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金沙江畔中國人造了一座世界級“地下城”

  本網(wǎng)訊(黃克瑤 朱靜霞)金沙江上,一座攔河大壩屹立于兩山之間,下閘蓄水后,壩前水位漸漲。世界規(guī)模最大地下洞室群——白鶴灘水電站地下洞室群正接受江水“檢閱”。

  

  ▲白鶴灘水電站航拍圖 攝影:謝雷

  在山體里建造“地下城”

  這座世界級“地下城”,藏于兩岸山體之中,總長度達(dá)217公里,相當(dāng)于從上海到寧波的距離,洞室開挖量達(dá)2500萬立方米,可以填滿2個(gè)西湖。

  

  ▲白鶴灘水電站布局示意圖 (資料圖片)

  城市交通阡陌縱橫,這里也一樣。160余條交通洞織出巨大迷宮,左右兩岸“主殿”——地下廠房,長達(dá)438米,高度近90米,相當(dāng)于30層樓高,跨度34米,為世界之最,是16臺百萬千瓦機(jī)組的“棲息之地”。

  

  ▲左岸地下廠房 攝影:張勇

  

  ▲右岸地下廠房 攝影:張禾

  白鶴灘水電站,是世界在建規(guī)模最大水電站,水輪發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量100萬千瓦,穩(wěn)居世界第一。

  在考慮發(fā)電水頭、發(fā)電量、技術(shù)可行性等多種因素的基礎(chǔ)上,作為容納機(jī)組的洞室,這座“地下城”的規(guī)模在設(shè)計(jì)之初便已確定。

  世界級的規(guī)模,對應(yīng)的是世界級的建設(shè)難度。

  在金沙江狹窄的V型河谷里建發(fā)電廠房,空間有限,只能轉(zhuǎn)戰(zhàn)兩岸山體,與極其復(fù)雜的地質(zhì)條件“作戰(zhàn)”。

  但近萬名建設(shè)者僅用4年,就建好了這座“地下城”。他們是如何做到的?

  在石頭上雕刻精品

  時(shí)間追溯到2014年,地下廠房啟動(dòng)首層開挖。

  彼時(shí),規(guī)模與地質(zhì)條件的雙重考驗(yàn),令開挖圍巖穩(wěn)定性問題尤為突出?!暗叵聫S房里要放機(jī)組,首先必須保證安全性。而圍巖穩(wěn)定,是保證安全的關(guān)鍵因素。”三峽集團(tuán)白鶴灘工程建設(shè)部地下廠房項(xiàng)目部副主任專業(yè)師孫會想說。

  七年后,孫會想指著一張照片,向記者展示建設(shè)者如何“破題”:“你看,開挖爆破后留在巖壁上的一條條規(guī)整痕跡,如人工雕刻一般,意味著爆破精準(zhǔn),半孔率很高?!?/p>

  

  ▲邊墻開挖效果

  巖石爆破前,要先鉆孔,放置炸藥。爆破完成后,最完美的情況,是鉆孔殘留一半,另外一半被炸掉,也即"半孔"。半孔越多,說明對周邊巖體的破壞程度越小,爆破施工質(zhì)量越好。

  孫會想介紹,“為實(shí)現(xiàn)這一精細(xì)爆破,我們采取微量化裝藥的方式,根據(jù)巖石的特性,個(gè)性化分層分區(qū)地進(jìn)行爆破,從而保證巖體穩(wěn)定,開挖面體形精準(zhǔn),堪稱在石頭上雕刻出精品。”

  

  ▲地下廠房開挖中

  2018年12月,右岸地下廠房建設(shè)者現(xiàn)場巡視發(fā)現(xiàn):受軟弱錯(cuò)動(dòng)帶不良地質(zhì)條件影響,廠房南側(cè)局部圍巖發(fā)生了變形。

  白鶴灘工程建設(shè)部聯(lián)合設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工四方人員,第一時(shí)間成立圍巖應(yīng)急加固先鋒小組,“我們就是地下工程的“耳目”,是圍巖穩(wěn)定的‘吹哨人’,一旦發(fā)現(xiàn)巖體穩(wěn)定問題,就要立馬發(fā)出預(yù)警,快速處理,有效應(yīng)對。我們連續(xù)一個(gè)多月24小時(shí)不間斷值守巡查,踏遍右岸每一條相關(guān)洞室和每一處危險(xiǎn)區(qū)域。最后一個(gè)夜班,最后的排架拆掉后,我們幾個(gè)當(dāng)班的組員才在一個(gè)條凳上趴著瞇了一會兒,大家都很疲憊,但睡得很香,因?yàn)槲覀儎倮?。”親歷者孫會想憶道。

  地下洞室的爆破開挖不是結(jié)束,地質(zhì)條件復(fù)雜多變,背后更需要眾多建設(shè)者的日日檢查巡視。于是,地下洞室安全穩(wěn)定的“秘訣”,就藏在這峽谷洞室間,存在于建設(shè)者幾千個(gè)日夜的默默守護(hù)里。

  

  ▲地下廠房施工中 攝影:謝雷

  讓混凝土澆出“免裝修”

  安全穩(wěn)定的地下洞室開挖完成,大體積混凝土澆筑挑戰(zhàn)緊隨其后。

  地下廠房橋機(jī)最大起重量達(dá)1300噸,牽引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪吊裝時(shí),需要巖壁梁來承擔(dān)這樣巨大的荷載,但凡巖壁梁混凝土澆筑不密實(shí)不緊固有一絲缺陷,后果難以想象。

  每一臺機(jī)組蝸殼外部要澆筑數(shù)千方的大體積混凝土。如若澆筑不實(shí),流水沖刷震動(dòng)會影響機(jī)組壽命;但若澆筑超量,則會導(dǎo)致蝸殼位置發(fā)生抬動(dòng)或偏轉(zhuǎn),影響機(jī)組安裝的精準(zhǔn)度。

  

  ▲機(jī)組蝸殼 攝影:趙洋

  進(jìn)水塔、主變室、出線樓,這些都是設(shè)備安裝的關(guān)鍵部位,其結(jié)構(gòu)混凝土必須體形精準(zhǔn)、外光內(nèi)實(shí)、無裂無缺。

  面對這些乃至更多的挑戰(zhàn),2020年白鶴灘水電站年度質(zhì)量安全會議上,地下廠房提交了一份高質(zhì)量混凝土澆筑成績單。其中,“建筑外立面混凝土平整光滑,呈現(xiàn)免裝修效果”成為最大亮點(diǎn)。

  

  ▲主變室混凝土免裝修效果

  “混凝土澆筑不好,不光是顏色深淺不一,還可能出現(xiàn)氣泡和錯(cuò)臺等缺陷,這在我們白鶴灘是絕對不允許的?!睂O會想說道?!拔覀兊叵露词依锏倪@些建筑物外立面光滑細(xì)膩,混凝土直接澆出,后期不用裝修就已經(jīng)有陶瓷般的觸摸感,達(dá)到工業(yè)裝修的美感,這就是所謂的免裝修?!?/p>

  奧秘是什么?——精益求精,追求極致。

  “免裝修效果的達(dá)成得益于我們在澆筑模板的選型,結(jié)構(gòu)的布置,分倉澆筑的工藝、后期養(yǎng)護(hù)等方面的一系列措施,格外重視每一個(gè)細(xì)小環(huán)節(jié)?!睂O會想說道。

  比如模板的選擇,常規(guī)的鋼模板可以重復(fù)利用,可一旦多次使用模板變形,便會導(dǎo)致澆出的混凝土坑坑洼洼。在白鶴灘,建設(shè)者選用了只可使用兩次的模板,以此保證澆筑的平整與光滑。再如建筑物的直角部分,很容易在拆模時(shí)損壞,于是采取了圓弧導(dǎo)角的方案。“這些都是建筑物永久的外立面,我們不僅著眼的是當(dāng)下的施工,也是希望它擁有高質(zhì)量保存長久的壽命周期?!?/p>

  從2014年地下洞室開挖至今,這一世界級“地下城”達(dá)到了高質(zhì)量精品目標(biāo),其規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理等方面的措施,填補(bǔ)了我國在復(fù)雜地質(zhì)條件下建造巨型地下洞室群的技術(shù)空白,成為我國基礎(chǔ)設(shè)施建造水平在世界上的又一強(qiáng)有力“代言人”。

  本文圖片除署名外,均為資料圖片。