烏東德大壩:精品工程背後的質量故事

2020-10-14 中國三峽集團

烏東德大壩建設以來,全壩採用低熱水泥混凝土,溫控措施得力,施工質量優良,未出現一條溫度裂縫,打破過去大體積混凝土「無壩不裂」的「魔咒」。國家可再生能源發電工程質量監督站常務副站長黎揚佳評價說:「烏東德大壩稱得上是真正意義上的無縫大壩。」

烏東德水電站自籌建以來,在三峽集團和全體參建單位共同努力下,形成覆蓋全員、全過程、全方位的全面質量管理體系,參建各方職責明確,各項質量標準和技術規程不斷完善,體系健全運行有效,工程質量優良。

▲ 烏東德大壩下遊面形象 攝影:許健

建設者們不斷查找問題,持續完善組織管理體系建設,貫徹落實質量責任終身制,狠抓混凝土生產源頭控制,改進、提升、固化混凝土澆築振搗、止水和預埋件、外觀質量控制等方面施工工藝,在創建無溫度裂縫大壩和精品工程過程中,留下很多寶貴經驗和感人故事。

牽住「牛鼻子」,推進「大質量」

全局規劃、精心設計是工程成功建設的關鍵,也是質量控制的核心環節。早在烏東德工程籌建階段,三峽集團就抓住「設計」這個「牛鼻子」,提出「設計是質量控制源頭與核心」。籌建初期,烏東德工程建設部主任楊宗立潛心抓規劃布置、謀劃頂層設計,與設計單位一道共同創新管理模式,開展一系列基於項目管理的大質量工作組織結構優化設計。

▲ 烏東德水電站首批機組投產發電儀式 攝影:許健

大型工程建設,過去一般都是由設計單位曬藍圖送到工地,施工單位邊施工邊優化。烏東德「大質量」管理模式形成後,採取「白圖預審」工作模式,由設計單位先出白圖送工地預審,由參建各方討論修改後再出藍圖。為此,業主定期召開設計聯絡會、專題會和月例會,參建單位結合現場各種情況,全面提出意見,設計白圖經過修改完善後,再出施工藍圖。

「白圖預審的最大好處是不折騰。提前審核就是把質量控制的關口前移,我們集中國內各方面智慧,對白圖提出優化意見,綜合各方意見再進行修改,最後形成藍圖,保證整個項目一張藍圖繪到底,這為保障後續工程施工質量提供了根本保證。」長江設計院烏東德設計代表處陳東斌說。

陳東斌表示,在三峽集團主導下,烏東德在國內水電行業首次推行限額設計和優化設計考核,按年兌現獎勵,最大限度地調動設計院的積極性,鼓勵設計單位不斷挖潛,拿出既保證工程安全又方便施工,而且經濟實惠的設計方案。通過這種限額設計、優化設計的考核機制,優化了質量,節省了投資,方便了施工,實現業主、設計、施工單位多方共贏。

烏東德工程對設計質量要求極高,甚至是嚴苛。「必須要有匠心設計,才能幹出精品工程來,而且我們所有的設計方案是基於工程全生命周期價值最大化來確定的。」談起設計質量把控,楊宗立娓娓道來。

按照限額設計、優化設計的考核辦法,在三峽集團推動下,長江設計院根據現場情況,對大壩不設導流底孔、尾導改建優化、水墊塘和二道壩結構優化等一系列技術問題進行深化研究,開展一系列設計創新,攻克了一項項世界級難題,在地質勘察、水工設計、施工技術、機電製造等方面提升中國乃至世界水電科技發展水平,彰顯大型水電工程智能建造的「中國智慧」。烏東德水電站也因此成為中國從水電大國穩步進入水電強國的標誌性工程。

▲ 烏東德大壩智能建造屏幕快照

創新促精品,集中出優勢

作為中國能源高質量發展的重要支撐性工程,烏東德水電站工程質量事關國計民生。優質、安全、高效地建好這一大國重器,從一開始就成為參建各方的共同目標。三峽集團會同參建各方始終將工程質量放在首位,推動質量管理革新,工程實體質量優良。安全監測與初期運行表明:工程多項關鍵指標優於設計值和國內同類工程。

「合抱之木,生於毫末;九層之臺,起於累土」,烏東德精品大壩、精品機電都是由一倉倉混凝土、一條條焊縫鑄就的,精品工程背後凝聚著無數建設者的辛勤汗水,述說著他們克難攻堅的故事。

為確保烏東德大壩實現無溫度裂縫,三峽集團針對大壩混凝土澆築涉及的所有專業,提前一年謀劃,制訂80多項配套管理制度,還聘請清華大學、中國水科院等單位作為技術支撐,成立大壩灌漿、金屬結構、混凝土澆築、溫度控制等「一條龍」服務的科研小組。

烏東德大壩全壩採用低熱水泥,為澆築無溫度裂縫大壩提供了基本保證,參建各方開展一系列智能技術和數位化管理,助推無縫大壩建設。為了推進大壩高效優質建設,開發施工質量管理APP、研究並提出大規模採用4.5米大升層施工技術、中表孔檢修門槽一期直埋技術、表孔溢流面一次成型技術等,減少優化施工工序,提高澆築效率,有力保證了混凝土澆築質量。

▲ 烏東德大壩智能灌漿系統正在安裝 攝影:許健

「冬季對常溫混凝土澆築採取嚴格溫控措施,夏天雨季通過APP智能監控,確保大壩澆築質量達到優良標準。同時,全壩段採用無蓋重固結灌漿,有效防止混凝土出現裂縫。」在烏東德建設部大壩部工程師喬雨眼裡,大壩質量保障措施無處不在。

在質量管理中,烏東德工程參建各方採取「事前、事中、事後」全過程管控和檢查評價手段,開展樣板工程創建等多項活動,嚴格控制混凝土生產、運輸、澆築、養護、溫控等各環節質量要求。每一倉大壩混凝土,每一條壓力鋼管焊縫,每一個隱蔽角度的攝像頭,都蘊含著建設者的管理智慧。

「工程質量可靠、優良、耐久,這是『內』的體現,是不容置疑的。水電工程都是百年大計、千年大計,不能幾十年推倒重來,還要講究『精』,要精準、精細、精緻、精心,這是『外』和『表』的體現。只有內外兼修、統一,才能由外及內,達到精品工程的基本要求,兩者缺一不可。」楊宗立說。

加大資源投入,從不放過細節

精品砂石骨料才能拌出優質混凝土,精準質量管理和精細施工工藝才能確保澆出精品大壩。烏東德大壩就是從一個個質量細節抓起,正是這一項項過程控制最終鑄就精品工程。

烏東德大壩混凝土從毛料開採到骨料加工、再到通過纜機輸送拌合料到澆築倉面,是「一條龍」生產線。為了滿足精品工程要求,三峽集團對粗、細骨料關鍵技術指標提出嚴於國家標準的技術要求,同時還新增了細骨料「微粒含量」等控制指標。

▲ 烏東德左岸電站4號機轉子吊裝施工 攝影:許健

施期砂石系統投產初期,細骨料部分指標未達到優質骨料要求,現場立即成立攻堅小組,制訂多種調試方案,圍繞方案開展半個月試驗,直到滿足精品砂石指標要求。粗骨料方面,改進料場源頭到整個工藝環節,一是按層設計爆破參數,精細控制毛料粒徑,二是精細調整破碎、篩分工藝,最終全部滿足粗骨料生產要求。

起初,大壩澆築中出現「泌水」現象。參建各方迅速組建攻堅小組,並及時到倉面共同分析,查癥結、找對策。為解決大壩混凝土3種粉煤灰與1種外加劑的適應性問題,歷時三個月,在反覆試驗和總結的基礎上,最終確定大壩混凝土外加劑配方,成功解決混凝土「泌水」問題。

夏季是使用粉煤灰的高峰期,粉煤灰常常供不應求。對於運到現場的粉煤灰,質量規範要求是從3車當中選1車取樣抽查,但是烏東德工地做到每車必檢,不放過任何一個影響質量的細小環節。

「很多大壩澆築選用好幾種粉煤灰,這樣澆出來的大壩往往是大花臉。好鋼用在刀刃上,烏東德大壩堅持同倉選用一種粉煤灰,大壩從腳到頂都是銀灰色,看上去非常漂亮!」談起大壩,烏東德工程建設部大壩部工程師李果非常自豪。

除了大壩混凝土澆築,另一個讓烏東德工程建設者無比自豪的項目是灌漿工程。大壩灌漿歷來被稱為「良心工程」,過去水泥漿液流量、密度等關鍵數據無法精準掌控,記錄儀由施工單位自備自管,容易滋生「灌漿造假」行為,既造成投資增加,又影響灌漿質量。烏東德灌漿工程怎麼做?2015年灌漿工程啟動之前,參建各方總結水電工程過去的教訓,認為「抓住記錄儀,才是抓住關鍵」。為了杜絕施工中可能出現的造假行為,烏東德工程建設部決定,由業主出資統一採購專業廠家灌漿記錄儀,聘請廠家負責記錄儀使用的率定、維護工作,同時配合記錄儀現場管理,實現灌漿隱蔽工程的「陽光化」。「這樣就抓住了良心工程的重點,記錄儀能真實記錄灌漿量。在這裡,業主、設計、監理、施工等單位平等交流,結成責任、命運、利益共同體,大家發揮主人翁精神,共同為烏東德工程建設服務,自覺為工程質量作貢獻。」烏東德工程建設部地厂部工程師朱鋒表示。

接下來,三峽集團又全面創新並應用智能灌漿技術,研發應用水泥灌漿智能控制技術和成套裝備,配套開發智能水泥灌漿系統,實現灌漿實時監控和可追溯性,也節省了人工投入,提升了施工效率,推動了灌漿裝備和技術創新進步。

▲ 烏東德大壩智能灌漿設備及現場監控 攝影:袁磊

監理工程師是工程質量的「啄木鳥」,他們集中優勢護航精品工程。西北諮詢在右岸地下電站廠房建設過程中,每當生產進度與質量安全發生矛盾時,他們應對的招數就是「集中力量辦大事」。

在西北諮詢公司內部,他們長期推行人才共享機制,發揮全院技術優勢,遇到施工關鍵部位和重要階段,立即從公司基地和其他工地抽調有經驗的工程師到烏東德,保障重點、保證質量、促進進度。

「施工中常常遇到施工單位有素質差別很大的甲乙丙三個班組,我們協助施工單位集中優勢力量攻堅克難,加大資源投入,用好技術熟練班組,促進後進班組,共同達到質量優質標準。」三峽發展烏東德監理中心總監助理邢海燕說。

技術創新持續為質量優良保駕護航,烏東德工程實現了優質高效建設無裂縫拱壩的目標。烏東德全壩採用無蓋重固結灌漿,避免了混凝土長間歇;全生命周期的智能建造,打造全過程混凝土施工精細化管控;全面創新並應用智能灌漿技術,達到隱蔽工程的「陽光化」;創造了單壩段年最大上升高度122米、全壩年平均上升高度90米的最高紀錄,連續兩年實現混凝土澆築進度「雙百」和質量安全「雙零」目標,真正做到大壩「溫度控制、間歇期、相鄰高差、全壩段高差、懸臂高度」等溫控防裂五項指標全面滿足設計要求。

▲ 烏東德大壩下遊面形象 攝影:許健

今年汛期,烏東德水庫已成功蓄水至965米。監測表明,目前大壩各項性能指標均優於設計監控值,工作性態優良。烏東德無縫大壩經受住了高水頭和全面洩洪考驗,成為名副其實的精品工程。

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