精雕細刻鑄豐碑
——中國水電六局建設金沙江烏東德水電站紀實

姚 國 壽，　聶 文 俊

(1.四川水力發電雜志社，四川 成都　610021；2.中國水利水電第六工程局有限公司，云南 祿勸　651500)

精雕細刻鑄豐碑

——中國水電六局建設金沙江烏東德水電站紀實

姚 國 壽1，聶 文 俊2

(1.四川水力發電雜志社，四川 成都610021；2.中國水利水電第六工程局有限公司，云南 祿勸651500)

上世紀六十年代，中國水電六局從鴨綠江上的云峰水電站轉戰岷江修建三線建設工程漁子溪水電站。在漁子溪水電站峻工發電后，又回到東北繼續建設水電站。征程漫漫，歲月如歌。進入新世紀后，伴隨著西部大開發，水電六局進軍金沙江下游參加溪洛渡巨型水電站工程建設。2011年，水電六局又進入金沙江烏東德巨型水電站承攬工程施工任務，至今為止，水電六局烏東德施工局已經經歷了六年的光輝歲月。面對施工現場點多、面廣、標段交叉干擾大、地質條件復雜，施工難度大、生產任務重等特點，施工局全體員工精誠團結、心氣合一、勤奮務實、開拓創新，先后承建了十一個標段的施工任務。其中右岸導流隧洞下游段、魚類增殖放流站、出線場道路等工程的施工任務已經順利完工，右岸引水發電系統和左岸轉輪加工廠等主體工程項目正緊張有序地推進。施工局嚴格按照“用誠心建千萬級巨型電站，以行動鑄美麗烏東德工程”的理念，以確保三大洞室的安全穩定為原則，按照“高標準、嚴要求、精細化管理、創樣板工程”的思路開展工程建設管理工作。

巨型工程的巨大考驗

水電六局施工局承擔烏東德水電站右岸地下廠房工程施工。該工程的特點和難點在國內水電工程中罕見。

一是地下洞室規模巨大、點多面廣、施工難度大。

本工程地下洞室工程規模大，結構復雜，布置緊湊，包括引水系統、地下廠房系統、尾水系統等三大系統。主廠房的開挖尺寸為333.00米×30.50米(32.50米)×89.80米，開挖高度為國內之最，共安裝6臺單機容量為85萬千瓦的混流式水輪發電機組，是目前國內單機容量最大的電站。右岸尾水調壓室由3個并立的尾調豎井組成，球冠狀穹頂最大開挖直徑為53米，半圓筒井身最大開挖斷面面積約1 725平方米，開挖高度為113.5米，是目前世界最大的豎井群。三大系統各洞室(井)相互之間平面上相互貫通，空間上縱橫交錯，大小相貫，平、豎相接，且相鄰洞室間距較小，各洞室施工相互關聯、相互制約，干擾大、施工難度大。

二是地質條件復雜，三大洞室大跨度、高邊墻穩定問題突出。

右岸地下電站三大洞室間距較近，約40米，洞室跨度大，最大跨度主廠房為32.5米，尾調室為53米，洞間兩面臨空高度大，其中主廠房最大高度為89.8米，尾調室最大高度為113.5米。右岸地下廠房位于褶皺區域，其中9號、10號機組主要位于褶皺核部，褶皺核部是巖層受構造應力最為強烈、最為集中的部位。施工過程中主要揭露了6類不良工程地質問題，最主要影響到整個大跨度、高邊墻穩定的不良地質問題有兩類:分別為陡傾小夾角巖層和層間碳質薄膜。其中主廠房巖層走向與洞軸線夾角≤30°的小夾角占55%(近于平行)、且巖層較薄，開挖后高邊墻巖體卸荷松弛等穩定問題突出，高邊墻容易出現塌落、順層剝落、片幫等變形破壞。如何控制大跨度、高邊墻的變形和巖體穩定是本工程開挖中的難度。

三是地溫高、洞室群通風散煙困難。

右岸地下電站工程地下洞室多、施工支洞長度長、進口少、多數為分岔洞。開挖工作面交叉作業，與大氣相通的通道少，而且洞室地溫高，巖石的日常溫度高達32℃，洞內的空氣溫度高達45℃。通風條件差，開挖強度高，通風散煙非常困難。

如何攻克這諸多難題，水電六局烏東德施工局面臨著巨大考驗。

攻堅克難 勇于創新

水電六局烏東德施工局發動員工攻堅克難，勇于創新，堅持技術領先，收獲了累累的技術成果。

一是在右岸尾調室采取“以圓削球”、“井挖變明挖”科技創新。

烏東德水電站右岸尾水調壓室由3個并立的尾調豎井組成，球冠狀穹頂最大開挖直徑為53米，半圓筒井身最大開挖斷面面積約1 725平方米，開挖高度為113.5米，是目前世界最大的豎井群。

開挖過程中必須解決含角礫巖等復雜地質條件下53米超大跨度球冠穹頂的開挖成型質量和穹頂圍巖穩定難題，以及百米級井壁圍巖穩定難題。施工局經過反復研究論證，采取“環形導洞先行，中間預留巖柱支撐，周邊環形擴挖的新技術”，充分利用球形體水平剖切面為標準圓的規律特點，圍繞穹頂中心軸線按不同半徑圓周鉆水平孔的思路進行開挖，實現“以圓削球”目的。

由于尾調室穹頂為球冠型，鉆設的水平扇形孔角度及孔深均在不斷漸變，施工時為保證開挖鉆孔精度，在鉆孔過程中對每個周邊孔的孔深及孔向進行了精確計算并逐孔測量放樣，三檢人員對周邊孔進行逐孔檢查驗收，同時采取短進尺的爆破方式，單循環最大孔深為1.5米，最小孔深為80公分。通過該項技術創新的實施，高質量實現了穹頂快速、安全、成型效果，得到了專家的一致贊譽。獲得了2014年中電建集團優秀工法。

右岸尾水調壓室井身開挖高度為52.3米，共分9層進行開挖，分層高度為6米，井身開挖斷面為1725平方米，針對井身斷面特大的特點，施工局打破陳規、積極創新，改變原有的先導井后全斷面擴挖的傳統“井挖”施工方法，調整為“明挖”，充分利用井身相鄰的中層和底層排水廊道向尾調室井身增設施工通道，使得多臂鉆等大型開挖支護設備直接進入井內工作面進行系統的錨噴支護，確保支護的及時性。同時，減少了材料和設備的起吊運輸，確保了施工安全、加快了施工進度。通過該技術的創新，尾調室開挖支護創造了多個樣板工程，目前已經開挖至第十四層，與尾水支洞順利貫通。

二是創新的“1、2、3、4”安全管理模式。

施工局探索“1、2、3、4”安全管理模式，并成功實踐。強化安全生產責任制的落實；扎實做好安全培訓、隱患排查、班前會及預知危險活動等基礎工作；將重點危險源監控進行周分解、周落實、周考核；編制安全工法，錄制培訓短片，推進安全標準化，創建獨具特色的安全文化。安全做到了安全管理受控、可控。經過質量安全專項整治活動，施工局創建了地下廠房安全文明施工樣板作業面，創建的出線豎井本質安全管理樣板作業面。

“1、2、3、4”安全管理模式為：

1個方針——“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針；

2條主線——員工安全培訓和危險源辨識；

3大建設——安全班組建設、安全文化建設和安全標準化建設；

4個體系——安全生產責任體系、安全生產實施體系、安全技術保障體系和安全生產監督體系。

該模式囊括了安全管理方方面面，從施工局到班組、從橫向到縱向、從內容到措施，以及從方案到細則，形成了一整套管理體系，并具有很強的操作性、實用性，受到業主的青睞，其方法和成果作為“工法”在整個施工區內推行應用。

主廠房開挖精雕細刻創地下工程品牌

質量是企業的生命，創精品工程是六局人的孜孜追求，面對地下電站復雜多變的地質條件，施工局針對性的采取各種有效措施，緊抓重點，突破難點，創建亮點，嚴格按照高標準、嚴要求、精細化管理，創樣板工程的理念控制現場施工質量。

右岸地下電站主廠房開挖尺寸為333.00米×30.50米(32.50米)×89.80米，開挖高度為世界之最。共安裝6臺單機容量為85萬千瓦的混流式水輪發電機組。分別為7號～12號機組段(6×37米=222.00米)。地下廠房開挖主要采用鉆爆法施工，由上至下分層開挖，共分十一大層、十六小層，按“先洞后墻、薄層開挖、隨層支護”的原則組織施工。

右岸地下廠房位于褶皺區域，其中9號、10號機組主要位于褶皺核部，褶皺核部是巖層受構造應力最為強烈、最為集中的部位。由于褶皺核部巖層發育的不規則性、結構部位受力的復雜多樣性，施工過程中，拱座部位發生了噴混凝土開裂、掉塊等現象，且伴隨多次持續變形和深部巖體開裂。2015年4月和2016年1月的兩次較大持續變形，嚴重影響了圍巖的穩定和施工安全，現場即刻停止開挖研究加固處理方案。另外，施工過程中主要揭露了6類不良工程地質問題，分別為：不穩定塊體；巖層走向與洞軸線走向小夾角相交(近于平行)、巖層較薄；結構面附碳質薄膜區、鈣質薄膜區、剪切面光滑；小溶洞、溶蝕裂隙；長大緩傾角裂隙；局部短小緩傾角節理發育(近于水平)。

其中最最主要影響到整個大跨度、高邊墻穩定的不良地質問題有兩類:分別為陡傾小夾角巖層和層間碳質薄膜。其中主廠房巖層走向與洞軸線夾角≤30°的小夾角占55%(近于平行)、且巖層較薄，開挖后高邊墻巖體卸荷松弛等穩定問題突出，高邊墻容易出現塌落、順層剝落、片幫等

根據右岸地下廠房不利工程地質條件，業主、設計、監理等參建各方群策群力，共同研究、有針對性地采取了“技術方案超前研究、施工前多次實行生產性試驗、施工資源配置到位、開挖方法合理選擇、因地制宜適時加強支護、過程控制嚴格要求，安全監測指導開挖”等控制措施，確保了三大洞室的穩定和質量安全。

一是采用薄層開挖，隨層支護施工方法。

為確保大型地下洞室高邊墻的開挖成型質量和減小爆破震動對巖體的影響，三大洞室全面采取中部6～7米梯段淺孔拉槽先行，兩側預留4～5米保護層，保護層采取垂直光爆跟進開挖，嚴格按照“薄層開挖，隨層支護”的原則。開挖方案中特別采取了垂直光爆孔全部搭設可移動式標準樣架技術，從源頭上控制開挖成型質量，同時保護層采取了嚴格的精細化控制爆破技術減少爆破振動影響。

主廠房自上而下共分十一大層、十六小層。

二是精細化爆破控制。

各部位開挖之前先制定詳細的爆破設計，廠房拉槽及巖錨梁開挖共進行了26次爆破試驗，確定最佳的爆破參數。并且及時聯系長委爆破所專業人員對爆破作業進行現場指導和監測，現場單響藥量嚴格控制在20千克以內。開挖中采取逐孔測量放樣、逐孔檢測孔向孔深，定人、定機、定責的質量管理辦法，做到對造孔、裝藥、爆破等每道工序嚴格監控，同時，采取“一炮一總結，一炮一考核，一炮一獎罰”的質量管理辦法，調動了一線工人的積極性，促進開挖質量的穩步提高。經過現場嚴格的質量控制，主廠房開挖爆破半孔率為約94.5%，不平整度為8.0厘米，平均超挖約為10.2厘米，開挖質量優良，主廠、尾調、尾水等多個部位創建了多個樣板工程。

三是大洞室、高邊墻、立體相交段安全穩定、成型施工工法的應用。

主廠房上下游高邊墻與引水隧洞、尾水洞、母線洞等大量的交叉洞口貫通，立體交叉段的應力集中、挖空率大，且極容易發生洞室坍塌、高邊墻圍巖變形等現象。施工局通過不斷摸索和實踐，確定了一套成熟的《大洞室、高邊墻、立體相交段安全穩定、成型施工工法》，并在各交叉洞口中得到成功推廣應用，確保高邊墻的穩定安全。

在高邊墻形成之前先施工交叉段洞體，“先洞后墻”，使小洞室進入大洞室10米～20米。同時，根據圍巖類別對小洞室進行徑向鎖口錨桿加強支護，在交叉洞口處5米～10米位置增加工字鋼模噴混凝土形成支撐拱受力體，先對交叉洞口加固處理。然后進行高邊墻的精細化開挖，開挖過程中，通過采取精細化的爆破控制技術，采取中間拉槽兩側預留保護層垂直光爆施工方法，每開挖一層支護一層，最終確保高邊墻、立體相交段的安全穩定及成型質量。

三是安全監測指導施工。

為及時了解主廠房施工期及運行期的圍巖變形情況，主廠房從左至右依次布置了8個系統監測斷面。7號～12號機組中心線各布有1個斷面，主安裝場和副安裝場各布有1個斷面。另外，根據主廠房開挖施工情況，在主廠房頂拱及邊墻揭露的一些塊體等不良地質缺陷區域隨機布置了一定數量的多點位移計。

監測單位對于現場重點部位根據爆破監測情況，建立網絡平臺，每天對相關數據在監測群及時進行發布，每日一報一指導，參建各方根據數據對本次爆破情況進行分析并對下排炮施工方法進行調整，并根據相關數據形成周報，現場每排炮爆破前均由長委爆破監測中心對裝藥量及聯網情況進行審核，并現場檢查、指導。通過爆破振動監測和永久監測數據分析，及時指導下一步的開挖施工。

豎井施工全面推行安全生產標準化

烏東德水電站右岸引水發電系統工程共布置了6條引水豎井和1條出線豎井，出線豎井總高度為361米，開挖斷面普遍為14.2米～15.7米。施工安全為豎井施工的重中之重，施工局全面推行豎井安全生產標準化建設，保證豎井施工過程中人員、材料設備運輸、開挖支護等各環節的本質安全。豎井安全生產標準化主要包括：標準化的井口提升系統設計方案、標準化的施工方法和作業流程、標準化的安全監督管理體系。豎井安全生產標準化在右岸出線豎井中成功實施，并在各引水豎井開挖支護中得到推廣應用，

一是實施標準化的井口提升系統設計方案。

出線豎井采用專業的、標準的安全提升系統，含國家專利的防墜式載人吊籃。井口提升系統主要包括中控室、井口封閉系統、載物提升系統、載人提升系統、井內吊盤系統等。

井口封閉系統是指采用型鋼焊制井口盤將豎井井口全封閉，防止物體掉落，保證豎井內的作業安全。載物提升系統是指由中控室內布置的1臺10噸卷揚機通過井口8米高的提升井架將反鏟、材料運輸到井內操作盤上。井架下方的鋼絲繩上布置有限位裝置，防止卷揚機過卷。載人提升系統：由中控室內布置的1臺5噸卷揚機通過吊籠提升井架懸吊專業的防墜式載人吊籠，吊籠兩側布置的穩繩通過中控室內的1臺5噸卷揚機張緊。所有的井內操作全部布置在中控室由專人操作。

二是實施標準化的施工方法和作業流程

豎井開挖采取先反井鉆機鉆設Φ1.4米導井，再采用人工自上而下全斷面擴挖，全斷面擴挖采取周邊光面爆破，中間淺孔梯段爆破，單循環進尺為2米，全斷面擴挖采用開挖一循環支護一循環，噴混凝土后待強6～8小時進行下一循環的爆破施工，月進尺25～30米。

三是實施標準化的安全監督管理體系。

施工局設一專門工點負責豎井的施工管理，選拔有經驗的質量、安全、生產管理人員，按照作業流程開展日常安全監督管理工作。

施工局下發《豎井升降系統作業安全管理要求》、《下井須知》、《下井操作規程》、《卷揚機操作規程》等制度，并將制度主要內容在現場采用標識牌進行標識。

井口設置2名專職信號指揮人員，所有上下井的人員及設備在上、下井時首先由上下井口信號工發出電鈴及燈光信號，標準的電鈴信號為“一聲停，二聲上，三聲下”。同時采取對講機二次確定的雙保險措施，鈴聲響完后，由井口的專職信號傳遞人員通過對講機的形式進行二次確認后再進行提升作業。

施工人員及外來人員進出豎井均采取簽到制度，明確下、上井時間。每班作業人員下井前，由專職安全員對整個提升系統進行檢查，檢查項目包括：卷揚機、防墜器、鋼絲繩、載人吊籠、大盤等。施工局安全部對提升系統實行每周大檢查制度，發現隱患，立即整改。

通過推行豎井安全生產標準化，有效預防大塌方等事故的產生，確保施工安全，使右岸出線豎井、引水豎井開挖支護施工期間實現零傷亡、零塌方的“雙零”目標。

優化通風系統、改善洞內作業環境

充分利用右岸地下電站總體結構布置及各洞室之間的平面、空間的位置關系，結合施工進度計劃安排制定合理的施工程序，科學規劃各期通風措施。主要采取國產大功率軸流風機和性能優良的AVH系列進口軸流風機強制式通風、增設通風豎井及與外界相通的通風平洞形成通風循環系統、自主研發噴霧降塵臺車、合理安排施工程序、優先進行引水、出線豎井等各類豎井的施工，通過豎井的煙囪效應形成自然通風，通過采取以上系列措施極大改善了洞內施工環境。

各大洞室未貫通之前主要采取壓入式強制通風，主要在各主要支洞口布置大功率軸流風機，通過沿支洞布置的風筒往工作面內進行壓入式通風，同時考慮路線較長，每隔600米左右處設置接力風機，加強通風效果。主廠、尾水等通風困難部位采用性能優良的AVH系列進口軸流風機，以改善右岸地下電站的通風。

在距離外界不遠處增設與大氣相通的通風排煙平洞，其中引水系統在右壩7號施工支洞臨江側增設2條通往外界的通風平洞；主廠、主變室臨江側增設1條通風平洞；尾水系統增設1條通風平洞。各通風平洞與主洞之間采用通風豎井聯通。其中埋深最大、最底層、距外界距離遠的尾水隧洞共增設10條通風豎井。在井口安裝射流風機，加快空氣對流，加快散煙速度。

根據施工總進度安排，優先安排廠房通風豎井、灌漿平洞通風豎井、壓力管道豎井、出線豎井、排風平洞、新增通風豎井及通風平洞等施工，使豎井段盡早貫通，通過豎井的煙囪效應將洞內污濁、高溫氣體排出洞外。

自主研發噴霧降塵臺車。在6～2隧道、進廠交通洞等主要交通要道設置自動噴霧裝置，通過自動噴霧灑水降低車輛通行灰塵。工作面自制噴霧降塵臺車，爆破完畢后，將噴霧降塵臺車移設至掌子面進行灑水降塵。

圍繞工程管理創新

一是深入推行“工點制”，已固化為成功的管理模式。

“工點制”是根據工程項目及施工片區來劃分若干個工點，把進度、安全、質量、成本等納入工點“一體化”管理之中，在主抓生產副局長的統一領導下，各工點明確了“責、權、利”，各自負責施工進度、安全文明、工程質量、成本管控等責任。直觀點說每個工點類似于一個小項目經理。

從而，革除了傳統的施工現場“只管進度或只重視進度”的弊端，扭轉了以往安全、質量、進度三者關系難以和諧發展的局面，也改變了三者管理人員“各掃門前雪”、“三層皮”的頑疾。

根據實際情況，施工局共劃分6個工點，每個工點每個作業隊、每個班次，都根據施工局的生產計劃和現場施工情況，提出進度、安全、質量等計劃；工點長(工區主任)根據計劃進行驗收，每班結束后進行反饋，并填寫進度、安全、質量日報。

通過實行工點管理：施工現場組織、指揮和協調的宏觀管控能力顯著增強；壓力層層傳遞，各工點在各自“責任田”上，精耕細作，安全質量責任心顯著增強，資源配置水平和勞動效率得到提高，形成了 “比、學、趕、幫、超”的競爭態勢，促進工程的進度、質量和安全等任務的全面完成；各生產要素得到均衡協調發展，進度、安全和質量等并駕齊驅。

二是工程創優、樣板驅動。

樣板工程是質量管理的標牌，是對工程質量的最大肯定，是驅動質量提高的又一利器。施工局由質檢部具體管理，在質量各參數達標的基礎上，創建樣板工程來提升質量管理。主持制定了樣板工程的目標段，確定創建樣板工程的各項標準，指定創建主體單位和責任人，負責對創建過程的監督的檢查，步步跟進，環環不漏。

三峽業主每半年對工程實體進行樣板評選，施工局內部對優質樣板工程獲獎單位頒發金箔獎。由于三峽業主每年樣板評選都有定額指標，施工局申報樣板不能都獲得三峽業主樣板工程質量獎勵，大部分施工隊在對質量加大投入的同時，未能得到樣板獎勵，為了不打消施工作業隊爭創樣板積極性，施工局制定內部樣板質量評選標準，內部樣板評選制度也是對作業隊提升質量水平，改進工藝的一種促進手段。施工局拿出專項資金，作為內部樣板工程獎勵。施工隊在獲得獎勵的同時，也得到內部樣板工程榮譽稱號。施工局積極組織開展樣板工程觀摩活動，組織各施工作業隊對樣板部位進行觀摩學習，起到相互鼓勵和促進的目的。內評外創樣板工程，穩步提升工程質量！ 截止2015年底，烏東德施工局共創建了30個優質樣板工程和6個樣板工作面。通過創建優質樣板段活動，促使施工局上下形成一種“人人關注質量、人人重視質量、爭優創先”的良好氛圍。

三是開展協作隊伍管理融合。

主要采取協作隊伍市場準入制度，把好入場關。以服務理念，幫助協作隊伍解決生產中遇到的各種困難。針對工人工資發放問題，采取施工局統一按時發放，絕不拖欠工資。在生活上，加大對協作隊伍的關心，從衣食住行上提供多方面保障，使職工能有一個較好的休息、生活條件。

四是全員培訓教育，創新培訓方法。

針對烏東德特大型工程農民工流動頻繁、三檢人員業務水平低等因素，創新突破，采取“問題導向培訓法”、“質檢員責任培訓法”“工序專題培訓法”等多種形式培訓方法：

通過形式多樣的培訓方法，既解決了實際問題，又提升了能力水平，既提升了個人的綜合素質，又從心理上增強了承受能力，為質量工作開辟了新的天地。

(責任編輯：卓政昌)

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