“深層涌水量從每秒46.97升降至每秒0.15升，降幅99.7%，淺層涌水量從每秒154.21升降至每秒12.44升，降幅91.9%，壩后長(zhǎng)觀孔及壩基滲壓計(jì)觀測(cè)值普遍下降15米，最大下降22米，大壩滲漏問(wèn)題終于成功解決了，效果還遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出預(yù)期”。
看到一年來(lái)的奮斗成果，項(xiàng)目經(jīng)理唐玉書和常務(wù)副經(jīng)理王曉飛臉上難掩勝利的笑容，站在曾經(jīng)的大壩涌水點(diǎn)，他們不禁長(zhǎng)長(zhǎng)舒了一口氣。
12月15日，這一天對(duì)于項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)注定難忘，經(jīng)過(guò)461天的緊張施工，瀘定水電站壩基補(bǔ)強(qiáng)帷幕灌漿工程終于畫上了圓滿的句號(hào)，同時(shí)這也填補(bǔ)了我國(guó)“高水頭下”大壩深厚覆蓋層壩基防滲處理的空白，為其他類似深厚覆蓋層基礎(chǔ)處理技術(shù)積累了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。
大壩之下暗流涌動(dòng)
大渡河，岷江最大支流，發(fā)源于青海玉樹果洛山南麓，經(jīng)川西北高原、橫斷山地，在四川盆地匯入岷江，流域內(nèi)水量豐沛、河谷狹窄、落差巨大，蘊(yùn)藏著富饒且可開發(fā)的水力資源，這里也因此成為全國(guó)第五大水電基地。
大渡河上游和中游的分界點(diǎn)瀘定縣，河水更加兇猛，不斷地拍擊著河谷兩岸，波濤滾滾，響聲震天，時(shí)而像紅軍飛奪瀘定橋時(shí)密集的槍炮聲般激昂，時(shí)而如直沖云霄的纖夫號(hào)子聲般豪壯。自瀘定橋沿河溯游而上，約兩公里左右，一座大壩傲然屹立，巍峨橫亙于大渡河上，這便是瀘定水電站。如今，水電基礎(chǔ)局在這里又一次創(chuàng)造了新的奇跡。
瀘定水電站是大渡河水電基地的重要電站之一，是大渡河干流水電規(guī)劃的第12個(gè)梯級(jí)電站。靜臥在峽谷之間的巍峨大壩，猶如一雙巨手，馴服了狂野的河水猛獸。蓄積的水被源源不斷的送到右岸地面廠房，變?yōu)殡娔堋?/p>
這座粘土心墻堆石壩，建筑于深達(dá)150多米的覆蓋層上。150米，地表到基巖的距離，廣布著因?yàn)楹恿鳑_積堆積等原因形成的松散堆積、沉積物，透水性程度高低不一。要在這類地質(zhì)條件下修建大壩攔水擋水蓄水，如果不對(duì)易透水、滲水的地層進(jìn)行處理，將會(huì)嚴(yán)重影響大壩質(zhì)量和運(yùn)行安全。
保證大壩牢固，就必須要從地面向下修建相當(dāng)于50層樓高的防滲體系，構(gòu)筑一道結(jié)實(shí)的保護(hù)屏障。
為了解決大壩防滲的問(wèn)題，電站修建之初，在大壩的所在的河床部位設(shè)計(jì)了一道最大深度110米的垂直混凝土防滲墻和四排灌漿帷幕，四排灌漿帷幕主要解決地下110米到150米地層的防滲問(wèn)題。而在大壩的兩岸部位也同時(shí)進(jìn)行了基礎(chǔ)處理，主要由混凝土防滲墻和基巖帷幕灌漿組成。建設(shè)期間，為早日實(shí)現(xiàn)工程投產(chǎn)發(fā)電，對(duì)河床段帷幕灌漿進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化，調(diào)整減少了防滲墻外上下游側(cè)兩排孔，進(jìn)行了防滲墻內(nèi)兩排灌漿孔的施工。
在電站安全運(yùn)營(yíng)兩年后，大壩右岸量水堰下游開始出現(xiàn)滲水。滲漏的地面慢慢發(fā)生塌陷，水流量也漸漸增大，涌出較多的壩體的灰黑色細(xì)顆粒，且出現(xiàn)地面開裂、河床塌陷等變形情況。通過(guò)檢測(cè)判定為大壩深層的原帷幕灌漿防滲體在電站運(yùn)營(yíng)后承較高的水壓，帷幕體局部受到破壞所致。
下游河道涌水出現(xiàn)后，華電公司瀘定水電站高度重視，第一時(shí)間進(jìn)行排查，選擇專業(yè)隊(duì)伍進(jìn)場(chǎng)處理。水電基礎(chǔ)局受業(yè)主委托，第一時(shí)間對(duì)涌水點(diǎn)和涌水區(qū)域進(jìn)行了壓重反壓、排水減勢(shì)的應(yīng)急處理措施。經(jīng)過(guò)應(yīng)急處理，涌水含砂有明顯改善，涌水出口未再出現(xiàn)塌陷。后續(xù)又經(jīng)過(guò)4次類似的滲漏應(yīng)急處理，情況都有所好轉(zhuǎn)，但無(wú)法根治滲水問(wèn)題。
量身定制“手術(shù)方案”
為什么大壩滲漏問(wèn)題屢治屢范？
頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳的應(yīng)急處理方案猶如揚(yáng)湯止沸，要想根治就得對(duì)大壩進(jìn)行“心臟手術(shù)”——對(duì)深厚覆蓋層壩基防滲再處理。
在電站大壩以下75米的深度，一條496米長(zhǎng)，3.5米寬的廊道穿大壩而過(guò)，這就是大壩的手術(shù)部位。
手術(shù)方案要么把庫(kù)內(nèi)蓄水棄掉，減少蓄水對(duì)施工的影響，這會(huì)降低手術(shù)難度，但會(huì)造成比較大的發(fā)電經(jīng)濟(jì)損失；要么不影響電站正常運(yùn)營(yíng)，在庫(kù)內(nèi)蓄水情況下手術(shù)，這無(wú)疑會(huì)增加施工難度，但對(duì)電站經(jīng)濟(jì)損失較小，經(jīng)過(guò)綜合權(quán)衡，最終采用了后者。
大壩廊道內(nèi)的“心臟手術(shù)”相較于常規(guī)的帷幕灌漿施工，首先面臨的是施工空間受到限制，就像被窩里耍拳——有勁使不上。其次蓄水帶來(lái)了一定的水壓，等同于頭上頂著60多米高的“大水盆”，同時(shí)因?yàn)閴误w深層防滲體遭受破壞，產(chǎn)生了動(dòng)水、涌水，對(duì)本就不利的施工條件來(lái)說(shuō)猶如雪上加霜。
在施工期間，水電基礎(chǔ)局總經(jīng)理、黨委副書記韓偉先后3次到施工現(xiàn)場(chǎng)了解項(xiàng)目施工進(jìn)展，同時(shí)就面臨的問(wèn)題提出具體指導(dǎo)意見，他強(qiáng)調(diào)，“要解決好大壩滲漏問(wèn)題，就要解決好高水頭、深厚覆蓋層、動(dòng)水、涌水這些‘卡脖子’問(wèn)題，要從新工藝、新材料、新技術(shù)上發(fā)力，逐個(gè)擊破面臨的困難”。
如何破局？項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在公司領(lǐng)導(dǎo)和專家的指導(dǎo)下，按照施工工序開展了一系列試驗(yàn)。
廊道位于60米的水面?zhèn)认路?，在施工鉆孔時(shí)就要承受來(lái)自側(cè)上方水壓，鉆孔過(guò)程中出現(xiàn)涌水、涌砂，對(duì)施工造成很大的影響，如果不加以處理，整個(gè)廊道都會(huì)被涌水涌沙淹沒(méi)。同時(shí)涌砂將進(jìn)一步對(duì)深層地質(zhì)造成破壞，此外覆蓋層不像基巖那樣完整，由沙子和大小不一的石頭組成，鉆孔后的孔壁特別容易坍塌，要保證孔壁穩(wěn)定，就要解決護(hù)壁問(wèn)題。
團(tuán)隊(duì)研發(fā)特種泥漿護(hù)壁鉆孔，平衡孔內(nèi)涌水壓力，使巖屑、沉渣上浮，循環(huán)帶出，形成一定泥皮厚度起到護(hù)壁穩(wěn)定的加重泥漿，抵消了孔下涌水的壓力。
而在壩基廊道內(nèi)開孔后就面臨60米的水沖壓力，這時(shí)特種泥漿的自重所形成的的漿柱壓力不足以抵抗涌水壓力，特種泥漿的優(yōu)勢(shì)尚不能發(fā)揮，為防止涌水涌砂溢出孔口，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在孔口安裝特制的孔口封閉裝置。解決了高壓水頭的鉆孔工藝問(wèn)題。
在灌漿環(huán)節(jié)，區(qū)別于常規(guī)的“孔口封閉、孔內(nèi)循環(huán)、自上而下分段” 的灌漿方法，此次，團(tuán)隊(duì)采用改良“套閥管”工藝進(jìn)行超深覆蓋層灌漿。由于工程鉆孔灌漿施工最深達(dá)到152米，孔深較深，“套閥管”的自身重量較大，為了避免“套閥管”下設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)異常情況，對(duì)“套閥管”管材、膠套和套殼料進(jìn)行了改良，確保了深孔“套閥管”工藝的成功應(yīng)用。
在動(dòng)水條件下，灌注的漿液在水流沖刷下難以留存，難以保證其強(qiáng)度和耐久性。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研發(fā)了復(fù)合灌漿材料及速凝抗沖膏漿，保證了槳液凝結(jié)時(shí)間短、早期強(qiáng)度高的特性，漿液凝結(jié)時(shí)間能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)施工條件，灌入地層后能夠在較短的時(shí)間內(nèi)留存在滲漏通道內(nèi)，封堵滲漏通道。針對(duì)河床段覆蓋層分布了多層砂層分布問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)研發(fā)并應(yīng)用高強(qiáng)度納米級(jí)灌漿材料，該漿材為無(wú)毒無(wú)味環(huán)保材料，解決了砂層防滲問(wèn)題。
經(jīng)過(guò)前后為期兩個(gè)月不斷的試驗(yàn)、論證、試驗(yàn)、論證，最終驗(yàn)證了方案可行，一切準(zhǔn)備就緒，大家都甩開了膀子，磨刀霍霍，準(zhǔn)備大干一場(chǎng)。
大壩愈合“天衣無(wú)縫”
方案的可行性終于通過(guò)了。2020年9月11日，瀘定電站河床段壩基深厚覆蓋層補(bǔ)強(qiáng)帷幕灌漿工程正式開工，拉開了項(xiàng)目全面施工的序幕。
進(jìn)入全面施工，項(xiàng)目又即將迎來(lái)新的考驗(yàn)。
在試驗(yàn)期間，水電基礎(chǔ)局調(diào)配了精干力量集中攻關(guān)，對(duì)傳統(tǒng)的施工工藝從技術(shù)、材料、工序方面進(jìn)行了全面創(chuàng)新。而以前擁有豐富經(jīng)驗(yàn)的灌漿老手，如今要當(dāng)起新學(xué)徒，所有的施工內(nèi)容都要從頭學(xué)起。而新技術(shù)對(duì)操作手的學(xué)習(xí)能力要求又比較高，成了一些老工人邁不過(guò)去的“一道坎”。進(jìn)入全面施工階段，部分老工人畏難情緒較重，主動(dòng)放棄學(xué)習(xí)新技術(shù)的機(jī)會(huì)，因此施工人員流失十分嚴(yán)重。
施工高峰期，項(xiàng)目人員近200余人，老工人的流失有近100人，人員成為了項(xiàng)目亟待解決的問(wèn)題，項(xiàng)目試驗(yàn)成功了，要全面推進(jìn)、規(guī)模化施工，就得復(fù)制經(jīng)驗(yàn)。
“已經(jīng)全面開工2個(gè)月了，施工進(jìn)展如蝸牛一般緩慢，工期滯后1個(gè)月，人員進(jìn)進(jìn)出出、留不住，工程怎么干？”此時(shí)的情形猶如火上眉梢，原本的試驗(yàn)的成就感被當(dāng)下的人員流失問(wèn)題沖淡全無(wú)，王曉飛日思夜想，夜不能寐。
“雖然人員流失嚴(yán)重，但是大部分是初次接觸新工藝的工人，而項(xiàng)目的骨干力量都留下來(lái)了，當(dāng)務(wù)之急要采取辦法盡快讓工人掌握理解新的工藝”。經(jīng)過(guò)分析，他把每日生產(chǎn)會(huì)變?yōu)榕嘤?xùn)課堂，同時(shí)在施工現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)講解糾偏。
“李師傅，你看現(xiàn)在設(shè)個(gè)涌水壓力稍微大一點(diǎn)，你就要把特殊泥漿的比例調(diào)大一點(diǎn)，泥漿比重要根據(jù)涌水壓力進(jìn)行隨時(shí)調(diào)整”，在廊道施工作業(yè)面，王曉飛總會(huì)來(lái)回穿梭看著機(jī)組人員的操作情況。
在人員配備上，由于每個(gè)機(jī)組是25人，他根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，每機(jī)組配備9名技術(shù)骨干，重點(diǎn)加強(qiáng)這9名骨干的技術(shù)培訓(xùn)，每天早會(huì)就在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)交流。經(jīng)過(guò)3個(gè)月的磨合，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)終于穩(wěn)定了，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)進(jìn)入正軌，施工也開啟了加速度。
今年3月初，施工效果逐步顯現(xiàn)，深層涌水量和淺層涌水量每天都在下降。經(jīng)過(guò)半年施工，見到了一點(diǎn)曙光，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)繃緊的神經(jīng)，終于稍稍松了一些。
施工效果出現(xiàn)后，國(guó)家能源局大壩中心、四川省能源監(jiān)管辦公室、水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、業(yè)主華電集團(tuán)、設(shè)計(jì)單位中國(guó)電建成都院專家先后到現(xiàn)場(chǎng)查看施工進(jìn)展，對(duì)水電基礎(chǔ)局的專業(yè)能力給予了高度肯定。
10月11日，隨著第二排灌漿施工完成，深層涌水流量降至每秒6.04升，降幅達(dá)87.1%，淺層涌水量每秒降至74.17升，降幅達(dá)51.9%，整體效果超出預(yù)期。
12月15日，項(xiàng)目全面完工，深層涌水降幅99.7%，淺層涌水降幅91.9%，意味著大壩手術(shù)圓滿成功。
對(duì)于王曉飛來(lái)說(shuō)，從暗流涌動(dòng)到天衣無(wú)縫，461個(gè)日夜，每個(gè)日夜都像在搶關(guān)奪隘。這次手術(shù)的圓滿完成，不僅解決了瀘定大壩滲漏的問(wèn)題，在我國(guó)深厚覆蓋層的防滲處理方面也儲(chǔ)備了成套的技術(shù)。
雄關(guān)漫道真如鐵，而今邁步從頭越！此刻，他站立于瀘定大壩之上，看著大渡河煙波浩渺，滔滔河水激蕩在他的心間。
勝利的曙光照耀在臉上，溫暖之至，他終于能夠靜下心來(lái)，傾聽大渡河的潮聲，那聲音仿佛是勝利的交響樂(lè)，是奮斗的鳴奏曲......
瀘定水電站大壩全景
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)取出的巖心進(jìn)行分析
大壩處理前涌水點(diǎn)涌水情況
大壩處理后涌水點(diǎn)情況
評(píng)論