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世界首座堰塞坝综合水利枢纽工程首台机组正式发电
时间:2020-06-28 信息来源:中国电建集团昆明勘测设计研究院点击数:201

云岭高原热烈的阳光

倾心托举智慧与胆识的辉煌

乌蒙大地欢畅的笑容

纵情挥洒努力与创新的激昂


2020年6月22日,峡谷欢腾,山水含笑。经过近6年的不懈努力,由中国电建昆明勘测设计研究院设计,水电基础局、水电十四局、水电七局、云南建投等参建的世界首座堰塞坝综合水利枢纽工程——云南昭通鲁甸红石岩堰塞坝综合水利工程首台机组正式投产发电。

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▲红石岩堰塞湖整治工程首台机组正式投产发电

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除害兴利  变废为宝

昔日堰塞体危在旦夕

今朝水利枢纽造福一方

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▲堰塞体治理前后对比

应急抢险:不畏艰险勇担当


2014年8月3日,一场突如其来的强震摇动着乌蒙大地,撕裂了云南昭通鲁甸县红石岩乡牛栏江右岸高达600米的陡峭山体,截断千年奔腾的江水,形成了红石岩堰塞湖。其库容达2.6亿立方米,江水以每天24米的速度快速上涨,直接威胁着下游沿江的10个乡镇3万余居民的生命安全。


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▲红石岩堰塞湖全貌(从下游往上游看)

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▲红石岩堰塞湖与上下游梯级电站关系图

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▲堰塞湖实景影像

灾情就是命令。昆明院火速行动,以全国工程设计大师、院总工程师张宗亮为代表的工程专家团队冒着生命危险,勇敢地站到了抢险战斗的第一线,在资料匮乏、情况危急、条件艰险、时间紧迫等不利条件下,前后方密切配合,不畏艰险、团结协作、昼夜奋战。

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▲原水利部副部长刘宁指导应急抢险

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▲张宗亮大师作为技术专家组组长投身应急抢险

紧急编制完成了《应急排险处置方案报告》等5本报告,为堰塞湖排险处置决策提供重要支撑;提出了空天地一体化应急抢险数据采集与集成方法,建立了堰塞坝应急抢险指挥平台,采取开挖泄流槽、拆除调压井施工支洞检修门等应急抢险成套技术,仅用9天就完成红石岩应急抢险处置,为下游灾区人民尽早地化解了险情。

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▲空天地一体化数据采集系统

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▲堰塞坝灾害应急指挥平台

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▲开挖泄流槽

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▲原电站调压井泄水

时任国家防总秘书长、水利部副部长刘宁以“莫道书生空议论,头颅掷处血斑斑”一语,高度赞扬了昆明院工程技术工作者在堰塞湖抢险工作过程中所发挥的作用和所展示的精神风貌。


后续处置:主动作为谋整治


应急抢险完成后堰塞湖仍然维持在1178m左右高水位运行,由于正值主汛期,若遭遇洪水极有可能导致堰顶泄流槽过流,红石岩溃堰风险仍然存在。为此,降低堰塞湖持续的高水位、拿掉悬在灾区人民头上的达摩克利斯之剑迫在眉睫。

2014年8月13日至10月4日,首次采用隧洞泄洪分流方式,40天开挖长278m应急泄洪洞与原红石岩引水隧洞及堰塞湖库区连通泄洪,快速降低水位解除堰塞湖险情,完成后续处置,为综合整治利用创造了条件。

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▲隧洞泄洪分流

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▲堰塞湖已放空

一般的堰塞体需在泄流冲刷后自然稳定,不可避免对下游沿岸会造成破坏。红石岩堰塞湖位于电站进水口和调压井之间,有独特的泄水通道;堰塞体以大块石为主,体量大、堰坡缓,自身稳定性好;堰塞体所处位置有稳定流量和水头落差。针对红石岩堰塞湖的上述特点,张宗亮大师及团队创新性提出“除害兴利,变废为宝”的理念,利用堰塞体改造成挡水坝,并新建一座201MW的电站,将红石岩堰塞湖整治成为集“防洪、供水、发电、旅游”等效益为一体的综合性水利枢纽工程。



综合整治:勇于创新开先河

堰塞坝综合整治是根除堰塞体风险、减灾兴利的重大举措,国内外尚无先例,现有技术难以解决堰塞坝勘察设计施工难题。昆明院牵头联合科研单位以及施工单位通过创新驱动,以及新技术、新材料、新工艺,新设备等“四新技术”的研发和应用,创建了堰塞坝整治利用勘察设计施工技术体系,成功建成世界首座堰塞坝水利枢纽工程!


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▲红石岩堰塞坝整治工程枢纽布置

感受创新脉动



堰塞体从应急抢险到后续处置再到改造为造福一方的堰塞坝水利枢纽,面临着诸多难题,主要有七大难题:


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以张宗亮总工为项目负责人的项目组依托国家科技项目,以“产学研用”深度融合创新模式,首创了堰塞坝“应急抢险—后续处置—整治利用”一体化技术体系,形成了一系列的创新成果。


创新点一:

创建了堰塞体风险识别与溃堰分析的应急抢险关键技术,攻克了堰塞体应急抢险快速响应与科学决策的技术难题。


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▲空天地一体化数据采集

创新点二:


首次提出了堰塞坝工作性态分析和安全评价新方法,突破了堰塞坝静动力工作性态分析和安全评价的技术瓶颈。


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创新点三:


创建了堰塞坝整治利用勘察设计与安全监控技术体系,开创了堰塞坝减灾兴利、整治利用的先例。


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▲堰塞坝大直径竖井勘探

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▲堰塞坝地质模型

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▲堰塞坝全生命周期管控平台

创新点四:


研制了堰塞坝整治利用的关键灌浆材料和施工成套装备,解决了复杂环境下宽级配堰塞坝防渗结构灌浆施工关键技术难题。


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▲全液压低净空大功率工程钻机

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▲集控自动制浆系统

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▲全液压灌浆泵

收获繁花满枝✿


由昆明院依托工程牵头完成的《堰塞坝应急处置与综合整治关键技术》荣获中国大坝工程学会科技进步特等奖。


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该项目团队成为国资委中央企业30个优秀科技创新团队之一。

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堰塞坝应急处置与综合整治关键技术项目组的成果有力支撑了红石岩堰塞湖应急处置与整治利用,已建设成具有防洪、供水、灌溉、发电等综合功能的大型水利枢纽工程。经历高水位和多次余震考验,安全运行。


项目成果支撑科学应急抢险与减灾、统筹确保流域安全、保障社会和谐稳定,生态环境效益突出。


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项目成果获发明专利23项,实用新型专利19项,软件著作权15项,发表论文129篇,其中SCI19篇,EI36篇,出版专著1部。形成了产学研用深度融合的研发团队,培养了一批创新型人才。

项目提出了堰塞坝应急抢险、性态分析与安全评价、勘察设计与安全监控三大技术体系,研发了灌浆材料与施工装备,首创堰塞坝“应急抢险—后续处置—整治利用”一体化技术体系,建成世界首座堰塞坝水利枢纽工程,在国际学术和工程界产生了重要影响,全面提升了我国堰塞坝应急处置与综合整治关键技术水平,显著提升了国家自然灾害防治技术能力。


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▲堰塞坝“应急抢险—后续处置—整治利用”一体化技术体系

同舟共济  荡尽惊涛愁云过

众志成城  迎来旭日彩虹飞