他們打造了世界上“最聰明”的大壩

烏東德建設團隊攻克多項水電工程“世界級”難題

今年初夏，四川會東縣與雲南祿勸縣交界處，全世界的目光聚焦於此。6月29日，世界第七、中國第四大水電站—金沙江烏東德水電站首批機組正式投產發電。

在激昂的金沙江轟鳴聲下，多項“世界級”難題在被譽為“最聰明”大壩的烏東德面前迎刃而解。389.1億千瓦時的發電量可滿足廣州近5個月的用電需求、綠色電能每年能節約標準煤1220萬噸、防洪庫容24.4億立方米相當於170多個西湖……未來，烏東德將和白鶴灘、溪洛渡、向家壩水電站一道崛起在金沙江下游，成為世界級清潔能源基地，為中國經濟發展不斷提供綠色動力。

這項重大工程成就，源自建設者們孜孜不倦、鍥而不捨的付出。修建烏東德的人究竟是誰？他們是如何在金沙江天險中完成這一建設奇蹟的？近日，本報記者對烏東德水電站建設團隊進行了採訪。

傳承“紅色基因”——

手術後僅6天，他重返施工一線

“當我好不容易見到烏東德地段的金沙江時，心裏真有點發怵。這裏山高坡陡、無路可行，壩址左右岸不通，到任何一個地方，都要耗費很大工夫。”烏東德工程建設部主任楊宗立至今還清楚記得，2008年第一次來到烏東德時的場景。

為充分利用金沙江豐沛的水能資源，2002年，國家授權中國長江三峽集團有限公司（以下簡稱“三峽集團”）在金沙江下游開發建設水電站。經過嚴密勘察，2011年，烏東德水電站建設正式進入籌備期。

橫斷山脈南北橫亙，山高谷狹，想要進入被高山陡坡包裹其中的金沙江兩岸，就必須翻山越嶺。楊宗立告訴記者，從四川省涼山州寧南縣出發，到烏東德需要一路顛簸12小時，萬一遇到下雪結冰，那種緊張焦慮的心情更是不可名狀。

在烏東德修建伊始，工作、生活環境極其惡劣。在險峻陡坡與湍急水流之間，是沒路、沒水、沒電、沒通訊的閉塞生活。每年春夏之交，酷熱乾燥的天氣更令建設團隊苦不堪言，“強紫外線能把人穿透了，大家臉上、胳膊上的死皮都是一層層地往下揭。”大壩項目部副主任黃燦新説。

儘管困難重重，但建設團隊並未退縮。

生活工作條件差，那就自己動手創造條件。查勘、調研、規劃、組織一步不落，楊宗立帶領團隊迅速啓動“三通一平”項目，僅3年時間就完成道路、營地、供水、供電的全部建設任務。

自2014年調入烏東德籌備組以來，黃燦新一直肩負着地基與基礎工程建設管理的重任。但因為身體原因，黃燦新曾經暫別崗位有“6天之久”。

2018年，黃燦新接受了縱膈肌異物微創切除手術。手術後僅僅6天，他便回到了心心念唸的烏東德，但由於尚未痊癒，長時間的工作令傷口再度撕裂，劇烈的痛感使黃燦新汗如雨下，但即便如此，他也不曾言苦。

“因為當時是年底了，距離春節只剩下1個月的黃金施工時間，如果不抓緊，可能會造成大壩基坑進水。”面對記者的詢問，黃燦新略顯羞澀地解釋道，“其實我也沒有多想，就是考慮不能影響部門工作的正常安排。”

在楊宗立心中，水電人的使命就是興修水利、防治水患、造福人民。“為了國家清潔能源建設，促進地方經濟發展和老百姓致富，三峽人‘為我中華，志建三峽’的‘紅色基因’必須在新一代身上得到傳承。”

工程建設高峯期，水灰比是控制混凝土強度的關鍵指標，外來水入倉則是影響水灰比的最大障礙。因此，每一個主汛期對大壩建設者們而言都是一場實打實的“硬仗”。

每逢下雨天，別人都是往屋裏跑，項目部的年輕人卻披上雨衣奔向工地。“有時候幾次陣雨下來，一夜就這麼過去了。”青年同事們的無私奉獻，令項目部副主任楊寧深受感動。

“雨季施工的時候，每天睡覺都睡不踏實，就感覺快要下雨了。”現場指揮防雨排水、跟蹤坯層覆蓋時間、組織恢復澆築……一旦下雨，項目部“90後”助理師喬雨要做的就是快速組織協調，“雨小的時候可能還能指揮一下，但雨大的時候可顧不得了，自己也要趕緊拿瓢舀水。有時候穿雨衣還捂一身汗，那就乾脆不穿。”

“這些年，我先後和五六名年輕同事一起開展工作，這羣年輕人學習能力強、能打能拼、還吃苦耐勞，在他們身上，我看到了中國水電建設的美好未來！”黃燦新説。

安裝“智能大腦”——

連續7天晝夜蹲守，只為數據精準

相較於其他水電站，烏東德到底有啥特殊之處？

“作為世界上最薄的300米級特高拱壩，烏東德可謂是處處有創新。”楊宗立笑着説，“之所以被稱為是世界上‘最聰明’的大壩，是因為一大批智能化成果在烏東德得到了廣泛應用。”

烏東德地處深V乾熱河谷，氣温高、輻射強、温差大，加之河牀狹窄、地質構造劇烈，不僅施工難度極大，而且人力作業安全也常受威脅。

面臨眾多關鍵技術難題和安全優質建設的管理挑戰，如何破題？烏東德建設團隊給出了獨具匠心的答案——為水電站安裝“智能大腦”。

2017年，可進行完整數據錄入與流程執行工作的大壩智能建造平台iDam2.0開始上線使用。藉助iDam2.0，施工人員可通過手機、平板等移動設備，即時錄入、上傳、查詢現場工作數據；同時，依靠通水冷卻智能控制、機器視覺智能監測、倉面環境智能監控等多個智能建造子系統，通水、噴霧、振搗等施工流程均可實現全過程、全方位的精細化管控。

以智能通水控制系統為例。過去的水電建設工程中，混凝土降温多采取人工冷卻的方式，不僅需要施工人員跑上跑下，而且工作效率、温控精度都不盡如人意。而今，智能建造平台在收集到温控數據後，便可根據温控要求計算通水參數，按照計算結果即時調整一體式流温伺服閥，通過預埋在壩體中的冷卻水管，直接實現冷卻通水的即時精準調節。

但研發智能建造系統並非一帆風順。因集成接口複雜多變、數據權限控制邏輯難度大，系統的評價預警指標正確取值一直未能明確。

為了獲得最為可靠、真實的數值，大壩項目部員工以“釘釘子”精神連續7個晝夜蹲守現場，以最原始掐秒錶的方式獲取不同時段的效率數據、質量評價及預警值。“最終，根據實際監測值擬合反演得到的指標相關係數達到99%以上，完全滿足了現場實際需求。”喬雨告訴記者。

如今，iDam2.0共採集到907倉、50餘萬條施工、1200餘萬條温度、10億餘條質量安全進度管理等數據。“大壩智能建造系統就像‘神經中樞’一樣，能時刻告知我們大壩的‘身體狀態’。”對於實現工程狀態全面感知、真實分析、即時控制的“創新之舉”，楊寧很是自豪。

在水電建設者心目中，最擔憂的永遠是藏於峽谷岩石之間的細微縫隙，這是河水滲入堤壩的“天然通道”。為了防止滲流，需要將水泥漿灌入縫隙，但縫隙到底灌沒灌滿，上游向下遊滲流的截斷效果如何，很難直接判斷。

為提升大壩灌漿技術水平，根治滲流頑疾，促進灌漿作業由隱蔽轉向陽光化，烏東德建設團隊歷時2年研發出國內首套全自動控制的智能灌漿系統。只需在電腦上輸入水灰比、設計壓力、屏漿時間等參數，再按下確認鍵，系統就會自動加水、加漿，並按設定好的相關參數完成高質量的灌漿。

“整個過程就像操作家裏的自動洗衣機一樣簡單。”看着位於烏東德左岸壩肩的灌漿平洞，智能灌漿系統正在運行，項目部工程師黃偉感嘆。

打造精品工程——

0.5%的參數差距，他們也較真到底

實際上，在水電站開始籌建起，建設團隊就鉚足了勁，誓要打造精品機電工程。

7月13日，烏東德水電站第4台機組投產發電，巨大的綠色電能為中國發展再添“新引擎”。而烏東德水電站安裝的85萬千瓦水輪機組，已是世界上投產的單機容量最大發電機組。

在設計流量更大、承壓要求更高的情況下，如此龐然大物能夠在水流的驅動下四平八穩地運轉，這與國產大型鑄鍛件材料的研究應用密不可分。

“在三峽左岸建設時期，由於國內製造水平不足，大型鑄鍛件基本依賴進口，但產品質量缺陷和交貨延誤等問題時常出現。”受制於人的被動局面，令三峽人意識到：要想提高國內裝備製造業在國際舞台上的競爭力，就必須打造自己的核心技術。

面對烏東德建設的現實需要，2006年，三峽機電公司總經理胡偉明開始組織團隊深入一線調研，努力推進國內鑄鍛件製造企業參與科技攻關，重點研究優化製造工藝，提高製造水平。

回憶起鑄鍛件技術水平的點滴提升，團隊成員、三峽機電科技管理部高級工程師劉功梅直言不易。

在一次關於轉輪馬氏體不鏽鋼鉻元素標準制定的討論會上，團隊告知機組和材料製造廠家，為保證轉輪的防鏽蝕能力，應將鉻元素的最低含量由12%提高到12.5%。但是各原材料廠家都表示，12%的含量已經很難控制了，如果提高到12.5%，更是縮小了成分含量允許的波動範圍，產品的報廢率會大幅增加，成本也會因之提高。

“就為了這看似微不足道的千分之五的提升，我們花了一下午的時間講事實、找依據，真是費盡了口舌，絞盡了腦汁。”但好在各廠家都最終同意按照新標準執行製造，這讓劉功梅如釋重負。

“其實，這樣的例子還有很多。雖然國家重大工程項目的建設過程可能會讓製造廠家覺得我們很不好打交道，任何一點參數調整都要較真到底，但我們就是要在技術和質量上做到絕對可靠。”劉功梅表示，“杜絕人云亦云，敢於堅持原則、精益求精，正是我們作為科技工作者和工程建設者的底線操守。”

在科研創新的征途中，除了精益求精的嚴謹態度，烏東德人還展示出勇於擔當、鋭意進取的品質姿態。

為應對定子線棒電暈問題，發電機團隊果斷提出“真機線棒必須進行型式試驗”，打破了水電行業的傳統做法。面對業內一片質疑，三峽機電科技管理部副主任鄒祖冰堅持道，“經過型式試驗驗證的真機線棒才是可靠有保證的產品，這也是烏東德最需要的”。

當時國內外定子線棒型式試驗沒有統一標準，那就自己來研究制定。為了啃下這塊“硬骨頭”，半年時間裏，鄒祖冰率領團隊收集、整理和研究了大量國內外材料，最終推出了新的試驗標準。

“事實證明，我們的要求是正確的。新試驗標準保證了發電機核心部件的可靠性。”鄒祖冰告訴記者，高電壓定子線棒耐壓試驗一次性通過，運行十分可靠。

如今，烏東德水電站已成功進入收尾階段，但烏東德人“勇攀科技高峯”的腳步並未停歇。“下一步，我們要結合工程建設實際，全方位開展好工作總結，將科研成果固化為烏東德經驗，進而繼續向大型水電工程建設‘無人區’深入進發。”楊宗立説。

烏東德水電站建設成績單

7項指標世界第一：（1）世界最薄300米級雙曲拱壩；（2）大壩單位壩頂弧長泄量世界第一；（3）地下廠房開挖高度世界第一；（4）尾水調壓室開挖半徑世界第一；（5）導流洞開挖斷面世界第一；（6）導流洞高度世界第一；（7）已建成投產單機容量世界第一。

12項技術為行業首次：（1）首個採用靜力設計動力調整設計方法設計拱壩；（2）首個採用長有壓短落尾獨立消力池的泄洪洞；（3）首個採用半圓筒形的調壓室和明滿流尾水洞；（4）首個高拱壩壩身不設底孔、導流隧洞改建生態放水洞工程；（5）首個採用上部封閉自排下部透水的複合水墊塘；（6）首次大壩全面採用低熱水泥混凝土；（7）首個採用運行期不抽排檢修期少抽排的二道壩；（8）首個採用低熱水泥碾壓混凝土二道壩；（9）首次高拱壩全壩採用無蓋重固結灌漿；（10）首次國內大規模採用國產800兆帕高強鋼；（11）首個採用±800千伏特高壓多端柔性直流輸電工程；（12）首個採用遙感解譯進行移民實物指標調查和安置規劃工程。