國家主席習(xí)近平應(yīng)邀赴秘魯出席亞太經(jīng)合組織第三十一次領(lǐng)導(dǎo)人非正式會議并對秘魯進行國事訪問前夕，由中國電建成都院勘測設(shè)計的“一帶一路”代表性工程——秘魯圣加旺Ⅲ水電站關(guān)鍵工程氣墊式調(diào)壓室主體完工，標(biāo)志著南美州首個氣墊調(diào)壓室水電工程向發(fā)電目標(biāo)邁出了一個關(guān)鍵步伐。
圣加旺Ⅲ水電站被秘魯政府列為關(guān)乎國家利益的重點項目，建成后將緩解秘魯南部地區(qū)上百萬人的用電緊張，為秘魯經(jīng)濟建設(shè)注入強大的水電動能。
核心技術(shù)，解決項目痛點
南美，一個遙遠而神秘的大陸，高聳如云的安第斯山脈自北向南貫穿大陸西緣，東側(cè)則綿亙著世界第一大河——亞馬遜河。得天獨厚的地理條件造就了這片土地上豐富的水力資源，全球水力資源排名前10的國家，南美占了2個。長期以來，南美是水電開發(fā)的高端市場，技術(shù)門檻高，尤其是項目建設(shè)十分注重環(huán)保。
圣加旺Ⅲ水電站位于秘魯東南部普諾省，是圣加旺河最下游的梯級水電站，總裝機容量20.93萬千瓦，建成后將成為秘魯?shù)诹笏娬?，年均發(fā)電量12.52億千瓦時，社會經(jīng)濟效益顯著。電站于2017月開工建設(shè)。然而工程一動土，就面臨突出環(huán)保等復(fù)雜問題。電站原設(shè)計單位方案的引水系統(tǒng)采用常規(guī)調(diào)壓室，施工時不得不沿山勢修建施工道路，涉及環(huán)保因素導(dǎo)致不得不停工，建設(shè)進度一度受阻。成都院作為項目設(shè)計監(jiān)理單位，于2019年1月選派專家開展水電站現(xiàn)場查勘，在對電站可行性研究報告專題研討后，面對項目推進困局，首次提出運用氣墊式調(diào)壓室方案解決相關(guān)制約問題。業(yè)主和參建單位對專家組給出的解決方案給予了高度評價，并明確表示就電站采用成都院專利技術(shù)進行氣墊式調(diào)壓室建設(shè)這一思路進行深度合作。
2019年，項目有關(guān)中外專家2次前往四川省綿陽平武火溪河，參觀成都院勘測設(shè)計的采用氣墊式調(diào)壓室的自一里、木座、陰坪等水電站，對成都院在氣墊式調(diào)壓室技術(shù)上的領(lǐng)先有了深入了解，并就氣墊式調(diào)壓室技術(shù)在秘魯圣加旺III水電站的應(yīng)用進行探討?？疾炱陂g，成都院充分展示了在氣墊式調(diào)壓室領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)制定、科學(xué)研究、成果應(yīng)用的豐碩成果，突出體現(xiàn)了成都院調(diào)壓室核心技術(shù)的國際領(lǐng)先水平，獲得了業(yè)主及外方合作伙伴的高度認(rèn)可。2020年4月，成都院正式簽訂該電站氣墊式調(diào)壓室設(shè)計服務(wù)合同。
精益求精，確保最優(yōu)方案
2020年7月，根據(jù)電站可行性研究報告相關(guān)地質(zhì)條件、水工布置、機電設(shè)備等資料，結(jié)合氣墊式調(diào)壓室的設(shè)置條件等因素，成都院初步編制了氣墊式調(diào)壓室設(shè)計專題報告，將氣墊式調(diào)壓室布置于圣加旺河右岸坡中部。
然而，安第斯山脈的復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)注定了設(shè)計工作不會一帆風(fēng)順。2022年4月，成都院派駐地質(zhì)工程師進駐現(xiàn)場開展設(shè)代工作時發(fā)現(xiàn)，盾構(gòu)機沿施工支洞掘進過程中遭遇斷層。根據(jù)開挖揭示的斷層位置，推測斷層向東將斜穿擬建的氣墊式調(diào)壓室中部，導(dǎo)致地質(zhì)條件變差，不滿足修建調(diào)壓室的最低圍巖要求。且由于斷層及其影響帶巖體破碎、透水性強，氣墊調(diào)壓室?guī)r體存在漏氣、漏水的安全風(fēng)險。
面對項目潛在的風(fēng)險，有人建議邊施工邊看看；也有人說，雖然地質(zhì)條件差一點，差不多也能建。關(guān)鍵時刻，作為成都院氣墊式調(diào)壓室資深技術(shù)專家，同時也是氣墊式調(diào)壓室設(shè)計項目經(jīng)理的陳子海思考再三，一個念頭在他腦海里堅定起來——既然選擇了氣墊式調(diào)壓室方案，我們就要對方案負(fù)責(zé)到底。
由此，成都院開展了氣墊式調(diào)壓室選址優(yōu)化工作。根據(jù)現(xiàn)場實測地質(zhì)資料，結(jié)合氣墊式調(diào)壓室調(diào)保計算對位置的敏感性分析，初步考慮將氣墊式調(diào)壓室設(shè)置于遠離F斷層的引水隧洞左側(cè)。位置初選了，但安不安全則需要試驗數(shù)據(jù)說話。地應(yīng)力測試是驗證選址科學(xué)的重要手段。地應(yīng)力測試較為復(fù)雜，成都院幾番論證測試方案，提出了地應(yīng)力測試點位布設(shè)要求，對地應(yīng)力測試結(jié)果進行科學(xué)分析，選取具有代表性的孔位測試結(jié)果，嚴(yán)密論證了氣墊式調(diào)壓室抗劈裂破壞的可能性。
經(jīng)過精心的選址調(diào)整和嚴(yán)密的地應(yīng)力測試后，經(jīng)綜合論證，調(diào)整后的氣墊式調(diào)壓室設(shè)計方案安全可行。同年8月，歷時4個月的調(diào)壓室選址優(yōu)化工作宣告結(jié)束，調(diào)整后的調(diào)壓室設(shè)計方案通過四方聯(lián)合評審，氣墊式調(diào)壓室建設(shè)施工全面展開。
匠心服務(wù)，擦亮水電名片
電站位于地球另一端，從國內(nèi)去一趟項目現(xiàn)場要幾經(jīng)輾轉(zhuǎn)，需飛行3天才能抵達。如何組織開展好圣加旺III水電站氣墊式調(diào)壓室的設(shè)計工作，對設(shè)計項目部來說是個不小的挑戰(zhàn)。
2020年初，隨著新冠疫情席卷全球，應(yīng)秘魯政府要求，圣加旺III水電站現(xiàn)場施工于3月全面停工。受限于復(fù)雜的國際環(huán)境及不同程度的交通管制，設(shè)計人員無法前往工程現(xiàn)場進行現(xiàn)場勘察和設(shè)代工作。為了確保后續(xù)氣墊式調(diào)壓室設(shè)計及施工可以正常進行，設(shè)計人員沒有絲毫松懈，同建設(shè)各方多次聯(lián)合開展線上氣墊式調(diào)壓室設(shè)計、施工論證工作。
疫情緩和后，成都院派駐經(jīng)驗豐富的設(shè)代人員赴現(xiàn)場開展設(shè)計工作。秘魯與國內(nèi)有12個小時的時差，白天黑夜完全顛倒，為及時研討現(xiàn)場開挖揭示的地質(zhì)情況，后方設(shè)計團隊不得不挑燈夜戰(zhàn)，與項目現(xiàn)場設(shè)代人員的會議往往安排在午夜進行，就現(xiàn)場反饋的技術(shù)問題及時進行答復(fù)處理，針對重難點問題組織召開設(shè)計交底咨詢會，搭建了融洽的四方溝通平臺，有力保障了萬里之外施工現(xiàn)場的推進。
圣加旺Ⅲ水電站氣墊式調(diào)壓室的建成，是成都院繼印度尼西亞瑪尼亞水電站之后的又一次海外成功案例，也是憑借氣墊式調(diào)壓室勘察設(shè)計成套核心技術(shù)撬動南美高端市場的首次成功實踐。該項目的實施，對成都院發(fā)揮創(chuàng)新驅(qū)動、技術(shù)引領(lǐng)，以核心技術(shù)助力市場開拓，在國際舞臺上進一步擦亮中國水電名片具有深遠意義。
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