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赞比亚最高大坝长成记
下凯富峡水电站大坝碾压混凝土浇筑完成
来源:水电十一局 作者:李金平 王建贞 时间:2020-05-29 字体:[ ]

在非洲中南部的高原地区,有这样一个国家,它身处内陆,却雨量丰沛,动植物多样;它还显贫穷,却治安良好,社会和谐;它自然资源丰富,却一直饱受电力短缺的困扰,这就是被称为铜矿之国的赞比亚。为了补上电力的短板,赞比亚决定在凯富埃河上修建40年来首座大型水电站——下凯富峡水电站,工程由世界水电第一品牌——中国电建承建。

时间就像“一带一路”上远渡重洋的风帆,坚强而又势不可挡。2年的精心“培育”,一座高130米的大坝已经在神奇的凯富埃河峡谷里拔地而起。2020年4月16日早上6点,当清晨的第一缕阳光洒向峡谷时,下凯富峡水电站大坝最后一仓碾压混凝土顺利收盘,大坝碾压混凝土全线封顶。

鲜红的旗帜在朝阳下熠熠闪光。中国电建十一局的员工们一手抓疫情防控,一手抓大坝浇筑,迎来了这一期待已久的时刻。

快速建坝:下好施工方案优化的“先手棋”

下凯富峡水电站装机容量75万千瓦,是赞比亚40年来投资开发的第一座大型水电站,也是目前为止赞比亚最大的单体基础建设项目,电站发电后,将提高赞比亚现有电力的38%,满足未来5到10年赞比亚国内电力需求,为赞比亚矿业、农业发展提供稳定的电力保障。水电站设计坝高138米,混凝土浇筑总量130万方,优化后坝高130.5米,混凝土浇筑总量121万方,工程坝型为碾压混凝土重力坝,是赞比亚碾压混凝土大坝之最。

2018年6月6日,水电站大坝首仓碾压混凝土开浇,赞比亚各大媒体竞相报道,万众瞩目。

良好的开端是成功的一半,而另一半却历经坎坷。“地形以山区为主,大坝地形边坡陡峭,入仓道路修筑困难,由于皮带机到货较晚,中国电建十一局项目部认真研究优化施工方案,在EL488.2以下采用汽车入仓,为皮带机架设运行争取时间。”项目总工程师靳俊杰介绍:“当高程到达EL488.2的时候,原先的汽车入仓已经彻底无法实现,皮带机只有右坝肩部分具备运行条件,于是又在右岸安装集料平台才顺利实现了混凝土的连续浇筑。”

兵马未动,粮草先行。赞比亚的工业基础薄弱,建筑材料的产能很较低,加上交通不便运输能力有限,一个下凯富峡水电站就吸纳了有效运输范围内的全部水泥产能,而且还时常紧缺,粉煤灰供应项目部迅速求变,专人盯点,将粉煤灰装袋用平板车运输,彻底解决了粉煤灰罐车不足运输困难等问题。大坝浇筑水泥所必需的粉煤灰是火力发电厂的产物,赞比亚没有,需要从工业较为发达的南非进口。由于供不应求,价格持续飙升,从大坝浇筑开始短短几个月的时间,水泥价格已经上调了三次。为保证原材料水泥供应充足,项目部超前筹划,在水泥供货协议中,要求除了施工现场存储之外,还要在水泥厂内另设一座5000吨存量的存储楼,保证了水泥的供应。

另一方面,项目部通过优化配合比设计和骨料级配,在保证混凝土强度和性能的基础上减少胶凝材料用量;从国内海运过来的高效外加剂,为混凝土质量提供了可靠保障。

“因为融资受阻,大坝开盘时间推迟,要想如期完成必须重新倒排工期,混凝土拌合能力也需要相应调整。”砂石拌合作业处处长李元常说:“好在我们充分利用了当地的低温黄金季节,提高拌合强度,在保证质量的前提下满足了现场浇筑要求。”项目碾压混凝土日供应量最高达到9000方,砂石料的日供应量达到10000吨,大坝形象日新月异。

智能建坝:给混凝土浇筑装上“大脑”

下凯富峡大坝的坝体由实心的碾压混凝土建成,与普通浇筑混凝土不同,碾压混凝土的施工过程要复杂得多。

为保证碾压混凝土摊铺平整度,项目部采用了激光控制机械自动找平系统,这是一种专门与平地机等机械配套提高其自动化水平的重要手段,是当今世界上最先进的整平作业技术之一。“由于碾压混凝土施工对温度控制要求较高,如果手动或者纯平地机操作施工的话,不仅平整度的精确度达不到要求,而且速度慢会导致混凝土表面水分损失,进而对工程质量造成严重的影响。”项目现场经理宋文宇介绍道:“使用这个自动找平系统后,不仅工作效率得到极大的提高,而且减少了多次人工测量工作量,避免人为误差,减少返工,大大降低了施工成本。”

项目部还采用了DAMS-IV型智能分布式工程安全监测系统,该系统采用了现代微电子技术和网络通信技术的最新成果,是一个系统结构更加可靠、系统组态更为灵活、运行效能更高的相当智能的分布式工程安全监测系统。

“它可以对大坝的变形、渗流、渗压、温度、应力应变、水位等进行自动监测,并实现自动数据采集及人工录入、安全管理、网络系统管理、数据库管理和远程辅助监控及远程辅助服务。”监测工程师李国栋介绍道:“这个系统能在1分钟内自动完成数万支传感器的采集和数据传输,同时由于内部采集模块的独立性和智能化,使分布式数据采集进一步分散到了模块一级,系统故障的危险得以进一步降低,系统的采集速度和可靠性大为提高。”这是赞比亚建设的第一座智慧大坝,开创了智能化施工建设的先河。

在大坝碾压混凝土试验段施工阶段,项目部邀请国际著名碾压混凝土坝专家、“终身成就奖”获得者马尔科尔姆•邓斯坦先生前来指导。在大坝浇筑周年之际,再次邀请邓斯坦先生到现场进行中期质量评审,他对混凝土外观质量和各施工工艺给予了极高的评价。

“根据对大坝上下游坝面混凝土表观质量和正在施工的大坝施工仓号混凝土情况的检查,施工质量很好,已完成的碾压混凝土的施工质量高于技术质量要求。”2019年5月16日,在评估会议上,邓斯坦先生这样说道,并且在业主、监理和承包商三方的见证下签署质量评估报告,大坝的施工质量得到国际行业专家的充分肯定。

绿色建坝:呵护野生动植物的“家园”

水电站所处区域位于凯富埃河的下游,地势相对平坦,沿岸植被茂密,河里有着丰富的鱼类,还有河马、鳄鱼、狒狒、羚羊、斑马等动物的饮水需求,大坝下闸蓄水后,河流改道将导致原大坝至厂房段约4.5公里的河道一旦河流改道河道干枯断流,将会对周边的生态环境造成严重的影响。

 “凯富埃河水质优良,水生动物品种丰富,河中产的老虎鱼尤其个大味美,在水电站修筑完成后,尽管河水主要被引入引水涵洞中用于发电,但这些水生动物们总不能跟水一起走发电机这条路吧,一旦被卷入发电机,这些鱼虾就必死无疑。因此,仍要有一小部分河水被分流在引水河道中,以维持凯富埃河的整体生态。”项目员工们纷纷表示。

项目部提前对此就给予了高度关注,方案设计时就在坝体处设置了直径1.8米的生态放水孔,放水流量为11m³/s,足以满足河道区域内的生态要求。

“小机组位于大坝右岸下游,包括两台总装机容量为12MW的涡轮发电机组,主要是利用生态放水流量,实现业主利益最大化,一举两得。”大坝作业处技术员李锦说。

在施工中,项目每月定期对上下游河水进行检测,保证颗粒含量、化学离子、油污、酸碱度等指标在可控范围之内。“修配厂全部按照当地环保规范进行防护,确保油污等不会渗透造成土壤污染。”当地的安全工程师乔拉说:“所有的塑料等废弃物也归类回收处理,确保工完料尽场地清,是我见过环保措施最到位的项目。”

2019年12月,是赞比亚的雨季,工期压力愈发紧张,随着大坝下游模板EL569.5变坡点的到来,整个坝面上下游宽度缩小至8米,坝面最小面积只有1284平方米左右。施工区域狭窄不可避免地影响机械设备工作效率,而溢流面施工也在同步进行,人员设备相对集中,安全隐患也随之增大。

“项目部多次召开雨季施工专题会议,制定最优方案,对短暂降雨形成积水的坝面及时清理加大现场安全生产管理力度,形成班前安全例会制度常态化,提高全员安全意识。”作业处处长张京坤介绍道。同时,项目部还号召当地员工新年期间坚守岗位,为关键节点的完成凝心聚力,保证了碾压混凝土浇筑的顺利进行,为实现水电站蓄水发电奠定了坚实的基础。

当8300万方的水碧波荡漾、30亿千瓦时的年发电量点亮黑夜,大坝下游也将山清水秀,鸟语花香。

筑坝育人:授人以鱼更要授人以渔

授人以鱼不如授人以渔,中国电建在赞比亚的20余年,不仅为当地建设了一座座丰碑式的工程,更留下了成千上万个技能人才。下凯富峡水电站作为备受瞩目的“一带一路”重点推进项目,也是当地水电施工人才培养的沃土。

2019年11月,下凯富峡水电站项目与水利部农村电气化研究所联合举办了2019年赞比亚水电站运行管理技术海外培训班,赞比亚国家电力公司中高级管理层、项目业主单位工程师、项目当地大学生技术骨干、中国水电培训学院师生等90人参加,内容涉及小水电标准体系、水资源综合管理、水电站自动化监控等,为赞比亚培养了一批高素质、高水平、高业务能力的水电站运营管理人才,得到赞比亚教育部、大使馆经参处等部门的高度评价和赞扬。

“大坝施工过程中,累计提供就业2200余个,培养当地技工900名。”当地人力资源经理说:“其中大部分刚来时技能水平都较低,但是通过中赞职工导师带徒等系列属地化管理形式学得技能并取得从业资格证书的员工有很多,比如这个安迪。”

交谈过程中,顺着他手指的方向,我们看到一个约二十来岁的精壮小伙子在认真地填着续签合同。安迪2016年作为普工来到项目,2017年项目创办的技能培训学校开始招生,他幸运地被选中开始了为期六个月的电焊理论+实操技能培训。“我毕业后再次被分配到大坝从事模板焊接工作,后来又被选中参加项目部‘电焊取证班’的封闭培训,顺利拿到了国际焊工从业资格证书。”

以下凯富峡项目为依托开办的技能培训学校开设测量、试验、土建、电焊、修理、电工等六个专业,大坝作业处以其较强的专业综合性,成为学校学员实践操作教学培训基地,累计培训学员332名。

项目属地化管理的举措不仅为当地人提供了生活来源,也为周边城镇发展带去了蓬勃生机。

当黄昏的暮色与左坝肩的夕阳交接,静谧的凯富埃大坝华灯初上,夜班的中外员工陆续到岗。如今,项目部在抓好疫情防控的同时,努力推进建设步伐。下凯富峡大坝溢流面施工正在紧锣密鼓地进行,总进度已完成80%,压力钢管全线贯通,厂房二期混凝土浇筑完成,首台机组进入总装阶段,蓄水发电已在眼前。

不久的将来,它将为千万赞比亚人送去光明。

 

下凯富峡水电站大坝

职工庆祝浇筑完成

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