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丰满水电站全面治理(重建)工程投产发电纪实

来源:​中国电力新闻网 时间:2020-09-25 14:14

丰满水电站全面治理(重建)工程

全面投产发电纪实

  刘永奇 陈海波 黄坤

  新中国成立71周年之际,丰满水电站全面治理(重建)工程取得了令人瞩目的进展,世界水电史上首个“百米级坝高、百亿级库容、百万级装机”大型水电站重建项目如期实现了全部机组投产发电。

  “继承光荣传统,再创时代辉煌”。国家电网公司董事长、党组书记毛伟明同志8月5日在丰满水电站现场调研时做出的重要指示,至今仍激荡在人们心中。抚今追昔,更令人鉴往知来。丰满重建工程的全面投产,洗刷了中国近代遭受外来侵略的历史耻辱,宣告了丰满水电站已经重获新生!如今全新的丰满大坝拦河而起,全部机组高质量投产发电,这座处处闪耀着大国重器工业之美的精品工程正向世人展示着“一址双坝”的伟大奇观。丰满水电站这个83岁高龄的“中国水电之母”,一路筚路蓝缕、砥砺奋进,书写了不断自我超越的辉煌诗篇。

  一、江河——松嫩平原的命脉

  从白山到黑水

  从白雪皑皑的长白山天池奔涌而下,一路穿山越谷,浩浩荡荡,历经1900余公里后注入黑龙江,期间会嫩江、牡丹江诸水,在广袤的东北平原上冲积出中国大地上最肥沃的黑土地。这就是松花江,我国东北最大的内河。

  千百万年来,江河之水所向披靡,它们在群山中纵横蜿蜒,印刻了地球的生命;它们在平原上奔流回转,孕育着人类的文明。自古人们择水而居,城市临水而建,文明因水而兴。人类伟大的文明,无不以江河发端,以江河为标志,亦以江河相区别。

  松花江是东北地区各民族的摇篮,也是吉林、黑龙江两省及内蒙古东部大地的历史血脉。从肃慎、东胡到夫余、靺鞨,从契丹、室韦到女真、后金,先民们在这片土地上曾经创造出辉煌灿烂的历史和绚丽多彩的文明。抗日战争时期,一曲《松花江上》让无数爱国男儿热血激荡奔赴疆场。新中国成立后,革命官兵解甲归田化剑为犁,将北大荒开垦成为祖国的大粮仓。

  大山孕育了大河,平原则让它一往无前。松花江流域面积逾55万平方公里,年径流量超过750亿立方米,它和大大小小的支流一起,联结了长白山系和大小兴安岭,沟通了松嫩平原与三江平原,流经了东北一半的土地,滋养了哈尔滨、长春、吉林等37个市县,成为了东北大地的地理界线与联结纽带。

  物产丰富,水能充足

  在松花江奔流过的这片土地上,多样的自然环境带来了丰饶富足的物产。这里沃野千里,是全球三大黑土区域之一和世界著名的“黄金玉米带”,是中国最重要的粮油基地。这里丛山叠岭,是中国面积最大的森林区和最主要的木材蓄积地,野生动植物繁多。这里草场集中,畜牧业发达。这里河湖遍布,水产资源丰富。这里是中国重要的原油和矿产资源生产基地,也是中国重要的重工业基地。

  除了物产,松花江还蕴藏了充沛的水能资源。兴水利民,治水保安。新中国成立后,松花江流域先后掀起了数轮兴水治水的高潮,水利基础设施不断得到完善。在人们的不断努力下,整个松花江流域共建设了185座大中型水库,它们如同一串珍珠一样飘荡在松花江流域的山谷之间。

  二、丰满——中国大坝之殇

  在这一串珍珠之中,坐落在松花江上游的丰满水电站无疑是其中最耀眼的一颗。

  曾经是中国最大的水电站

  丰满水电站始建于1937年,是中国最早建设的大型水电站,号称当时亚洲第一水电工程。建设期间历经战乱,几度停工,直至新中国成立后,丰满水电站复建工程成为国家“一五”时期重点工程建设项目和最重要的电力建设项目。1960年工程完工后,在火电站规模仅以5万千瓦为衡量基准的当时,丰满水电站总装机容量达到55.25万千瓦,成为了那个年代中国最大的水电站和东北地区最重要的动力源泉,最高峰时约占东北电力系统总装机规模的50%、担负负荷的55%和发电量的43%。

  在改革开放以后,随着地区经济的持续发展和电网容量的不断扩大,丰满水电站在电网中尽管不复当年那般担负重任,但依旧发挥着重要的调节保障作用,并分别在1988年和1994年开始了二期和三期扩建工程。1998年三期工程投产后,丰满水电站总装机容量达到100.25万kW,迈入百万大厂行列,重新回到了电力行业的主力阵营。

  为电力事业和地方发展做出了重要贡献

  丰满水电站的建设和发展,为我国培养了大量的电力事业人才。2000余名专业技术人才从这里走向全国,新安江、葛洲坝、刘家峡、龙羊峡、三峡等大型水利枢纽工程中都闪现着丰满人的身影。依托丰满水电站,东北电力技师学院、东北电力学院等院校相继成立。“中国水电之母”和“水电摇篮”的称号由此传开。

  丰满水电站的建设和发展,也为推动地方经济提供了坚实基础。丰富低廉的电力资源,为东北地区的大规模工业建设提供了有力支撑。充裕的用水供应,也为为下游的工业发展提供了保障,并带来了产业集聚和人才集聚。东北地区从此成为新中国最大的钢铁工业基地、石油化工基地、机械工业基地和战略产业基地。

  辉煌背后见证苦难

  然而,这颗珍珠的背后却曾是中华儿女的苦难。丰满水电站的建设历程见证了日本帝国主义对中国人民的奴役和宝贵资源的掠夺。

  日本帝国主义对东北地区觊觎已久,早在1930年以前,就已经开始对东北地区的水利资源进行勘测,企图把东北变为他们赖以生存和进行侵略战争的物资供应地。“九·一八”事变后,日本帝国主义更是以“创造东北产业之原动力”为名,加速掠夺东北水力资源,先后提出了《满蒙电力资源及经济价值的研究》的报告和开发松花江、鸭绿江、辽河等9个水系37处水电站的计划。1937年,在日本关东军司令部的指示下,伪满政府制定出《松花江水力发电计划书》和大坝设计文件,完成了丰满水电站的全部初始设计并开工建设。

  丰满大坝设计高度92.7米,总长达到1080米,拦截松花江形成的水库是当时仅次于美国鲍尔德和福特佩克水库的世界第三大人工湖。浩大工程建设的背后是中国劳工们的辛勤血汗和累累白骨。整个电站建设工作中,技工均为日本人和朝鲜人,劳工全部是从中国各地强征而来的民工、战俘和犯人。劳工们吃不饱,穿不暖,住的差,不仅每天工作长达十五六个小时,还要时常遭受监工的打骂。随着侵略战争的不断扩大,日本帝国主义的经济条件急剧恶化,为了降低费用,日寇在残酷役使劳工的同时又竭力克扣工程的人工费用及用地和淹没赔偿的费用。大坝修建过程中,劳工被征用达10万余人,死伤者不计其数。大堤正北距江东岸的百米处被辟作扔弃和埋葬死难劳工尸体的地方,形成了丰满“万人坑”。

  大坝建设充满坎坷

  1945年,日寇战败撤退时,大坝尚未全部完成。不仅如此,大坝在建设过程中还存在严重的质量问题。

  自1941年太平洋战争爆发后,日本帝国主义在人力、物力以及财力上都感到极大压力,却又急需丰满水电站发电以满足军事需要。因此,工程建设中追求低投入高速度,导致工程质量严重下降。大坝施工中出现大量的蜂窝孔洞,使用的原料材质低劣,坝体渗水严重。

  针对大坝的安全隐患,国民党接收后,曾研究提出炸低溢流堰,用降低水库水位来保证大坝安全。因种种原因,国民党未对大坝进行修复,反而在撤退前下达了蒋介石手谕,图谋彻底炸毁丰满大坝和发电厂全部设备。

  东北解放后,苏联专家在进行丰满水电站修复和扩建工程设计时认为,如遇大洪水,薄弱部分的坝体有倾覆危险。为了确保大坝的安全,在离汛期仅剩两个半月的时间下,丰满水电站开展了抢筑混凝土的大坝加固措施,成功抵御了1950年的特大洪水。在这之后,丰满水电站就没有停止过对大坝的补强加固工作。1953年完成了坝基和坝体内的钻孔灌浆,1955年至1974年期间进行了坝体帷幕灌浆,1988年至1997年又开展了坝体外包混凝土、上游面沥青混凝土防渗、大坝预应力锚索等全面补强加固工程。但是,大坝的根本性问题始终未能彻底解决。

  三、重建——艰难的论证与抉择

  重建工程的由来

  2005年,在丰满大坝第二次安全定期检查中,国家电监会大坝安全监察中心组织专家组给出了鉴定结论,将丰满大坝安全等级评为“病坝”,主要问题包括“坝体混凝土施工质量差,造成渗漏冻胀影响大坝耐久性,特别是防洪安全”“大坝施工时未处理好的三条纵缝及若干条横缝,影响大坝整体性”“大坝混凝土先天质量缺陷,加上坝体渗漏压力长期居高不下,造成溶蚀、冻胀、开裂,使大坝稳定性和结构应力储备降低”“大坝防洪校核洪水位工况下,必须考虑机组参与泄洪,不满足现行规范规定”等四个方面。

  尽管长期以来大坝进行了多次修补和加固工作,但是先天性的缺陷无法就此得到消除。经过多年的运行,厂房结构、引水钢管、金属结构等隐蔽工程材质低劣的问题逐渐暴露。同时,坝体不断受到漏水的冲刷和侵蚀,流入坝基的漏水产生了扬压力,也在降低着坝体的稳定性。

  国家电监会在批复将丰满大坝安全等级评为“病坝”的同时,也对国家电网公司提出了要求,要采取合理有效措施,继续对大坝进行补强加固,提高大坝整体性和耐久性。为落实这一要求,国家电网公司展开了漫长的全面治理方案研究工作。

  多方案深入比选

  2006年2月,国家电网公司向国家发改委报送了《关于丰满发电厂水库大坝全面加固工程按基本建设程序开展前期工作的请示》。2006年4月,国家发改委复函同意按基本建设程序开展丰满发电厂水库大坝全面加固工程前期工作,并提出了“彻底解决、不留后患、技术可行、经济合理”十六字治理方针。随即,国家电网公司委托中国水科院、华东勘测设计院、北京勘测设计院、东北勘测设计院分别开展丰满大坝全面治理工程可行性研究有关工作,几家单位针对丰满大坝现状、存在的问题各自提出了推荐方案。

  2008年5月,中国水利水电建设工程咨询公司组织召开了丰满水电站大坝全面治理工程前期工作咨询会议。会议对所有全面治理方案进行了技术咨询,在充分讨论的基础上提出了《丰满水电站大坝全面治理工作咨询报告》。国家电网公司组织专家、科研、设计单位和咨询机构就丰满大坝全面治理进行了多种方案的深入研究,积极寻求最有效、最可行的治理办法。在历时2年的时间里,丰满水电站大坝全面治理工作从“加固”和“重建”两个方面一共开展了7个方案的论证。在水规总院的主持下经过多次比选和论证,确定在“灌浆加固方案”和“重建方案”两者中来最终确定全面治理方案。

  彻底解决,不留后患

  2009年7月,国家电网公司组织召开了丰满水电站大坝全面治理工程方案论证会,会议成立了以潘家铮院士为组长,国内相关院士、设计大师和专家组成的13人专家组,全面开展了方案论证比选工作。在充分听取与会各方面代表意见的基础上,专家组认为丰满大坝存在的缺陷是先天性的,虽经多年补强加固和精心维护,但固有缺陷仍然无法彻底消除。与会专家对两个重点比选方案进行了充分论证,从方案的技术可行性、治理效果及可靠性、耐久性、施工难度、施工期环境影响、水库综合利用以及社会经济发展水平对安全生产的要求等多方面综合分析;并考虑进一步提高大坝的防灾减灾能力,保障松花江流域的防洪安全,专家组同意推荐下坝址重建方案作为丰满大坝的全面治理方案。

  同意重建方案的不仅是专家组,还有吉林和黑龙江两省政府。丰满水电站全面治理工作直接关系着松花江流域的防汛安全,自方案论证开始就得到了吉、黑两省政府的高度关心和深入参与。对于“灌浆加固方案”和“重建方案”,两省政府在给国家电网公司的最终复函中,也一致选择了重建方案作为丰满大坝的全面治理方案。

  对历史和人民负责

  丰满大坝安全事关吉林和黑龙江省经济社会发展大局和下游几千万人民生命财产安全,责任重于泰山。

  2009年12月,在给国家电网公司的复函中,国家发改委同意丰满大坝按重建方案开展前期工作,同时指出:“重建方案按恢复电站原任务和功能,在原丰满大坝下游附近新建一座大坝,治理方案实施后,不改变水库主要特征水位,不新增库区征地和移民,新坝建设期间必须确保原大坝安全稳定运行。”

  站在对历史负责,对人民负责,对经济社会发展负责的高度,国家电网公司组织开展了大坝重建的可行性研究工作,并根据这一要求,在可行性研究阶段委托科研单位,结合工程实际开展了《施工期新老坝相互影响研究》等一大批特殊专项科研工作,为工程建设提供了有力的科技支撑。

  2012年10月11日,丰满水电站全面治理(重建)工程项目获得国家发改委核准。

  四、开工——筑起乾坤日月新

  各方高度重视

  在社会各界的热切关注下,在下游人民的热烈期待下,2012年10月29日上午,丰满水电站全面治理(重建)工程开工仪式在丰满水电站现场隆重举行。原全国人大常委会主任李鹏同志特地发来贺信,祝贺工程开工。在贺信中,李鹏充分肯定了丰满水电站全面治理和重建工程的重大意义,并要求国家电网公司高标准、高质量、高效率地按期完成治理和改建任务,让丰满水电站焕发新的青春,为国家作出新的更大的贡献。

  丰满重建工程受到了前所未有的关注和重视,国家电网公司破天荒地成立了由总经理担任组长的丰满重建工程建设领导小组,并由吉林省委常委、副省长以及水利部松辽委主任分别出任副组长,协调指导工程建设。承担工程建设管理任务的国网新源公司,则委派总工程师亲自担任丰满重建工程的实施单位丰满建设局的局长职务。国网新源公司还专门为丰满建设局开展了3次人才招聘,对现场的专业管理人员进行了充实。

  高标准建设起宏图

  这是世界上首个“百米级坝高、百亿级库容、百万级装机”大型水电站重建工程,工程建设难点多,施工条件复杂,无任何先例经验可循。为确保重建工程经得起历史的检验,工程依托中国水电水利建设工程咨询公司组建了院士、设计大师在内的特别咨询团,对丰满大坝建设全过程进行技术咨询。

  建设者们卯足了劲,自开工伊始就确立了“不辱光荣使命,确保国优工程”的建设目标,要以全新的建设理念,在新电站的设计上充分应用最前沿的科技成果,最先进的环境理念和高度的人文精神,建成一座精品工程和典范工程。

  攻坚克难见成效

  新建大坝位于原大坝下游120 米,新坝基坑开挖边线最近处距老坝坝趾仅40m,距三期电站厂房不足100m,坝基开挖时的爆破施工必须确保老坝安全稳定。工程在爆破开挖过程中,聘请了专业爆破监理,开展了多次爆破试验和监测,并根据试验成果严格选择爆破药量,对坝基开挖进行控制爆破,对重点部位监测质点震动速度,用高速摄像机监视爆破飞石,确保了开挖工作、周边建筑物和设备的安全。

  在东北严寒地区建设近百米高碾压混凝土坝,施工经验较少,施工过程技术问题复杂,安全质量管控难度大。不仅需要在大坝碾压混凝土施工中对混凝土的原材料、拌制、运输、碾压工艺等全过程进行管理,确保每一个环节的施工质量,同时还要做好混凝土的温度控制,防止由于施工期水化热的影响造成温差变化大,从而导致坝体混凝土产生开裂。

  丰满重建工程通过大数据、互联网等技术,成功研发了智慧丰满管控平台,实现了碾压质量的实时监控和精准感知,有效解决了高寒区混凝土重力坝碾压质量和温度控制难题,并且还具有广泛的推广应用价值。

  在建设者们昼夜不停的奋战下,离丰满老坝下游不远处,一座崭新的大坝已经逐渐拔地而起。

  五、防洪——年年悬在建设者头上的利剑

  关键的防洪枢纽

  松花江的上游山谷险峻,江水总是来得急、来得快。下游的松嫩平原地势平坦,河道宽浅、比降缓,泄洪速度慢,一旦遇上连续强降雨,往往洪涝并发,灾情严重。历史上松花江曾经多次发生洪灾。

  丰满水库是松花江流域防洪工程体系中最大的一座骨干水库,总库容约110亿立方米,占松花江流域185座大中型水库总库容的22%,直接由松花江防总和松辽委负责防洪调度。自建成以后,丰满水库就为保障下游人民的生命和财产安全做出了重要贡献。随着经济社会的发展和防洪要求的不断提高,丰满水电站原本以发电为主的任务也已逐渐转变为发电和防洪并重。

  根据资料统计,自1953至1997年,丰满水库所在的松花江上游第二松花江共发生洪水21次,丰满水库通过调节控制,削减洪峰流量达47%~81%,平均削峰率在60%以上。

  2010年7月至8月,第二松花江流域遭遇超百年一遇的特大洪水,丰满水库顶住上游水位继续上涨的巨大安全压力,保持机组全部停机和所有闸门全部关闭,大坝建成70年来首次连续13个小时“滴水不放”,确保了吉林市内河洪水错峰。2013年8月,松花江再次发生流域性大洪水,丰满水库又一次发挥关键作用,通过与白山水库联合调度,削峰率达到88%,将水库60年一遇特大洪水削减至20年一遇,并保障了下游与嫩江洪峰实现错峰。

  复杂的水库调度任务

  不仅要考虑防汛压力,还需要同时满足下游用水要求。

  新中国成立后,国家利用吉林市优越的供水条件,先后在境内投资修建了三大化工厂、造纸厂、铁合金厂、热电厂等重点工业基地,工业和生活用水量大。根据国务院批复的《松花江水资源保护规划(1992年版)》,为满足丰满水电站下游生产、生活及环境所需流量,丰满水库需保证150m/s的最小下泄流量。建成“引松入长”工程后,又考虑到向长春市11m/s的引水流量,需要丰满水库下泄流量不低于161m/s。短时间内低于此下泄流量,不会给下游供水带来严重影响,但是长时间维持此流量就会引起化工厂等沿江单位用水危机,导致居民生活用水得不到保障,用水企业停产或半停产,甚至引发安全生产事故。在每年5月到6月的灌溉时期,这一下泄流量要求还将进一步提高到361m/s。

  除了防洪和保下游供水外,工程施工期老坝还同时兼作新坝的上游围堰,需要为新坝建设创造干地施工条件,保证施工安全。统筹做好施工期水库调度工作,是贯穿整个工程建设期的一项核心任务。

  周密的调度安排

  重建工程对施工期水库调度实施方案进行了深入研究、计算,编制了详细的洪水调度方案,提出在不影响现有水库及其下游防洪目标安全的情况下,通过对白山、丰满联合调度的方式,确定了不同阶段水库水位控制方案,尽最大可能保证施工期在发生100年一遇以下洪水时,老坝溢洪道不开启,为工程建设创造干地施工条件,同时还兼顾了保下游供水任务。

  针对施工期各时段不同的发电、出流条件及工程建设情况,将施工期划分为四个不同的阶段。在其中最困难的第二阶段,丰满原一、二期机组均已拆除退出,泄洪兼导流洞尚未投入运行,仅有三期机组可以放流,水库运行还有下游干地施工条件约束。丰满水电站克服了机组连续运行的困难,加强运行巡视和维护检查,成功地确保了三期电站两台机组在关键时期经受住了考验。

  按照国务院批复的《松花江防御洪水方案》和国家防总批复的《白山、丰满水库洪水联合调度方案》,丰满水电站牢固树立防大汛的思想,在松辽委的精心指导下,与电网调度部门密切配合,强化水库控制运用会商,加强对汛情和台情的精准预测,全力保证了大坝、城市、流域、河滩及施工安全。

  整个新坝施工期间,丰满水电站同时保障了流域防汛安全和下游供水需求,不仅丰满三期电站保持了发电运行并成功经受住考验,也完全实现了新坝建设的干地施工,取得了防洪、发电、建设三丰收。

  六、蓄水——重现潮涌大江流

  老坝缺陷再次暴露

  2018年12月,丰满新坝已经接近完成浇筑。为了做好蓄水前的准备,工程开始对老坝进行拆除。老坝拆除采用松动爆破方式,将目标坝体爆破松动后,再利用机械进行清理,这样不会对上下游生产生活以及新坝产生影响。同时也利用冬季来水少的优势,同步开展了降水位工作。

  在工程前期论证阶段,为进一步了解老坝性态,华东勘测设计研究院曾于2007年至2008年进行了大坝钻孔取芯调查。经调查发现,三类坝体不良混凝土,平均占全孔段24.2%;芯样含泥较多,部分成粉状,并且这种现象随机分布在坝体混凝土之中。而在这次拆除过程中,老坝更是被发现混凝土存在骨料堆积架空、层间结合差和层间渗水等质量问题,暴露出来的问题比前期论证时掌握的情况更为严重,让人触目惊心。

  新坝为碾压混凝土重力坝,采用整体浇筑方式,坝体混凝土的强度和抗渗、抗冻等方面均严格执行最新的标准。新坝在设计中,针对碾压混凝土的特点,还进行了材料配合比及性能研究,并开展了大量的计算分析和现场试验,充分论证了碾压混凝土重力坝的结构安全性和可靠性。同时,通过对坝体分缝的研究比选,既保留了碾压混凝土重力坝大仓面快速碾压施工的优势,又有效降低了坝体施工期的温度应力,防止坝体产生危害性裂缝。重建后的新坝无论从整体性还是稳定性或是耐久性方面都远远优于老坝,泄洪能力和防洪安全性较之前也大幅提升。

  蓄水鉴定安全可靠

  按照水电站基本建设工程验收要求,水电工程进行蓄水验收前需要开展蓄水安全鉴定,主要是对工程蓄水验收前应具备的条件进行检查,确认大坝形象面貌和质量是否满足水库初期蓄水要求、引水和泄水建筑物是否完成、下闸蓄水施工组织设计是否完善、水库调度和度汛规划是否完备等。

  2019年4月,丰满重建工程蓄水安全鉴定专家组第四次来到丰满水电站开展现场活动,在详细查阅了建设相关资料并与有关参建单位进行磋商和讨论的基础上,最终提交了丰满重建工程的蓄水安全鉴定报告。报告的主要结论认为:“丰满重建工程布置合理,工程设计符合国家和行业规程规范要求,工程建设管理及质量管理规范,已完成工程的施工、制造与安装质量满足设计、合同文件以及有关技术标准要求。新坝坝前充水方案可行,工程蓄水期下游供水有相应保障措施,2019年汛期防洪度汛方案可行。”

  根据这个结论,专家组同意,丰满重建工程在2019年5月具备新坝挡水和后续初期蓄水的条件,可适时安排新坝坝前和下游基坑充水。

  新坝显露身手

  2019年5月20日,随着震耳的爆破声,丰满老坝预留的挡水坎被炸开了一个5米宽的缺口,松花湖水通过这个缺口缓缓涌向新坝,新坝和老坝间开始充水。运行了80年之久的丰满老坝正式退出历史舞台,建设了5年的新坝正式开始蓄水。

  按照预定的计划,蓄水工作分两步进行,第一步先拆除老坝预留挡水岩坎缺口,对新老坝间开始充水,经过10天左右,待老坝两侧水位达到同等高度后,再进行第二步,拆除老坝其他坝段挡水坎,水库开始整体蓄水。

  2019年6月17日,赶在松花江流域汛期来临之前,老坝爆破及清理挡水岩坎废渣工作全部完成,期间丰满水库水位最低降到了240.35m。随即,丰满水库马上执行回蓄任务,由白山水库向丰满水库进行补水,利用20天时间抬高水位近8米。

  在蓄水过程中,新坝的各项监测数据均无异常,大坝水平和垂直位移、坝基纵向和横向扬压力以及坝基渗漏量等指标均远小于设计计算值,大坝结构安全得到了充分检验。

  与此同时,2019年8月丰满水库流域受几次台风水汽影响,降雨特丰,累计达292mm,为历史第二位。得益于精准的水情和台情预测,丰满水库成功地抓住这次机会,按照预定调度方案逐步接近了正常蓄水位,创造了蓄满水库的有利条件,为工程在投产当年即达到枢纽工程专项验收条件打下了良好基础。

  丰满重建工程进入了投产前的倒计时。

  七、新生——绿水青山浩然归

  万众期待,王者归来

  与七年前高规格成立丰满重建工程建设领导小组并由总经理亲自担任组长一样,为了丰满重建工程首台机组的顺利投产发电,国家电网公司自成立以来首次为一项水电工程专门组建成立机组启动验收委员会,并由副总经理刘泽洪亲自担任启委会主任。

  一切准备工作都在紧锣密鼓的进行着。2019年6月5日,开关站率先完成倒送电。6月10日,首台机组附属设备顺利完成分部调试。6月15日,首台机组启动阶段的质量监督检查顺利完成。6月20日,首台机组启动验收委员会第一次会议成功召开。6月27日,首台机组正式开始整组启动调试。

  2019年9月20日,一个值得铭记的日子。经过了六年的艰难筹备和七年的艰苦建设,丰满水电站重建后的首台机组在这一天,完成了全部调试并经过72小时考核试运行,顺利投入商业运行。这一天,在万众期盼之下,丰满水电站重获新生!

  八十载岁月如歌,重生的丰满水电站发生了翻天覆地的变化。

  大坝更加稳固

  新坝在工程建设之初即确立了“不辱光荣使命”指导思想和“确保国优工程”建设总目标,全过程精心组织设计,高质量开展建设管控,成功建成了一座新时代的精品工程,一举洗刷了老坝的历史屈辱。

  工程建设过程未发生六级及以上人身伤亡事故,未发生一般施工机械设备损坏事故,未发生一般交通事故,未发生因施工引起的环境污染事件,工程安全管理可控、能控、在控,被评为“国家电网公司安全文明施工样板工程”。

  工程严格过程控制,细化标准工艺,铸就了过硬实体质量。大坝三级配碾压混凝土取芯单根最长23.18米,更是刷新了世界纪录。工程开工以来,各级领导和8位院士多次莅临现场检查指导,对工程建设给予了充分肯定。国家能源局将丰满重建工程列为质量监督示范项目。中国水力发电工程学会碾压混凝土筑坝专业委员会在丰满主办“碾压混凝土筑坝技术研讨会”,丰满工程“数字大坝、智慧建造”技术经验得到水电行业内一致认可并广泛推广。丰满重建工程建设管理已成为新时代国内水电建设的示范和标杆。

  绿水青山理念深入践行

  丰满重建工程地处AAAA级风景区,工程建设自始至终坚持环保优先,尽全力将对周边环境的影响降到最低,实现了水电工程经济效益与生态环境的可持续协调发展,生动地诠释了绿水青山就是金山银山这一理念。

  重建方案本身相比其他加固方案,带来的降低水位运行期最短,对地区生态环境影响最小。在建设过程中,工程充分考虑环保因素,对两坝并存和大坝拆除期水库运行以及下游景观影响等一系列关键因素进行了详细的技术研究,实现了下游水质和水生态以及城市景观的有效保护。

  老坝拆除过程要经历降水位期和回蓄期,工程从对库区生态环境影响的关键时段和因素出发,与历史运行过程中的水库平均状况进行综合比较分析,确定了库区冬季冰封期是对库区生态系统稳定性的干扰影响最小的时段,并将降水位时段集中于此,通过采用与上游白山水库联合调度的方式,来保障下游环境、生活和灌溉用水需求。

  工程研究了老坝拆除高程对水库水温结构及下泄水温的影响,在进行综合比较分析后,最终确定了以维持下游不封冻河段为控制目标,从而更加合理地对老坝拆除高程进行了优化。工程利用老坝拆除下来的剩余岩坎,形成前置挡墙,进一步调节了下泄水温,保护了下游水生态环境。

  工程还针对水电站运行如何影响雾凇景观开展研究,对水电站运行下泄的水温和流量等进行了详细的统计分析,确定了雾凇景观形成的边界条件,并据此制定了保障雾凇景观的电站运行调度方案。

  工程首开了在松花江高坝修建过鱼设施的先河,修复松花江467千米长的鱼类生态环境,打通了中断八十多年的鱼类洄游通道,使得松花江流域上下游生物多样性得到改善。大坝主体过鱼设施包括“集鱼系统+升鱼机+放流系统”,整体位于枢纽右岸。集鱼系统环绕厂房尾水渠布置,按照尾水水位变化幅度,鱼道全程在4个高程设置了6个进口,结合运行实际调整开启方式。过鱼设施可自动将集鱼系统内的鱼通过升鱼机系统升到坝顶,并送到运渔船上,然后放流。

  八、奋进——为使胜利更精彩

  双线作战展现央企担当

  2020年,突如其来的新冠肺炎疫情席卷全世界。“疫情就是命令,防控就是责任”,工程建设单位第一时间发起了总动员,通过手机终端召开视频会议,深入学习贯彻习近平总书记重要讲话和指示精神,严格落实国家电网公司工作部署,对疫情防控、工程建设工作进行了布置安排。在“一个提高、六个强化”工作总要求的指引下,工程于2月20日通过地方政府检查,率先实现复工复产,在2019年完成3台机组投产任务的基础上,精心组织,克难困难,全力按照预定的里程碑计划向最终的胜利奋进。

  丰满重建工程总用工达2000余人,施工人员多为外地人,疫情对人员返场、设备进厂、土建施工和安装调试作业面恢复造成很大影响。全体建设人员坚定不移,迎难而上,充分发挥了央企生力军作用。工程加强防控知识宣传,提前制定施工单位入场计划,包租宾馆建立返吉人员独立隔离点,实现工人分批入场;做好施工现场人员测温准入、安全保卫、日常消杀、管理人员到岗到位、特种作业监管等工作;第一时间采用远程办公方式全面梳理未到货设备清单、产地、进度,分专业专人与各设备厂家沟通协调设备运送、调货、存储等事宜,将疫情对设备供货的不利影响降到最低。

  自复工以来,现场捷报频传。2月28日,4号机组高质量完成盘车工作,各项关键指标测值均在国家标准规定的优良范围以内。3月16日,所有调试有关人员已按计划分批到场。4月28日,4号机组顺利投产发电,性能指标相较前三台机组再创新高,导轴承最大绝对摆度值仅为0.05毫米以内。5月下旬,吉林市出现疫情反弹,工程严格落实常态化疫情防控措施,对办公、施工、生活营地全部采取封闭式管理,全员签订责任书,实施核酸检测全覆盖,实现了全体人员零感染、零疑似。7月24日,5号机组再度实现高质量投产发电。

  在疫情大考中,丰满重建工程交出了满意答卷,撑起电力抗疫的“一片天”,展现了央企的责任担当!

  精雕细琢创造国际领先

  20万千瓦常规水电机组在国内屡见不鲜,但机电安装质量和机组性能达到丰满重建工程这样水平的却少之又少。

  在机组研发制造过程中,技术人员为丰满水电站量体裁衣,对水轮机模型转轮进行了大量创新优化,以丰满水电站近80年的机组运行数据为基础,结合水情、电情,在开发出的13个新转轮模型中优中选优确定选取第11个,最终水轮机模型和真机试验综合性能指标达到世界领先水平。

  工程在水电行业首次引入管路工厂化预制技术,建立管路工厂化预制系统,从管路下料、切割、组对到焊接,所有工序均在工厂自动化流水线上完成,管路焊缝一次合格率可达99.9%,大幅提升了设备本质安全水平。

  工程坚持追求“一次成优,过程创优”,高标准开展机组安装调试工作,关键指标要求在国家规范优良标准的基础上提高30%以上,每道工序都精雕细琢,严格把关。六台机组的导轴承最大绝对摆度值全部控制在0.1毫米以内,无可挑剔实现了同类型机组国际领先。

  水电工程质量监督总站一位专家说:“丰满重建工程的质量前所未有,新水电站从大坝外形到坝体质量、特别是机组的设计和运行效果都是前所未有的,我也看遍国内外的各种大小电站,但是新丰满是我迄今为止看到的最好水电站——没有之一!”

  如期投产增添胜利精彩

  2020年9月25日,丰满重建工程克服了重重困难,如期实现全部机组投产发电。这是史无前例的大型水电站重建工程,是全体建设者不辱光荣使命铸就的新时代精品工程!这颗绚丽的电力明珠在松花江上再度璀璨亮起,为新时代增光添彩。

  这是一座绿色能源基地、教育培训基地、旅游观光基地、可持续发展的现代水电基地,这是一座推行数字化设计、智慧化管控,体现“中国特色”“中国智造”的现代化智能水电站!

  新的丰满水电站,恢复了大坝的正常防洪功能和汛限水位,水库综合运用能力大幅提高,能更好地满足下游150万亩农田灌溉取水和990万城市人口生活用水需求,助力松花江流域生态环境保护和东北老工业基地振兴,对促进东北地区经济社会发展具有重大意义。新的丰满水电站,总装机容量达到了148万千瓦,发电能力较原来提升了接近一半,实现了新机组在额定水头以上全负荷状态下的稳定运行,能更好地服务于东北地区的电力供应和电网调峰需求,更好地助力东北地区新能源消纳。

  初心不改,方得始终。新的丰满水电站将秉持老企业优良传统,肩负民族的使命、国家的使命、专业的使命,再塑新国企和谐典范,以“不向困难退半步,只向胜利添精彩”的斗争精神,在国家电网公司科学战略的引领下阔步前进,用习近平新时代中国特色社会主义思想这把“金钥匙”,为国家电网公司建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业而努力奋斗!

  竖起中国水电建设史上新丰碑!新丰满正迎着朝阳走向未来!

(黄晶 张强 摄)

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