設(shè)上,向家壩水電站面臨著大型地下廠房開挖建設(shè)、超長骨料輸送、大單機容量機組等系列難題。向家壩水電站單機容量為80萬千瓦,為目前世界上最大水電單機容量機組。面對重重困難,三峽建設(shè)者繼承發(fā)揚三峽工程建設(shè)的經(jīng)驗與精神,優(yōu)質(zhì)高效地完成了電站建設(shè),實現(xiàn)了電站如期投產(chǎn)。值得一提的是,向家壩水電站下游緊臨水富縣城區(qū)和云天化公司生產(chǎn)廠區(qū),如何解決電站泄洪霧化對其影響,三峽人進行了深入思考。經(jīng)過周密論證與設(shè)計,采用了帶跌坎的底流消能方案,并建成了世界上最大的兩個大型泄洪消力池,大大降低了泄洪霧化影響。
除向家壩外,由于地形條件等因素,溪洛渡、烏東德、白鶴灘水電站均采取拱壩設(shè)計。如何建造這種與重力壩壩型完全不一樣的拱壩,三峽人迎難而上,繼承三峽工程建設(shè)的優(yōu)良傳統(tǒng),充分發(fā)揮主觀能動性,在金沙江上創(chuàng)造了中國拱壩建造的新輝煌。
2016年9月26日,三峽集團溪洛渡水電站榮獲“菲迪克2016年工程項目杰出獎”,成為全球21個獲獎項目中唯一的水電項目。這一有著國際工程咨詢行業(yè)“諾貝爾獎”之稱的殊榮,代表著業(yè)界對溪洛渡水電站、對中國水電的高度認(rèn)可和充分肯定。這也是繼三峽工程之后,三峽集團在水電工程建設(shè)管理領(lǐng)域再次獲得世界認(rèn)可。
攝影:王連生
“菲迪克”為何選擇溪洛渡?權(quán)威媒體在解讀獲獎背后的成功之道時,在眾多因素中不約而同地提到一項關(guān)鍵技術(shù):iDam1.0拱壩智能建造系統(tǒng)。在溪洛渡水電站建設(shè)過程中,三峽集團組織科研團隊,基于互聯(lián)網(wǎng)“全面感知、真實分析、實時控制”的智能管控原理,集網(wǎng)絡(luò)、硬件、軟件、參建各方和專家團隊等資源為一體,研發(fā)出iDam1.0拱壩智能建造系統(tǒng)。依托現(xiàn)代化的信息和管理手段,三峽建設(shè)者實現(xiàn)了對溪洛渡大壩建設(shè)的全方位控制與管理,保證了工程的施工質(zhì)量和大壩的運行安全。溪洛渡數(shù)字大壩與智能化建設(shè),有效解決了300米級特高壩優(yōu)質(zhì)高效建設(shè)的世界級難題,創(chuàng)造出溪洛渡水電站澆筑混凝土680萬立方米,卻未出現(xiàn)溫度裂縫的世界紀(jì)錄,確保了大壩安全高效建設(shè)和長期穩(wěn)定運行。中國工程院院士張超然表示,溪洛渡水電站榮獲“菲迪克”獎,是國際工程咨詢界對三峽集團大型水電工程建設(shè)管理能力的全面認(rèn)可。借助科技和信息化手段,實現(xiàn)高拱壩建設(shè)管理模式的革新并取得開創(chuàng)性成果,是溪洛渡工程對中國水電開發(fā)的一大貢獻。2015年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上,《300米級溪洛渡拱壩智能化建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)》榮獲國家科技進步獎二等獎。
“智能大壩”這一理念與技術(shù),在條件更為復(fù)雜的烏東德和白鶴灘水電站得到繼承并提升。2015年全面開工建設(shè)的烏東德水電站,地處干熱河谷地區(qū),施工區(qū)大風(fēng)頻發(fā),大壩混凝土溫控防裂問題尤其突出,在溪洛渡智能大壩建造的基礎(chǔ)上,烏東德水電站正在進一步研發(fā)實施的拱壩建造2.0版,在感知、分析、控制方面有諸多創(chuàng)新性提升,以實現(xiàn)特高拱壩建設(shè)過程中的全面感知、真實分析和實時控制,并首次全壩混凝土全面應(yīng)用低熱水泥,全面做好大壩混凝土溫控防裂措施。截至2017年9月14日,烏東德大壩首倉進行澆筑的8號壩段半年內(nèi)已“長高”55.5米,超過大壩“身高”的五分之一,施工質(zhì)量良好。白鶴灘水電站在承襲溪洛渡工程“智能大壩”先進建設(shè)理念的基礎(chǔ)上,提出了“智能建造”的理念。“智能建造”貫穿整個工程的全生命建設(shè)周期,通過實施“智能建造”,借助先進的感知、分析和控制技術(shù),確保在復(fù)雜施工環(huán)境和不斷變動的人的活動影響下,整個建造過程處于持續(xù)穩(wěn)定可靠狀態(tài),消除各種不確定因素,實時分析現(xiàn)場情況、預(yù)測變化趨勢,進而采取相應(yīng)措施進行調(diào)控,實現(xiàn)對整個工程建造過程的全方位把控,有效解決白鶴灘水電站拱壩的技術(shù)及管理問題,保證工程安全、優(yōu)質(zhì)建成。
除“智能建造”,在復(fù)雜地質(zhì)條件下建設(shè)300米級高拱壩、高地應(yīng)力條件超大規(guī)模地下洞室群開挖支護、千米高邊坡地質(zhì)穩(wěn)定與施工安全、高地震烈度、高水頭大流量泄洪消能、壩基層間層內(nèi)錯動帶穩(wěn)定和滲漏處理、壩基柱狀節(jié)理玄武巖變形控制、百萬千瓦級水電機組制造安裝等,烏東德、白鶴灘水電站建設(shè)過程中一系列世界級難題的解決,在地下工程、壩工技術(shù)和裝備制造等方面都將促進中國乃至世界在大水電、大機組,遠距離高電壓輸電和自動化、信息化、智能化等現(xiàn)代技術(shù)的創(chuàng)新運用邁上新的臺階,進一步鞏固和提升中國水電行業(yè)在世界的引領(lǐng)地位,助力“中國制造2025”。
可以預(yù)見的是,幾年之后,兩座更加“聰明”的智能大壩將在金沙江上崛起,托起中國水電建設(shè)的新高度。
此外,值得一提的是,三峽集團金沙江下游的水電開發(fā),不僅僅是水電工程建造技術(shù)的傳承與創(chuàng)新,更是對三峽質(zhì)量與安全理念的傳承與創(chuàng)新。在金沙江上,三峽人始終把質(zhì)量和安全放在首位,從向家壩到溪洛渡到白鶴灘到烏東德,水電工程的建設(shè)始終傳承著三峽質(zhì)量文化,以建設(shè)世界一流精品工程為目標(biāo),堅持“雙零”管理目標(biāo),強化質(zhì)量檢查與監(jiān)督,不斷完善管理體系,打造水電行業(yè)質(zhì)量典范。堅持以實現(xiàn)本質(zhì)安全為目標(biāo),牢固樹立生命紅線和安全發(fā)展理念,創(chuàng)新安全管理模式,全面落實安全生產(chǎn)責(zé)任,打造本質(zhì)安全型工程。
這種質(zhì)量與安全先行的理念與實踐,也充實著三峽集團水電工程建設(shè)能力,結(jié)合“五大”發(fā)展理念,傳承“科學(xué)民主、求實創(chuàng)新、團結(jié)協(xié)作、勇于擔(dān)當(dāng)、追求卓越”的三峽精神,堅持“四個一”的水電開發(fā)理念,三峽集團正把更多的水電工程建設(shè)成為精品工程、創(chuàng)新工程、綠色工程、民生工程、廉潔工程。
從三峽升船機到向家壩升船機
再造國之重器
2016年9月18日,三峽工程建設(shè)的收官之作——三峽升船機正式進入試通航階段。
攝影:陳臣
三峽升船機是三峽工程的永久通航設(shè)施之一,是目前世界上規(guī)模最大的單線一級全平衡式垂直升船機,其驅(qū)動機構(gòu)采用齒輪齒條爬升型式,安全機構(gòu)采用長螺母柱-旋轉(zhuǎn)短螺桿型式,具有提升高度大、提升重量大、上游通航水位變幅大和下游水位變化速率快等特點,是世界上技術(shù)難度和規(guī)模最大、運行工況復(fù)雜、安全穩(wěn)定和可靠性要求高、而又缺乏相應(yīng)工程實踐的升船機工程。
三峽升船機被形象地稱為“船舶電梯”。升船機運行時,承船廂與其中的水和船一同提升過壩,總重量高達15500噸,最高可提升113米。三峽升船機過船規(guī)模和提升重量兩大指標(biāo)均居世界首位。通過三峽升船機,只需約37分鐘,3000噸級船舶就可以完成近40層樓房高度的垂直升降。
作為世界上規(guī)模最大、技術(shù)和施工難度系數(shù)最高的升船機。在沒有先例和參考標(biāo)準(zhǔn)的情況下,三峽集團大膽創(chuàng)新,攻堅克難,完成了這一世界奇跡。
中國工程院院士、國務(wù)院三峽樞紐工程質(zhì)量檢查專家組組長和三峽升船機工程驗收專家組組長陳厚群表示,作為我國第一個齒輪齒條爬升式垂直升船機、世界上技術(shù)難度和規(guī)模最大的三峽升船機工程,突破了建設(shè)中的一系列技術(shù)難題。其在整個建設(shè)過程中所創(chuàng)造和積累的豐富經(jīng)驗,必將對我國今后建設(shè)、運用類似升船機提供寶貴借鑒,這也是世界升船機工程建設(shè)中有里程碑意義的貢獻。
值得書寫的是三峽升船機包括承船廂、齒輪、齒條等在內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備幾乎都由中國企業(yè)生產(chǎn),中國制造由此實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。
借鑒三峽升船機,三峽集團在金沙江建起了又一民生工程——向家壩升船機。向家壩升船機布置在向家壩水電站的左岸,采用全平衡齒輪爬升螺母柱保安式一級垂直升船機,全長1530米,其過船規(guī)模為1000噸級,最大提升高度114.2米,是目前世界上提升高度最高的升船機。具有提升高度高、提升重量大、下游水位變化速率快的特點,是目前世界上技術(shù)難度最大的在建升船機之一。它的建成對提升金沙江流域航運能力有著舉足輕重的意義。2017年9月8日,向家壩升船機完成了首次帶船試驗。
縱觀三峽升船機建設(shè)歷程,從上個世紀(jì)50年代研究論證開始,到1995年決定緩建,到2008年正式復(fù)建,到試通航,半個多世紀(jì)以來,三峽升船機從藍圖變?yōu)楝F(xiàn)實的道路并不平坦,但三峽建設(shè)者憑著百折不回的意志,繼三峽工程之后的又一典范工程樹立了中國水電和長江航運的新高度。從三峽到向家壩,三峽人通過不斷創(chuàng)造、創(chuàng)新,建設(shè)能力不斷提升,站在了升船機建造領(lǐng)域的頂端。三峽集團公司機電工程局副局長、升船機項目部負(fù)責(zé)人吳小云表示:“目前,我們已經(jīng)掌握了世界先進的升船機技術(shù)。如果其他國家有升船機的建造需求,三峽升船機可以實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的走出去,站上行業(yè)價值鏈的最高端!”
從呼蓄到長龍山
開啟抽水蓄能新征程
抽水蓄能作為一種清潔能源生產(chǎn)方式,利用電力負(fù)荷低谷時的電能抽水至上水庫,在電力負(fù)荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電,可將電網(wǎng)負(fù)荷低時的多余電能,轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時期的高價值電能,是我國實現(xiàn)電力系統(tǒng)節(jié)能減排和清潔化、智能化發(fā)展的必然選擇。三峽集團致力于打造國際一流清潔能源集團,在抽水蓄能電站建設(shè)領(lǐng)域取得長足進展。
呼和浩特抽水蓄能電站(簡稱呼蓄電站)作為內(nèi)蒙古自治區(qū)的第一座大型抽水蓄能電站,是三峽集團投資建設(shè)的第一個抽水蓄能電站,建成投產(chǎn)后將對調(diào)節(jié)蒙西電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行發(fā)揮重要作用。呼蓄電站總裝機容量120萬千瓦,2014年11月10日,呼蓄電站1號機組投產(chǎn)發(fā)電。2015年6月23日,呼蓄電站全部投產(chǎn)發(fā)電。
呼蓄電站的建設(shè),是三峽集團闊步進軍抽水蓄能的重要一步,也是抽水蓄能工程建設(shè)能力提升的重要一步。2014年3月5日,呼蓄電站上水庫破冰后,初期運行效果顯著。尤其是上水庫瀝青混凝土面板經(jīng)歷了室外攝氏零下40多度的考驗依舊完好無損,這意味著國產(chǎn)抗低溫混凝土技術(shù)已達世界頂尖水平。這種瀝青混凝土面板,是國內(nèi)最新研制的抗低溫混凝土技術(shù),它的凍斷溫度平均值為-46℃,這是世界抗低溫混凝土能夠承受的最高值。
長龍山抽水蓄能電站是三峽集團繼呼蓄電站之后,投資開發(fā)的第二座抽水蓄能電站。至此,三峽集團作為我國最大的清潔能源集團,開始全面進入抽水蓄能領(lǐng)域。
長龍山電站位于浙江省安吉縣天荒坪鎮(zhèn)境內(nèi),為日調(diào)節(jié)純抽水蓄能電站,規(guī)劃安裝6臺單機容量35萬千瓦的單級單轉(zhuǎn)速立軸混流可逆式抽水蓄能機組,總裝機容量為210萬千瓦。額定水頭高達710米,是我國機組額定水頭最高的抽水蓄能電站。長龍山電站的開發(fā)建設(shè),標(biāo)志著我國在抽水蓄能電站設(shè)計、施工、裝備制造等領(lǐng)域邁上新臺階。
長龍山抽水蓄能電站建在經(jīng)濟發(fā)達、山清水秀地區(qū),安吉是習(xí)近平總書記提出“青山綠水就是金山銀山”重要思想的起源地區(qū)和實踐載體。為把長龍山電站建設(shè)成一個綠色環(huán)保的抽水蓄能電站,實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的和諧,三峽集團在深入學(xué)習(xí)和理解“兩山”思想內(nèi)涵的基礎(chǔ)上,組織參建各方提前謀劃,在規(guī)劃、建設(shè)和運行全生命周期中如何全面落實好、實踐好生態(tài)環(huán)保的理念,研究技術(shù)和管理措施,將施工對環(huán)境的影響減到最低。在工程實施過程中建立了綠色制度體系,努力從建設(shè)過程到最終結(jié)果都真正實現(xiàn)綠水青山,并讓綠水青山呈現(xiàn)經(jīng)濟價值及社會價值,變成金山銀山。目前長龍山抽水蓄能電站工程建設(shè)進展順利,供水、供電等施工輔助工程按計劃推進;上水庫工程石方開挖料爆破試驗、碾壓試驗全面啟動;有序開展引水隧洞長斜井開挖的技術(shù)準(zhǔn)備;地下廠房一層開挖支護全部完成,洞室開挖爆破試驗基本完成。
從國內(nèi)到國外引領(lǐng)世界水電建設(shè)
在引領(lǐng)國內(nèi)水電建設(shè)的同時,三峽集團通過集成與創(chuàng)新,也把中國水電建設(shè)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)帶出了國門。
沐若水電站是馬來西亞沙撈越州政府推動的第一個大型水電站項目,也是三峽集團實施“走出去”戰(zhàn)略的首個項目,由三峽集團全程負(fù)責(zé)該項目設(shè)計、采購和施工。這意味著三峽人開始對外輸出建造技術(shù)了,帶領(lǐng)著三峽標(biāo)準(zhǔn)走出去。2016年,馬來西亞沐若項目獲得2016年度中國電力優(yōu)質(zhì)工程獎(境外)。該獎項的獲得,彰顯了三峽集團水電行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的集成能力和核心競爭力。
2015年,在幾內(nèi)亞央行發(fā)行的新版貨幣中,最大面值的2萬幾內(nèi)亞法郎紙幣上,赫然印上了由三峽集團中水電公司承建的幾內(nèi)亞最大在建工程凱樂塔水利樞紐工程的效果圖。凱樂塔水電站于2012年4月18日正式開工,是幾內(nèi)亞境內(nèi)最大的能源項目,被譽為幾內(nèi)亞的“三峽工程”。
2016年當(dāng)?shù)貢r間1月10日,三峽集團巴基斯坦卡洛特水電站主體工程開工。卡洛特水電站是“一帶一路”首個水電大型投資建設(shè)項目,也是“中巴經(jīng)濟走廊”首個水電投資項目。
2016年1月20日,三峽集團中水電對外公司簽署幾內(nèi)亞蘇阿皮蒂水電站項目EPC總承包合同,工程目前正緊張進行中。
同時三峽集團承建的烏干達伊辛巴水電項目、哈薩克斯坦圖爾古松水電站項目、秘魯圣加旺III水電站項目等正在緊張建設(shè)中。巴基斯坦科哈拉水電項目是"中巴經(jīng)濟走廊"的優(yōu)先實施和積極推動項目……在世界范圍內(nèi),三峽集團輸出著水電工程建設(shè)技術(shù),用三峽經(jīng)驗、三峽標(biāo)準(zhǔn)打造著一個個他國的“三峽工程”。

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