自主創新攻難關——長江勘測規劃設計研究院設計烏東德水電站記實

姚 國 壽，　孔　建

(1.四川水力發電雜志社，四川 成都　610021；2.長江勘測規劃設計研究院，云南 祿勸　651500)

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重點水電工程報道

自主創新攻難關
——長江勘測規劃設計研究院設計烏東德水電站記實

姚 國 壽1，孔建2

(1.四川水力發電雜志社，四川 成都610021；2.長江勘測規劃設計研究院，云南 祿勸651500)

烏東德巨型水電站位于四川省會東縣和云南省祿勸縣交界的金沙江干流上，是金沙江下游河段開發——烏東德、白鶴灘、溪洛渡和向家壩水電站中的第一個梯級電站。電站裝機容量1020萬千瓦，多年平均發電量401.1億千瓦時。長江勘測規劃設計研究院為烏東德水電站的設計單位。面對烏東德巨型水電站這一世界級工程，長江勘測設計研究院高度重視，全力以赴，一路攻堅克難，確保了烏東德水電站建設項目順利進行。

長江勘測規劃設計研究院(以下簡稱長江設計院)隸屬于水利部長江水利委員會，是從事工程勘察、規劃、設計、科研、咨詢、建設監理及管理和總承包業務的科技型企業。具有工程設計綜合甲級、工程勘察綜合甲級、對外承包工程資格等一批高等級資質。綜合實力長期位居全國勘察設計單位百強、全國水利水電勘察設計單位第一，全國服務業企業500強。

近年來，長江設計院先后榮獲湖北省最佳文明單位、全國勘察設計行業創新型優秀企業、水利援藏工作先進集體、2014年全國實施用戶滿意工程先進單位、2014年水利行業用戶滿意企業、全國水利建設市場主體AAA級信用企業、中國對外承包工程行業AAA級信用企業等稱號。

長江設計院現有各類專業技術人員3 000余人，擁有中國工程院院士3人，全國工程勘察設計大師4人，教高227人，高工907人，各類注冊工程師1 100余人。

自主創新攻難關

作為烏東德工程的設計單位，長江設計院認真踐行“奉獻、團隊、創新”的企業精神，遵循“奉獻優質產品、超越顧客期望”的管理目標，在極端艱苦的條件下，僅用兩年時間完成同類電站需5～6年才能完成的預可研階段任務，中國三峽集團對勘設成果作出了“五好”最高評價。

2010年5月，烏東德預可研報告審查通過后，全院鼓足干勁，爭分奪秒推進烏東德可研設計工作。短短7個月內，提交正常蓄水位等多項成果，并通過水電水利規劃設計總院審定，2011年1月封庫令下達，長江設計院出色按期完成了業內專家認為是不可能完成的任務。

預可研及可研設計階段，長江設計院共完成13多萬米的勘探鉆孔及平硐、2 300平方公里流域面積的航空攝影、近萬平方公里區域的地質測繪，提交烏東德水電站預可研、可研等各階段報告、移民安置規劃報告、以及50多個專題研究成果及移民安置各類報告800余冊。不同階段的浩繁成果，在歷次咨詢審查中獲得專家的高度評價，順利通過。

烏東德水電站作為世界上少有的巨型水電站及特高拱壩，面臨的技術問題也是罕見的。方量幾億的金坪子巨型滑坡穩定性、壩址區深厚覆蓋層、壩肩人工邊坡上高高程自然邊坡穩定性等等諸多重大技術問題，均關系烏東德成敗、規模等。為此，長江設計院堅持自主創新、堅持引進創新，堅持聯合創新，攻克諸多難關，取得了豐碩創新成果，解決了制約工程的重大技術難關。

一是正常蓄水位抬高25米。

長江設計院開展烏東德水電站正常蓄水位專題研究，提出正常蓄水位由950米抬高到975米，達到了與環境、社會等各方面的協調，防洪庫容可增加8.4億立方米、年發電量增加約70億千瓦時，綜合效益達到合理發揮。

二是“鎖定”金坪子滑坡。

金坪子滑坡總體積6.25億立方米，規模巨大，扼守烏東德梯級開發的敏感部位，其穩定現狀、變形趨勢及可能失穩方式及規模直接影響到烏東德梯級開發條件的成立與否及壩址選擇。

長江設計院克服水源匱乏、交通閉塞等惡劣環境和極其復雜的地形、地質條件，以整體布局、突出重點、動態勘察、調整優化為工作思路，采用綜合技術與手段，經過大量的勘測工作，得出金坪子滑坡整體穩定，局部活動的規模有限，不影響烏東德梯級開發和烏東德壩址的比選的結論。

三是“透視”壩址區河床深厚覆蓋層。

烏東德壩址區河床覆蓋層厚達55-65米，高圍堰與深基坑穩定問題突出。為解決深厚覆蓋層勘探取樣與試驗研究的重大技術難題，長江設計院自主研制了單管與雙管內筒式錘擊取樣器，自主研發可視化覆蓋層鉆孔彩電技術，創新性的應用電磁波CT，開辟了河床深厚覆蓋層地質勘察研究的新途徑，最終查明了烏東德壩址區河床深厚覆蓋層的工程特性，為深厚覆蓋層高圍堰、深基坑的設計提供了可靠依據。

四是開創人工邊坡之上高位自然邊坡治理先例。

針對烏東德壩址區兩岸地形陡峻，河谷狹窄呈深“V”型，工程邊坡以上的自然邊坡高達600米～800米(簡稱“高位自然邊坡”)，自然坡面的塊體等危險源是影響工程施工期與運行期安全的重大隱患。為最大限度降低施工期安全風險，確保工程永久運行安全，長江設計院在壩址選定之初即開始高位自然邊坡勘察設計工作，提出了“分類處理、防治結合、因地制宜、減少擾動、重點監測”的防治原則，并首次倡導在主體工程施工前完成上部自然邊坡的防治工作，體現了“以人為本、安全發展”的理念。

五是首提大壩體形設計新方法—靜力設計、動力調整。

烏東德壩址地震烈度高，拱壩抗震設計難度大。在拱壩體形設計工作中，長江設計院對拱壩動力特性和動力響應進行了深入研究，首次提出了“靜力設計、動力調整”的拱壩體形優化設計新方法，壩體抗震性能大幅提高。

六是因地制宜提出護岸不護底結構型式。

在水墊塘設計中，充分利用壩下水墊塘的優越條件，提出了“護岸不護底”的水墊塘設計方案，在同類工程中尚屬首次。經水工模型試驗驗證，泄洪消能方案科學合理。

七是突破性創新—半圓筒型新型調壓室結構。

烏東德水電站廠區地質條件復雜，右岸地下廠房洞室群選擇空間珍貴而有限，創新提出半圓筒型新型結構，很好破解了區域受限困境，并為工程節省投資近2 000萬元。

八是三維數字移民規劃設計技術。

針對烏東德水電站高山峽谷、交通不便，涉及川滇交界的區縣多、少數民族聚居、人地矛盾突出等特點，綜合應用3S等信息技術開發了移民信息采集系統輔助調查工作，實現了移民實物指標全過程數字化采集，顯著提高了調查成果質量和工作效率，透明、直觀、公正、公開，實現水庫移民信息采集及管理革命性飛躍。

綜合應用二維、三維一體化等信息技術，利用高清影像和傳統測繪成果，構建烏東德庫區二、三維場景，輔助開展移民規劃設計工作。具有周期短、多專業協同、直觀形象等特點，利于各方參與和決策支持，提高了規劃工作成效。

技術服務快當先

2011年5月，伴隨著烏東德水電站籌建工程的開工，長江設計院烏東德設計代表處正式成立，作為前沿技術服務窗口，設代處全面履行現場設計職責，始終堅持最優化服務，為烏東德水電站提供全過程技術支撐。

服務快。設代處各專業配備精干人員、制定崗位職責和要求、建立督辦制度等措施，建立設代服務快捷有效體系；擬定供圖計劃，加強前后方聯動溝通，實現計劃跟蹤與一線施工動態結合，保證技術力量優質匹配；為縮短實效，率先引入并建設了遠程視頻會診系統，采用無人機查勘等新型工具；烏東德現場設代處，始終把“快”字當頭，做到了快速反應、人員到現場、解決問題在現場的目標。

服務深。烏東德巨大且復雜，難題多。烏東德設代處針對重大地質問題，多次邀請國內多位著名院士大師如鄭守仁院士、馬洪琪院士、金振民院士、陳德基大師、徐麟祥大師、石根華博士等到工地現場指導工作；重技術大問題，項目設總召開會議集體研究、科學決策。截止目前，右岸導流洞進口邊坡、左岸尾水邊坡等重大技術問題已基本得到解決，提出的加固方案付諸實施后效果良好，為工程順利進展奠定基礎。

服務細。針對電站地處地質環境條件復雜、邊坡洞室安全隱患突出的特點，首創成立“邊坡風險防控組”，通過地質調查等工作方式，提早發現安全隱患，及時發出安全預警。成立的邊控組白天“巡山”發現危險源，判斷規模、危險程度等，晚上或挑燈編寫簡報或與相關專業人員一起討論問題，自邊坡組成立以來，共編發簡報129期，其中2015年發簡報41期。由于及早發現并預防，避免了工程建設中重大事故的發生；開創項目實施安全評價工作模式，每年年初由地質專業牽頭對整個工區當年計劃實施的項目進行安全評價，梳理各種危險源、制定相應處理措施和應急預案，為業主全面把握和防控工程安全風險提供了有力的技術支持，贏得業主充分認可。

文化建設聚人心

“奉獻、團隊、創新”是長江設計院企業精神；“以科學管理、持續改進奉獻優質產品。用先進技術、誠信服務超越顧客期望”是長江設計院質量方針。烏東德項目部人員，把企業精神注入靈魂化為服務烏東德的精神動力；把質量方針牢記在心，作為科學優質服務烏東德的指導思想。

著力弘揚奉獻文化，宣傳工地一線員工愛崗敬業、忠于職守、精誠服務感人事跡和先進典型，調動青年骨干扎根一線，服務工程；通過籃球賽、羽毛球賽、足球賽等多姿多彩的文體活動，凝聚了人心，增強了團隊活力，大家以更優狀態服務工程建設；多層次鼓勵創新， “烏東德大講堂”、“青年講壇”形式分享創新技術，博士常駐現場以實踐帶動創新，“遠程診斷系統”及無人機等新技術引進吸收，推進設代服務的革命性創新。

夯實質量安全文化，以質量安全月宣傳活動為載體，建立邊坡防控和防汛度汛巡視工作機制，制定和完善內部管理制度等措施，開展多層面的質量安全文化建設，讓質量安全觀念深入人心，鑄就精品工程。

認真開展工程廉政教育，全力打造廉潔氛圍，全員簽訂《廉潔從業守則》，以守則助建廉潔大壩。

樂于承擔社會責任以美譽獲尊重和支持，已連續成功完成了4年的愛心助學捐款活動，累計捐資近50萬元，幫助了壩區兩岸3所小學110余名貧困學生實現了求學夢。

(責任編輯：卓政昌)