科技引领发展 “创新”弄潮金沙

　　 中新网湖北新闻12月25日电 题： 科技引领发展 “创新”弄潮金沙——葛洲坝集团乌东德施工局科技创新纪实

　　作者：李铭

　　科技是第一生产力，创新是企业发展源动力。科技兴企，是葛洲坝集团长期坚持的重要发展战略。进驻乌东德工地以来，葛洲坝三峡建设公司乌东德施工局一直秉持科技创新发展理念，坚持技术先行，加强科研攻关，四年来，施工局共获得实用新型专利授权25项，发明专利授权1项，省部级以上工法1项，攻克了工程建设中的种种难题，为乌东德工程顺利开工奠定了坚实基础，也为葛洲坝集团创优质工程、铸世纪丰碑提供了强而有力的技术支撑。

　　 新工艺 导流洞内解难题

　　2014年，时值导流洞过流前期，乌东德左岸导流洞各项目施工均如火如荼推进。但导流洞进出口由于受地质影响，开挖进度略为滞后，门槽施工若采用常规二期施工方法，施工进度无法满足合同工期要求，进而造成过流延误，引起巨大经济损失。所谓穷则变，变则通，面对困境，葛洲坝三峡建设公司乌东德施工局组织技术人员开展了深井门槽快速施工技术研究，力求通过技术手段达到节省工期的目的，“深竖井门槽一次成型施工工法”由此应运而生。

　　常规闸门槽混凝土分为两期施工，先浇筑闸门槽一期混凝土，在门槽埋件部位预留二期混凝土结构，埋设一期插筋。错开一定高差后，开始自下而上搭设操作排架形成施工作业平台，再将一、二期混凝土结合面人工凿毛，进行门槽埋件安装、加固、调校、验收，最后立模浇筑二期混凝土。

　　先后进行一期、二期埋件安装及混凝土浇筑，土建、金结来回交面，且需搭设操作排架辅助施工，施工干扰大、工序繁多，且成本高、工期长，加之一、二期施工上下交叉作业，安全风险较高。“深竖井门槽一次成型施工工法”一改常规，使用“爬升式门槽埋件及混凝土施工台车”达到门槽埋件与一期结构混凝土同步施工的目的，以简化施工工序、加快施工进度。新型台车集成了门槽埋件标准化安装、一期混凝土浇筑埋件精度控制、台车自爬升和施工安全作业平台四个关键功能，利用爬升式门槽台车辅助门槽埋件安装及加固，使其整体性更加稳定，保证了闸门槽埋件一期安装质量。该项工法的运用，使乌东德水电站左岸导流洞工程施工缩短工期2个月，节约成本1671.5万元，为乌东德左岸导流洞顺利过流做出了突出贡献。

　　目前，该项工法已先后荣获“四川省省级工法”、“中国电力建设企业协会科技进步奖三等奖”、“中国电力建设企业协会工法”等荣誉，不仅提升了葛洲坝集团的技术水平和企业核心竞争力，同时也为国内大中型水电站工程施工提供了有效的技术支持。

　　 新设备 主厂房里显神威

　　乌东德水电站装机容量位居中国第四，世界第七，地下工程规模宏大。左岸地下电站主厂房开挖高度高达89.8米，上、下游边墙起拱线以下高度超过80米，设计布置有近1700束预应力锚索，长度20至45米不等，施工难度尤大。

　　依据设计方案，主厂房按照8米左右高度分层开挖。锚索施工通常会在每层开挖结束之后搭设操作排架进行施工，或采取3至4米小分层开挖方式以便于利用开挖平台，采用小型履带式锚索钻机进行锚索造孔。但以上两种施工方式施工进度均较为缓慢，且施工干扰较大，安全风险较高。乌东德水电站2020年发电目标时不我待，施工局当即着手组织攻关团队从设备选型与改进、施工工艺优化等方面进行创新研究，以攻克大型洞室锚索施工难题。

　　如何在大层开挖中使用锚索钻机进行锚索施工成为该项研究的关键。为此，施工局对常规锚索钻机进行了改进，研制出JBY680全液压长臂履带式钻车，通过电动机、液压油泵、换向阀等部件实现钻机行走、回转、推进及钻架角度变换，完成各种预定动作。新型钻机可出色完成8米范围内的锚索造孔施工，加之采用了电动全液压动力系统，在延续原钻机性能稳定的基础上，增大了钻机动力，使钻机施工效率得到了极大提高。

　　采用改进型锚索钻机后，固然省去了排架搭设，但由于每层开挖后高度较大，传统人工入索的施工方法已无法实施。施工局继而研发了锚索液压自动入索装置很好地解决了这一难题。该装置由基架、液压油缸、液压卡箱、导管等部件组成，通过液压系统带动两只机械手臂交替推进，实现了锚索自动入索。对比常规人工入索需要20人，耗时1.5至2小时方能完成一束锚索入索的施工效率，液压自动入索装置仅需40分钟即可完成一束30米长的锚索入索施工，且人工仅需3至5人，大大提升了工效。

　　创新不止于此，在锚索注浆环节，施工局还对原设计采用的锚索注浆止浆环进行了改良。常规的橡皮充气气囊止浆环由于固定困难，在入索过程中经常发生移动或损坏，影响施工质量。为在地下洞室施工中树标杆、创典范，施工局创新采用充浆式帆布止浆包替代了气囊式止浆环，有效填充了索体和孔壁之间的空隙，并通过注浆管在止浆包内切割长5厘米左右的缺口，在内锚段注浆时浆液通过缺口充满止浆包，从而起到止浆作用。

　　大型洞室高边墙锚索施工技术在乌东德水电站左岸地下厂房开挖支护工程中得到了成功应用，由于避免了搭设脚手架实施支护，实现了主厂房大层开挖支护的方案，节约直线工期约2个月，同时避免了采用排架所带来的安全风险，直接创造经济效益达到1100万元。充浆式帆布止浆包的运用，也充分确保了锚索注浆质量，质检结果显示，主厂房锚索注浆一次检验合格率达到了100%，施工质量达到国家一流水平。

　　该项创新技术得到了葛洲坝集团及国家级学术协会的认可，获得了葛洲坝集团三峡建设公司科技进步奖一等奖。在中国电力建设协会2015年度电力建设QC成果评审活动中，大型洞室高边墙锚索施工技术一鸣惊人，技压群雄，成功摘得桂冠，为国内大型地下洞室施工技术添上了浓墨重彩的一笔。

　　 新材料 高边坡上见奇效

　　乌东德水电站河谷狭窄，岸坡陡立，高位自然边坡整体稳定性良好，但存在块体、潜在不稳定倾倒岩体、盖层缓倾顺向坡及倾倒变形体等四个局部问题，同时还存有大量坡面危石或浮石，对坝肩下部开挖施工造成了极大安全隐患。为保施工安全，高位自然边坡治理刻不容缓。

　　在以往的高边坡坡面防护工程施工中，多用挡墙、护墙、挂网锚喷、预应力锚索框架等进行防护。但此类刚性防护工程量较大，在高陡边坡上施工较为困难，且会增加边坡荷载，易引起边坡岩面崩塌、岩块滚落等地质灾害。攻坚时刻，葛洲坝乌东德施工局积极转变思路，发扬创新思维，引进了SNS柔性防护网进行边坡防护施工，并深入展开技术研究，制定了一整套依托于新材料的施工工法。

　　SNS柔性防护网分主动防护网和被动防护网，均呈网状结构，铺设于边坡坡面，不破坏原始地貌，视觉干扰较少，便于人工绿化，对环境保护有着重要意义。加之该防护属于柔性防护，不会增加坡面荷载，不破坏坡面现状，有利于坡面稳定，且工程量较小，施工工序简单，对缩短工期、降低工程造价有着积极促进作用。

　　为了保证新型材料发挥应有效用，施工局研发了可调速材料转运装置，利用卷扬机、绳索将材料沿坡面进行转运，解决了材料垂直转运难题，减少了运输成本，提高了运输效率和安全性。同时，施工局还设计了自然边坡上悬空排架，利用可调节长短的固脚支撑体系在倒悬部位搭设悬空排架，解决了历来边坡倒悬部位施工困难的难题。

　　SNS柔性防护网的运用，不仅加快了施工进度，还大量节约了施工成本，目前已产生经济效益约300万元，而其对环境保护所做出的贡献则难以用金钱衡量，待巍峨的大坝横卧金沙，边坡两岸葱葱郁郁，方能昭示科技创新功在当代、利在千秋的福泽。

　　创新，使自然边坡安全得以保证，同样也使工程边坡开挖得到科技提速。随着工程建设脚步的加快，常规边坡开挖50天下挖30米的速度已逐渐不能满足葛洲坝人对进度的要求。“40天下挖30米”，这是葛洲坝集团乌东德施工局在边坡攻坚战中给自己定下的目标。新一轮的科研攻关旋即展开，施工局引进了T35钻机等先进施工设备，脱离排架进行锚杆造孔施工，以便迅速完成边坡浅层支护，确保下挖安全，进而达到二层下挖与一层锚索施工等深层支护同步进行的目的，扭转常规施工方法必须一层支护完毕方能进行下层开挖的局面，从而节省工期。“边坡快速开挖支护方案”目前已在乌东德左右岸工程边坡施工中得以有效运用，并在左岸水垫塘区域取得了阶段性战果，创下了4个月下挖135米，月均下降33.75米的骄人成绩。随着方案的不断运用与完善，葛洲坝乌东德施工局也将会为国内外水利工程施工提供又一份宝贵的经验瑰宝。

　　四年辛苦耕耘，四年春华秋实，葛洲坝乌东德施工局以科技推动工程建设，以创新促进企业发展，在乌东德工程开工之际，向国家、向人民交上了一份充实的答卷。伴随着工程建设全面铺开，施工局也将一如既往高举创新旗帜，一路高歌猛进，在乌东德高峡两岸，树起一座镌刻着科技与创新的世纪丰碑。