白鶴灘金沙江穿過雄奇壯觀的青藏高原後,在匯入長江之前,它自身湍急的江流就蘊含著磅礴的能量。於是我們在高山峽谷之間,建造瞭一座雄偉的水電站——白鶴灘水電站。
作為當今全球最大規模、最高難度的在建水電工程。白鶴灘水電站總投資2200億元,年均發電量624億千瓦時,可節約用煤1968萬噸,減少二氧化碳排放5160噸,是僅次於三峽大壩的世界第二大水電工程,也是長江經濟上遊脫貧攻堅的重大工程建築。
然而就是這樣一座代表中國最高水電建設水平、具備重大發展意義的偉大工程,卻在本月水位下降後出現瞭水庫多處護坡塌陷的情況。事件雖對白鶴灘水電站本身運行不會造成太大影響,但是否從側面印證出工程質量存在一些令人擔憂的問題?誰又該引咎自責呢?
白鶴灘工程
電是人類社會生活至關重要的能源,水電則以無污染、利用率高、開發效益高的特性,被公認為最優質靈活、清潔的能源。在全球傳統能源日漸緊張的背景下,水電資源成為瞭各個國傢大力開發的目標。
中國的第一座水電站是雲南石龍壩水電站,成立於1912年。但中國水電工程開發遲緩,直到1949年,全國水電裝機容量也隻有36萬千瓦,可謂十分滯後,國傢從此大力開發水電資源。
1954年長江中下遊由於梅雨期的延長,導致出現百年罕見的特大洪水,導致洪澇肆虐損失慘重。政府在此時下定決心,研究部署在上遊金沙江修建水利工程的方案。
金沙江作為長江上遊的重要河流,全長3479千米,徑流量穩定,落差高達5100米,預計可開發水能資源8891萬千瓦,是中國最大水電能源基地,有著無窮無盡的開發潛力。
自九十年代開始,中國華東院承擔負責白鶴灘梯級電站的研究工作,為此他們研究勘測大量水文地質。1990年6月長江水利委員會制作的《長江流域綜合利用規劃簡要報告》通過國務院批準,正式開始實施。
2010年白鶴灘水電站開始籌建,歷經七年調研論證,最終在2017年7月全面修建,8月正式動工。選址在四川省寧南縣和雲南省巧傢縣境內,總投資2200億元,截止今日已經創造瞭六項世界第一、兩項世界第二、兩項世界第三。
白鶴灘水電站總裝機容量1600萬千瓦,世界排名第二,第一是三峽水利。單機容量100萬千瓦,世界排名第一。地下洞室總長217公裡,超過北京到天津距離,規模之大排名世界第一。攔河拱壩高289米,約等於一百層樓高度,世界排名第三。最大泄洪量每秒42348立方米,可在短短六分鐘內灌滿西湖,泄洪功率世界第三。
而白鶴灘水電站所采用的建築工藝和質量,根據數據和描繪也是達到瞭一流水準。
大體積混凝土的溫控防裂是長期困擾工程界的難題,為瞭防止出現溫度裂縫,白鶴灘水電站全壩選用我國自主研發的新型特種水泥——低熱矽酸鹽水泥混凝土。這種混凝土從攪拌到澆築,大概隻需要7分鐘,最終混凝土溫度不會超過8度。
水電站內部共設計安裝瞭16臺單機容量100萬千瓦的水輪發電機組,同時水輪機采用長短葉片轉輪,能保證寬負荷高效穩定的運行,目前這就是全球單機容量最大的水電機組。
此前我國最大單機容量不過85萬千瓦,從85千瓦到100萬千瓦的提升,代表著我國整個水電裝備制造產業技術水平的全面提升,可以說白鶴灘水電站就是我國水利工程最高水準的佳作,同時也是世界水電最高水平的創新工程和智能工程。
然而就是這樣一張閃耀矚目的工程名片,前些日子卻出現瞭一些令人詫異的小狀況。
護坡塌陷誰負責?
前些日子,白鶴灘庫區的水位有所下降,平日掩蓋在水域裡的護坡也被顯露瞭出來。經過實地觀察後,我們意外發現白鶴灘水庫的護坡竟然出現瞭五六處小范圍塌陷,塌陷處的沙子也被水流沖刷下來,堆積在下方的石子中。
水庫和水電站有著密切關系,並且水庫周圍普遍居住人口較多,一旦出現問題將會造成不堪設想的災難,對人民生命財產造成巨大威脅。所以我國在水庫建設上有著極其嚴格的標準,尤其是護坡的安全性和穩定性的要求更是近乎苛刻。.
水庫護坡作為水庫的防護結構,也能提升周邊路基的穩定性,起到支護作用。所謂護坡就是在水庫路基兩側建立一定坡度的斜面,讓路基呈現出梯形截面結構。因其舉足輕重的防護地位,護坡在一定程度上也能體現出整體工程抗壓抗災能力的高低。
影響護坡穩定性的因素有很多,第一是內在因素。護坡大多依據地形建立,要和當地環境進行深度結合,但如果當地環境的土壤巖層結構出現斷裂、排列等各種問題,就會造成護坡穩定性出現問題。
第二就是蓄水問題。水庫蓄水量多則幾百億立方米,時時刻刻都在對護坡造成沖擊,長期下來就有可能造成外部巖層沖垮。有時候水物質和巖層產生化學反應,也會導致護坡強度下降。
第三就是佈局以及日常活動。在護坡建造之初,就要充分考慮整體佈局和後續穩定性下降因素,因地制宜的采取不同修建方式,加強水庫護坡的抗壓結構,對施工進行綜合考慮。
其次人類的活動也會對水庫造成一定影響,少數居民認識不足,在進行一些有害護坡穩定性的私人活動時而不自知。再加上氣候溫差變化造成的影響,所以護坡穩定性下降導致出現問題是多個因素所導致。
再來細觀白鶴灘庫區護坡的塌陷處,我們會發現一些端倪。在平整完好的護坡面,我們會發現每個六邊形磚塊之間的連接縫隙都被水泥緊密填實。反觀塌陷區域磚塊間的縫隙則沒有被水泥填實,一些面積較大的塌陷處,磚塊之間的縫隙則更寬大。歷經水流的沖刷之後,磚塊下方的沙子也被卷到瞭岸邊。
對於這種現象,我們可以猜測將其歸過於工人施工時的一時懶惰,也可以借口解釋為水流成年累月沖擊導致。但無論如何辯解,庫區護坡質量存在瑕疵都是不爭的事實,我們甚至可以因小見大的去推測其他工程項目是否存在安全隱患問題。
那麼對於這種護坡塌陷,又有什麼挽救彌補措施呢?
首先可以進行一系列臨時緊急搶護,比如沙袋壓蓋,可以針對一些局部松脫、風浪偏小的區域,對塌陷區進行全面積壓蓋。
再比如拋石搶護,針對風浪偏大和塌陷情況,用小鵝卵石或者碎石來墊層,用於暫時抵抗風浪的持續性沖擊,這種措施比較適合白鶴灘情護坡況。
最後就是鉛絲石籠搶護,針對風浪極大、破壞損失嚴重的情況。用事先準備的石籠挪移到損壞區域,接著用鉛絲紮牢,填入石塊增強抗壓能力。
這些都是臨時性搶救的一時之計,想真正解決護坡損壞問題,還是要進行局部翻砌、永久加固等方法。不過在解決白鶴灘護坡問題之前,我們是否要反思一下問題出現的根源呢?你又有何看法?