在川滇兩省交界的大峽谷處,這里山高云低,峽谷綿綿,地勢陡峭,奔騰不息的金沙江似乎被吸引住了,在接近180度的回眸后,她放緩了腳步。上世紀(jì)50年代初,一支勘測隊發(fā)現(xiàn)了溪洛渡。從此,溪洛渡的名字逐漸孕育、演繹、遠(yuǎn)播,成為巨型水電工程夢想升起的地方。
溪洛渡,以1386萬千瓦裝機容量位列中國第二、世界第三大水電站,也是金沙江開發(fā)的啟動工程,它的成功與否,將影響到金沙江其它水電項目的開工建設(shè)。這座凝聚無數(shù)水電人年華,承載幾代勘測設(shè)計者夢想的豐碑,終于在2014年完成華麗蛻變,18臺單機77萬千瓦機組全部投產(chǎn),截至目前,高285.5米的巍巍雙曲拱壩已經(jīng)經(jīng)受過三個汛期考驗,累計發(fā)電量突破1500億千瓦時。
舉杯慶祝時刻,有太多的事值得回顧,太多的人值得敘說。縱觀溪洛渡工程從前期到建設(shè)階段多年來的風(fēng)風(fēng)雨雨,不能不提到第四任總設(shè)計師、公司總工程師王仁坤。
王仁坤,清華大學(xué)博士,教授級高級工程師,入選新世紀(jì)百千萬人才工程;擔(dān)任國家認(rèn)定的企業(yè)技術(shù)中心主任,國家能源高混凝土壩分中心和大型地下工程分中心主任。2016年12月,當(dāng)選第八批全國工程勘察設(shè)計大師。
堅守:30載付溪洛渡
溪洛渡,綜合技術(shù)難度高,具有高拱壩、高地震、巨泄量、超大地下硐室群的特點。為了拿出溪洛渡安全可靠、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)境優(yōu)美的工程建設(shè)方案,幾代成都院人付出了艱苦卓絕的努力。
王仁坤是其中典型代表。他1986年從河海畢業(yè)后,分配到成都院,就一直從事水電工程設(shè)計工作,先后主持或參與國內(nèi)外20多座大、中型水電工程設(shè)計,從一名普通的工程師,逐漸成長為成都院技術(shù)最高決策者之一。在溪洛渡工程上,王仁坤干了30個年頭。
用一個字描述他與溪洛渡的關(guān)系,那就是“愛”。30年間,發(fā)生了數(shù)不清關(guān)于他與溪洛渡之間的故事,隨便摘取其中一二,這種情感都生動撲面。
2005年,是溪洛渡開工年。在典禮上,王仁坤神情專注,他為之奮斗整整20年,用自己的青春,智慧與汗水澆灌的溪洛渡之花,此刻正盛大綻放。在開工典禮結(jié)束后,出席典禮的領(lǐng)導(dǎo)和嘉賓考察了溪洛渡工地。一路上,王仁坤仔細(xì)地、帶著偏愛地向來賓詳細(xì)介紹溪洛渡的各種情況。
另一個故事發(fā)生在2007年。在溪洛渡截流準(zhǔn)備工作會上,王仁坤作了主題匯報。
這個匯報,思路清晰,語言誠懇,透著一股自信。
他說,截流成功與主體工程建設(shè)正常推進(jìn),需要建設(shè)各方的共同努力。作為工程主體設(shè)計單位,將積極做好影響分析,提出合理的調(diào)整設(shè)計和技術(shù)要求,以有利于加快工程建設(shè),實現(xiàn)導(dǎo)流工程安全過流與度汛;提出明確施工技術(shù)要求,確保圍堰安全,為大壩基礎(chǔ)施工創(chuàng)造正常的工作條件;加強與地方政府的聯(lián)系和溝通,做好圍堰庫區(qū)涉及移民搬遷和庫區(qū)清理的相關(guān)涉及工作。
王仁坤向大會傳達(dá)了一個讓人民滿意,讓業(yè)主放心的目標(biāo)。他說,成都院黨政領(lǐng)導(dǎo)高度重視溪洛渡工程的設(shè)計工作,對溪洛渡項目管理提出了明確設(shè)計工作目標(biāo)——趕進(jìn)度,控質(zhì)量,典范工程,精品設(shè)計。溪洛渡項目部立足“詳策劃,重投入;分項具體,落實到人”的管理思路,積極設(shè)計,深化設(shè)計,動態(tài)設(shè)計。
每個故事背后,王仁坤都讓我們感動,感動于他的堅守,一個工程一干幾十年始終無悔,讓人對成都院人肅然起敬。
優(yōu)化:主心骨的帥卒范
王仁坤認(rèn)為,優(yōu)秀設(shè)計離不開超前的設(shè)計思維和先進(jìn)的設(shè)計理念。妥協(xié)于常規(guī),在王仁坤看來,對不住溪洛渡的偉大和自己的職責(zé)。于是,整個溪洛渡設(shè)計過程中,他的這種意識在工程的優(yōu)化、深化設(shè)計中得到了充分體現(xiàn)。
雙曲拱壩是適合于狹窄河谷修建、安全性與經(jīng)濟(jì)性較優(yōu)越的壩型,具有結(jié)構(gòu)合理,受力好,可以大大節(jié)約混凝土的優(yōu)點。
王仁坤屬于專家型領(lǐng)導(dǎo),思維敏捷,所有工程的數(shù)字和技術(shù)難題都刻在腦海里。
作為科學(xué)家,王仁坤經(jīng)常問自己:
“我們設(shè)計的拱壩體型是不是已經(jīng)最優(yōu)?”
“建基面抬高,能保證安全嗎?”
類似這些問題,經(jīng)常在他頭腦縈繞。
但他明白,主導(dǎo)設(shè)計的總工要有主心骨,不然什么事也做不成。
夜深人靜,王仁坤仿佛又聽到了遙遠(yuǎn)的江河的呼喚,又看到了那不舍晝夜流速的大江,他決心走一條新路,闖一片天地。
于是,他從最具挑戰(zhàn)性的拱壩建基面下手。建基面優(yōu)化開始了。
混凝土拱壩建基面在可研階段是放在微新巖體上,進(jìn)行優(yōu)化后,主要利用弱風(fēng)化下段巖體,顯然,作為建基面的巖體等級略有降低,相應(yīng)的各種指標(biāo)、變模和強度參數(shù)亦有調(diào)整,對于一座特高拱壩,這樣做行不行?究竟對大壩的安全有沒有影響?影響到什么程度?這顯然不是一個簡單的算數(shù)題能給予結(jié)論。特高拱壩的建基面嵌深嵌淺,對投資影響巨大。
整個成都院飛速運轉(zhuǎn)起來。全院都在拼搏,辦公大樓徹夜燈火通明。
熟悉的人都說,王仁坤既是帥又是卒。為了把工作做得更細(xì)致、更扎實,他一方面組織和指揮著設(shè)計人員,一方面親自計算,解決最棘手的問題。
長久的摸爬滾打之后,王仁坤對建基面優(yōu)化問題已經(jīng)胸有成竹了。
建基面適當(dāng)外移,通過加強基礎(chǔ)固結(jié)灌漿及錨固處理,仍可維持基礎(chǔ)具有良好的承載能力和抗滑穩(wěn)定,優(yōu)化后的拱壩方案,大壩安全不僅維持原有等級不變,而且因建基面嵌深減少,拱的跨度減少,整體剛度增強,大壩整體超載安全度略有提高——這些都經(jīng)過了巨量數(shù)值分析計算和物理模型驗證。
別看這么一個細(xì)微調(diào)整,基礎(chǔ)開挖和大壩混凝土澆筑工程量較可研推薦方案分別減少約160萬方和110萬方,節(jié)省工程直接投資約6億元,經(jīng)濟(jì)效益十分顯著?!痘炷凉皦蝺?yōu)化設(shè)計報告》獲得多名院士、專家組成的審查專家組一致肯定,被潘家錚院士稱為“高壩設(shè)計寶典”,并對成都院設(shè)計團(tuán)隊給予這樣的評價,“對工作的認(rèn)真負(fù)責(zé)、不斷前進(jìn)的精神是應(yīng)該充分肯定的”。
溪洛渡拱壩優(yōu)化設(shè)計獲得2006年度全國優(yōu)秀咨詢一等獎,建基面優(yōu)化科研成果獲得四川省2010年度科技進(jìn)步一等獎。
經(jīng)過一年多的努力,在王仁坤的領(lǐng)導(dǎo)和主持下,優(yōu)化設(shè)計全部完成。
擔(dān)當(dāng):三思后行破難題
更難能可貴的是,王仁坤有著通透的領(lǐng)悟能力。
他對孔子“三思而后行”有過這樣的解釋,面對問題,多思考,找思路,并上升到思想的高度定出路,如此再三思考后的行動就不會偏離真正能解決問題的有道之路。溪洛渡團(tuán)隊在他的帶領(lǐng)下,成熟壯大,與他這種智慧分不開。
說說溪洛渡豎井的事兒。
溪洛渡左右岸地下廠房各布置2條出線豎井,其中有3條豎井內(nèi)徑為10米,一條豎井內(nèi)徑為11米;豎井深度左岸為488.5米,右岸為493.50米,均超過東方明珠電視塔,右岸豎井高度甚至超過上海環(huán)球金融中心。
豎井主要分設(shè)管道井、電梯井、樓梯間、前室、加壓送風(fēng)井及電纜井等多個部分,可以看出,豎井除了電纜敷設(shè),更是連接地面與地下、通風(fēng)及安全疏散的重要通道。
以目前的施工技術(shù),如果在巖石上開挖如此深度的豎井,并不算什么難事,而溪洛渡豎井偏偏遇到了攔路虎——覆蓋層,而且深度達(dá)120米,往下才是巖體。
除了厚,豎井覆蓋層還有兩個特點,一是組成極其復(fù)雜,自底至表由老到新,分別為古滑坡堆積體厚約30至40米、冰水冰川堆積體厚約40至50米和上部洪積層厚約40米左右;二是地下水發(fā)育,汛枯水位變幅大。
考慮結(jié)構(gòu)襯砌需要,開挖斷面直徑在14至15米,這么大尺寸的電纜豎井穿越如此巨厚覆蓋層,在水電工程及其他礦井工程中尚無先例。如何設(shè)計?如何施工?又如何確保覆蓋層豎井大斷面施工的井壁穩(wěn)定安全和豎井長期運行安全?
只設(shè)計出來,不管施工方案,直接推給施工單位解決這個難題?這顯然不是成都院的風(fēng)格,正如王仁坤所言,不考慮施工的設(shè)計方案,即使再完美,也只是海市蜃樓,鏡花水月,只能存在于紙面上。
追尋答案的過程,并不順利。
了解到煤礦的一些礦井組成,與溪洛渡的出線豎井的覆蓋層有某些相似性,于是成都院人趕往這些地方,調(diào)研并收集礦井工程施工經(jīng)驗。結(jié)果令人失望,這些礦井的組成,更有利于井的形成,最大的不同是它們深度往往較小,超過50米的都不多見,處理起來相對容易。依葫蘆畫瓢,絕對行不通。
在工程界,覆蓋層成井的處理方式,大致有冷凍法,沉井法、灌注樁法,等等。
這些方法適合溪洛渡嗎?
我們看看冷凍法。利用人工制冷技術(shù),使地層中的水結(jié)冰,將松散含水巖土變成凍土,增加其強度和穩(wěn)定性,隔絕地下水,以便在凍結(jié)壁的保護(hù)下,進(jìn)行地下工程掘砌作業(yè)。在地鐵盾構(gòu)隧道掘進(jìn)施工、雙線區(qū)間隧道旁通道和泵房井施工、頂管進(jìn)出洞施工、地下工程堵漏搶救施工等方面運用比較成熟。
溪洛渡豎井的特點之一是地下水發(fā)育,似乎滿足制冷的條件,但汛枯水位變幅大,沒水的部位需要注入水才行,而外力水對古滑坡堆積體是個致命破壞力。另外,豎井越深,制冷效果越差,安全如何保證?在以人為本的今天,每個個體的生命大于天,有誰敢去施工?
再看看灌注樁法。在這里,泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工似乎更符合實際。利用泥漿護(hù)壁,鉆孔時通過循環(huán)泥漿將鉆頭切削下的土渣排出孔外而成孔,而后吊放鋼筋籠,灌注混凝土而成樁,如此反復(fù),繞豎井一周形成樁壁,之后在樁的作用下,開挖豎井。先不論目前的灌注樁施工百多米的技術(shù)難度有多大,效果有多好——樁的角度,只要偏離0.1度,最底端就偏差20公分——光看這么多樁的成本,就讓人咂舌,況且共有4條豎井。
因此,照搬采用這些常規(guī)方法,費用無法估量,也不符合本工程的實際。
在這些“尋常路”上繞圈,總是不得要領(lǐng)。只得放棄。
但問題擺在那兒,總是要解決的。
王仁坤再一次表現(xiàn)了一個總工的魅力,他要找出適合溪洛渡豎井的方法。
“溪洛渡投資六百億,即使多投入十多億,增加的比例也不大,但成都院人絕不會允許這樣的事出現(xiàn)!”王總拍著胸脯,對犯難的參建各方表明了態(tài)度。他的話語使我們感受到了成都院人的大智慧、大氣魄!同樣是花國家的錢,一定要讓錢花得值!
“三思而行”的王仁坤,先從問題的本質(zhì)入手。
覆蓋層開挖最大的問題是穩(wěn)定,而圓狀的井筒受力最好,對穩(wěn)定最有利。從豎井本身結(jié)構(gòu)考慮,就利用井壁保證穩(wěn)定,挖一段襯一段。這是路子的第一步。
表面幾層開挖覆蓋層,怎么都容易。挖到一定深度,襯到一定距離,問題就來了,襯砌結(jié)構(gòu)下方的覆蓋層一開挖,井壁在重力作用下,會往下滑動,自然影響開挖,更威脅施工人員安全,況且離進(jìn)口越遠(yuǎn),這種不確定性越大。
這個問題在諳熟各種力學(xué)原理的王仁坤那里,立馬有了解決之道。將井壁一開始就設(shè)計一個結(jié)構(gòu),鎖定在井口——王總想到了喇叭口狀的井口盤。這個井口盤,除了能有效解決上面遇到的難題,還有一點,它能提供向下的重力,壓實下面的土層,對開挖有利。
一切水到渠成,只需要把方案再細(xì)化,以便更有操作性。
豎井內(nèi)建筑物很多,還有許多金屬埋件需要在澆筑混凝土?xí)r預(yù)埋,井壁襯砌厚度設(shè)計有2米,如果一次襯砌完成,施工進(jìn)度很難保證,工序越多,對本來就脆弱的覆蓋層越易造成影響。
于是,打破現(xiàn)有傳統(tǒng)經(jīng)驗,王仁坤創(chuàng)新性地提出了“二襯法”,即襯砌分2次完成,第一次只襯外層1.5米厚,起固壁作用,讓豎井開挖成型;第二次將余下的襯砌完成,因為豎井已經(jīng)穩(wěn)定牢靠,這個階段可以同時進(jìn)行豎井內(nèi)其他結(jié)構(gòu)的施工。“二襯法”可以確保豎井施工過程中的井壁穩(wěn)定和安全,又滿足機電預(yù)埋件和設(shè)備安裝的定位和精度要求。
品格:水電情懷天地寬
在技術(shù)攻克和創(chuàng)新專研上,王仁坤是個難得的人才。能擁有水電事業(yè)的情懷和領(lǐng)悟,像他這樣的人物,也是不多見的。王仁坤以其博大的胸懷深藏著對祖國水電事業(yè)以及與他朝夕相處的每一位員工的熱愛,展現(xiàn)了成都院優(yōu)秀的人文品質(zhì)。如今身兼數(shù)職的他,在繁忙的工作之余,依舊喜歡與員工交流。他經(jīng)常妙語連珠,一語中的且風(fēng)趣幽默,讓傾聽者如沐春風(fēng)。
見識過王仁坤開會和工作的員工,無不覺得他睿智而率真。有位員工這么寫到——
工地會議即將結(jié)束時,王總用簡短的話語,工整的句式總結(jié)了一天的工作。這著實讓我有些吃驚,沒想到一位技術(shù)總工會有這樣的文采,語句中有幾分詼諧。晚飯時,王總更是以幽默的言語,介紹了同來的幾位總工,大家笑聲連連。像是久未見面的朋友,工地的同事、專家領(lǐng)導(dǎo)暢所欲言,自然親近而放松,在歡聲笑語中將這一天的疲憊卸去。
幽默是智慧,是一種生活的態(tài)度。它讓人在疲憊時自然和諧,抹去彼此間的束縛與距離。在歡笑的背后是他對待工作的嚴(yán)肅,在工地上拿著石頭認(rèn)真研究,仔細(xì)翻看圖紙,生怕有任何遺漏。在回到單位幾天后,又見到王總拎著包上了越野車,匆匆忙忙踏上行程。帶著他那獨有的幽默,對工程的牽掛,趕往下一個工地。
一個領(lǐng)導(dǎo),能給員工帶來這么深刻而親切的印象,是不多見的。若沒有品質(zhì)上的“真功夫”,單憑技術(shù)上的出類拔萃,頂多算是讓人敬畏的“專家”。
其實,王仁坤的聰明才華并不比別人高強多少,如果你看到他對不懂的問題,像學(xué)生一樣謙虛請教,對不熟悉的領(lǐng)域知識認(rèn)真地做記錄,那么你就會明白,世上并沒有“超人”。
王仁坤總是繞不開他的溪洛渡,這不,又說起另一件讓他自豪的事。
溪洛渡大壩最終實施方案所選定的壩線叫X壩線,這是溪洛渡比選壩線及勘探線唯一采用大寫英文字母編號的壩線,而其它勘探線的編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、……,若需在期間增加勘探線,則編號為Ⅱ-1、Ⅱ-2、……,或Ⅲ-1、Ⅲ-2、……如此類推。這里定個X壩線,不禁讓人好奇。王仁坤說出了自己當(dāng)初為之定名的由來及含義:在預(yù)可研階段和可行性研究初期階段,樞紐布置一直圍繞I壩線開展工作,由于地形條件的限制,泄洪洞進(jìn)水口被布置在廠房進(jìn)水口上游較遠(yuǎn)的位置,樞紐布置很不緊湊。針對壩址區(qū)總體地質(zhì)格局及河道地形特征,提出X壩線并對樞紐布置進(jìn)行大膽的調(diào)整,從而形成了最后的樞紐布置格局。X壩線較Ι壩線下移200米,在廠房進(jìn)水口位置不變的情況下,將泄洪洞取水口布置在X壩線與廠房進(jìn)水口之間。經(jīng)過大量勘測設(shè)計工作和論證后,這一方案不僅縮短泄洪洞一半的長度,而且建壩條件更優(yōu),工程投資大大節(jié)省。X壩線由當(dāng)初提出的新(Xin)壩線,地質(zhì)條件未知(X),希(Xi)望的壩線,最終成為實施的溪(Xi)洛渡壩線。很難想象,一個工程技術(shù)出身的人,卻有如此的詩意情懷。
時隔多年,王仁坤回憶起來依然激動不已。
理念:優(yōu)秀設(shè)計在路上
除了工程技術(shù)問題,王仁坤無意間提起的溪洛渡金沙江大橋的一個細(xì)節(jié),更讓人心靈受到震撼。
金沙江大橋是連接溪洛渡工程左右岸運輸?shù)闹匾ǖ?,也是溪洛渡重大件運輸?shù)奈ㄒ煌ǖ?。大橋的設(shè)計方是另一家單位。在初期設(shè)計方案中,大橋位于最終修建位置下游100米處。這個位置,大橋右端離巖壁近,而巖壁危巖體多,若要保證道路通行安全,勢必需要對分布高度數(shù)百米的危巖體進(jìn)行處理,難度大,費用高。
王仁坤從溪洛渡整個工程環(huán)境和諧考慮,希望不要破壞天然的巖壁景觀,并提出將大橋位置上移100米,對于右岸橋端與地面交通銜接轉(zhuǎn)彎半徑不夠的問題,他建議可以采用半立交的方式解決。
王仁坤喜歡談溪洛渡,他描繪的情景,讓人聽了又激動,又溫暖。
他說,“這些巖壁雄渾壯麗,從遠(yuǎn)處一看,各種神話人物栩栩如生,什么溪仙姑、貂蟬、彌勒佛,還有西游記里面神仙妖怪,這里都能找到,真是形態(tài)各異,鬼斧神工,是大自然賦予溪洛渡的財富,千萬不能糟蹋它?!?br/>
王仁坤一貫以優(yōu)秀工程師的眼光看待工程問題。任何工程問題的解決,都不止一個方案,哪個方案更適合特定工程,卻是杰出設(shè)計者應(yīng)該考慮的事情。
后來,金沙江大橋按照王仁坤的建議建設(shè)成目前的樣子,車輛在橋上橋下毫無障礙地穿梭,仿佛在訴說一段佳話。
再說一件發(fā)生在修路過程中的小事,事雖小卻能說明大問題。
說是小事,因為與一棵樹有關(guān)。
根據(jù)溪洛渡水電站前期規(guī)劃的場內(nèi)交通布置,5號公路將直接穿過楊家坪工區(qū)一棵百年黃葛樹。如果按原計劃施工,該古大樹將存在兩種可能:一種是移栽,該樹樹齡較大,主干木質(zhì)部分已出現(xiàn)中空,移栽無法保證成活率;另一種就是直接伐除。為了保護(hù)該古大樹,王仁坤團(tuán)隊與業(yè)主研究,對5號公路的線路進(jìn)行調(diào)整,由原來的直接穿過方案改為繞行方案,并結(jié)合現(xiàn)場特點修建了景觀措施,使這棵古樹受到更好保護(hù)。如今,這棵樹愈發(fā)枝繁葉茂,形成一道獨特自然景觀。
說到這棵樹,王仁坤有點興奮。
“一棵樹逃脫了被‘強拆’的命運,這是設(shè)計理念的進(jìn)步。” 王仁坤打開了話匣子。
“這在過去是不可能的。以前人們只注重直接投資與收益,很少去關(guān)注無形的價值,現(xiàn)在就大大改觀了,這是時代發(fā)展的要求,也是設(shè)計理念不斷創(chuàng)新進(jìn)步的結(jié)果?!?王仁坤撫今追昔,他接著說:“工程要做到安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、美觀,這幾點同樣重要,不能薄此厚彼。”
他又用浪漫主義思維勾勒了一幅圖景,說:“你想啊,溪洛渡夏天多么炎熱,辛苦勞動的民工休息時能有這么一棵大樹庇佑,享受陰涼,這才是人與自然和諧相處的現(xiàn)實圖畫。在冬天,到處一片蕭條,而這棵樹還披著綠色,為溪洛渡點綴生機?!?br/>
當(dāng)然,王仁坤還有不少得意之作,無不體現(xiàn)了他的設(shè)計理想,人文情懷。
30年的奮斗,王仁坤榮譽和成績顯著,先后獲得“全國優(yōu)秀科技工作者”、“全國五一勞動獎?wù)隆?、“中央企業(yè)優(yōu)秀共產(chǎn)黨員”、“中國大壩首屆杰出工程師”、享受國務(wù)院政府特殊津貼等榮譽。然而,他沒有沉浸在一個接一個的成功里,更沒有躺在榮譽簿上沾沾自喜,始終保持著謙遜、謹(jǐn)慎。他說,這些成績和榮譽,是成都院這個集體共同創(chuàng)造出來的,更是這個偉大的時代賦予水電工作者的使命。
下一處工程現(xiàn)場,下一場大會發(fā)言,下一個技術(shù)難題,下一項科研攻關(guān)……還有許多諸如此類的“下一個”等著他。
江河奔騰不息,攀登歷程不止——這就是王仁坤堅定踐行的人生信條!