5月7日，央視CCTV-4中文國(guó)際頻道播出系列片《卓越》，國(guó)家卓越工程師、中國(guó)電建首席科學(xué)家、首席技術(shù)專家張春生講述了“水電報(bào)國(guó)”夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)的故事。
張春生深耕水電設(shè)計(jì)研究和工程實(shí)踐39年，為中國(guó)水電設(shè)計(jì)建設(shè)從跟跑、并跑到全面領(lǐng)跑作出突出貢獻(xiàn)，先后主持和參與設(shè)計(jì)了世界技術(shù)難度最高水電工程——白鶴灘水電站、世界埋深最大的錦屏二級(jí)水電站、當(dāng)期中國(guó)規(guī)模最大的抽水蓄能電站——天荒坪水電站等22座大型水電工程，裝機(jī)規(guī)模全國(guó)占比11.05%，為我國(guó)水電科技進(jìn)步作出了重要貢獻(xiàn)，為國(guó)家清潔低碳能源戰(zhàn)略實(shí)施提供了有力工程支撐，是名副其實(shí)的“水電尖兵”。
當(dāng)期中國(guó)規(guī)模最大的抽水蓄能電站——天荒坪水電站
張春生的水電之路，始于20世紀(jì)90年代，他第一次全面參與設(shè)計(jì)的水電工程——天荒坪水電站，當(dāng)時(shí)在同類電站中位列亞洲之首，世界第三。
對(duì)于水電工程設(shè)計(jì)師而言，圖紙只是工作的起點(diǎn)，真正的挑戰(zhàn)在施工現(xiàn)場(chǎng)。當(dāng)時(shí)，年僅31歲的他作為設(shè)計(jì)單位代表，長(zhǎng)期駐扎在施工現(xiàn)場(chǎng)，如何因地制宜地落地實(shí)施方案，如何協(xié)調(diào)統(tǒng)籌各個(gè)施工單位，面對(duì)突發(fā)情況時(shí)，如何及時(shí)提出處理方案，這些都需要設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)解決。張春生說(shuō)：“沒有調(diào)查沒有發(fā)言權(quán)，現(xiàn)場(chǎng)就是戰(zhàn)場(chǎng)?！?/p>
長(zhǎng)期的現(xiàn)場(chǎng)駐守，讓張春生根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)得出的結(jié)論，往往比理論推斷更加準(zhǔn)確。多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，在張春生駐守現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐中，得以驗(yàn)證實(shí)施，為中國(guó)抽水蓄能電站技術(shù)的跨越式發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。這期間，他將水電工程涉及的各個(gè)學(xué)科吃透，并融會(huì)貫通，也為日后成為項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師，打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2000年，天荒坪水電站竣工。這個(gè)抽水蓄能電站，就像是電網(wǎng)的“充電寶”。它利用依山而建的高低水庫(kù)，在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)，將水從低處抽送到高處，電能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能。在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)，將勢(shì)能轉(zhuǎn)為電能。循環(huán)往復(fù)，雙向調(diào)節(jié)。如今，天荒坪水電站仍然是華東電網(wǎng)非常重要的一個(gè)蓄能調(diào)節(jié)工程。特別是它對(duì)上海供電質(zhì)量的保證，電網(wǎng)的安全，還在發(fā)揮著巨大的作用。
如果將天荒坪水電站比作張春生在工程現(xiàn)場(chǎng)的一次小試牛刀，那么未來(lái)的任務(wù)無(wú)疑將是他大顯身手的絕佳舞臺(tái)。
世界埋深最大的錦屏二級(jí)水電站
這座裝機(jī)規(guī)模480萬(wàn)千瓦的錦屏二級(jí)水電站，位于四川雅礱江錦屏大河彎上。奔騰的雅礱江水穿越山體內(nèi)長(zhǎng)約17千米、最深超過(guò)2500米、落差約300米的輸水管道后，將勢(shì)能轉(zhuǎn)換成清潔的電能。
蘊(yùn)藏如此豐富水力資源的錦屏大河彎，其實(shí)早在20世紀(jì)60年代，就已經(jīng)被國(guó)家納入開發(fā)計(jì)劃當(dāng)中。
當(dāng)時(shí)，工程師們?cè)诩?xì)致勘察后，就提出“裁彎取直”的開發(fā)方案。但是，錦屏大河彎山高谷深，每一處隧洞的開挖，都會(huì)打破山體內(nèi)部的平衡，超高的地應(yīng)力釋放時(shí)會(huì)將巖石像子彈一樣崩飛出去，形成巖爆等自然災(zāi)害，而一次巖爆發(fā)生出來(lái)能量釋放相當(dāng)于兩三級(jí)的地震。
這些施工難題在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下無(wú)法解決，開發(fā)只能停留在紙面上。面對(duì)這項(xiàng)突破性的地下工程，但連經(jīng)驗(yàn)豐富的外國(guó)專家來(lái)到現(xiàn)場(chǎng)后，都對(duì)巖爆、突涌水等地質(zhì)災(zāi)害望而興嘆。
錦屏二級(jí)水電站面臨的問(wèn)題，沒有讓張春生和他的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)退縮，在國(guó)內(nèi)眾多科研專家的支持下，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的一手資料，華東院團(tuán)隊(duì)帶領(lǐng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)完成了“裁彎取直”施工方案的設(shè)計(jì)工作并通過(guò)論證。
2004年1月1日交通洞開工，雖然已經(jīng)做了充分準(zhǔn)備，但意外情況還是會(huì)發(fā)生。那一天，讓錦屏二級(jí)水電站設(shè)計(jì)副總工周垂一至今回憶起來(lái)都心有余悸，他說(shuō)：“有一次出水，噴出來(lái)，距離是非常遠(yuǎn)的，在大家都束手無(wú)策的時(shí)候，就需要一個(gè)非常堅(jiān)定的信念。張總帶著地質(zhì)以及各個(gè)專業(yè)的人員，是拄著拐杖，手拉手進(jìn)去的，那時(shí)情況非常危險(xiǎn)?！?/p>
有了前期大量的論證和扎實(shí)的學(xué)科基礎(chǔ)，張春生面對(duì)危險(xiǎn)時(shí)，表現(xiàn)出了強(qiáng)大的抗壓能力。他堅(jiān)信，在設(shè)計(jì)的框架內(nèi)施工，工程風(fēng)險(xiǎn)一定可控。這種信念感染著周垂一，也同時(shí)鼓舞了在場(chǎng)的每一個(gè)人。
終于，經(jīng)過(guò)54個(gè)月的施工，交通線全面貫通。后續(xù)的引水隧道工程，分為48個(gè)工作面同時(shí)開工，利用化整為零的辦法，對(duì)難點(diǎn)逐一攻克。
如今，錦屏的兩座水電站，將大河彎的水力資源潛力充分發(fā)掘，實(shí)現(xiàn)了三代水電人的錦屏夢(mèng)。由于突破性的設(shè)計(jì)，錦屏二級(jí)水電站單位千瓦投資，只有三峽電站的一半，電站項(xiàng)目本身幾乎沒有移民，淹沒損失極小，它也成為世界水電地下工程的里程碑。
世界第二大水電站——白鶴灘水電站
早在20世紀(jì)90年代，華東院就在國(guó)家統(tǒng)一安排下，開始對(duì)白鶴灘河段的開發(fā)方案進(jìn)行勘察設(shè)計(jì)研究，面對(duì)工程難度被譽(yù)為“水電珠峰”的白鶴灘水電站，華東院團(tuán)隊(duì)毫不退縮。
張春生說(shuō)：“我們的勘探線一條一條的，37條勘探線，我們幾乎是50米的高差要打一個(gè)洞。每一條線，每一個(gè)斷面，每一個(gè)鉆孔，是每一個(gè)人的心血，是每個(gè)人的青春。”最終，在陡峭絕壁的羊腸小道上，設(shè)計(jì)人員累計(jì)完成開鑿平洞5.5萬(wàn)米，鉆孔20萬(wàn)米的巨大勘探量。
經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)大量的勘探和試驗(yàn)，確定了最合適的水電站選址。為了能讓大壩壩基穩(wěn)固，張春生帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)根據(jù)前期調(diào)研，針對(duì)山體兩側(cè)破碎的巖石，設(shè)計(jì)了“外科手術(shù)”式的加固方案，順利解決了大壩拱形不對(duì)稱、壩基穩(wěn)固、大壩高抗震等問(wèn)題，并且得到了專家的論證認(rèn)可。
2022年12月，白鶴灘全部機(jī)組發(fā)電，白鶴灘水電站年均發(fā)電量約624.43億千瓦時(shí)，相當(dāng)于為7500萬(wàn)人提供一年的生活用電需求。同時(shí)，助力江蘇和浙江兩個(gè)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省的生產(chǎn)建設(shè)，它的建成，標(biāo)志著中國(guó)巨型水電工程建設(shè)從“中國(guó)制造”到“中國(guó)創(chuàng)造”的歷史性跨越。
張春生說(shuō)：“每一個(gè)技術(shù)人員都想把他的所學(xué)所用，他的知識(shí)能夠服務(wù)于國(guó)家?！?/p>
這位“水電尖兵”憑著數(shù)十年敢想敢干、敢破敢立的魄力，開啟了中國(guó)水電工程史上一次次新嘗試，見證了中國(guó)水電發(fā)展的一個(gè)個(gè)里程碑。
評(píng)論