《科技日报》：十余项新技术 撑起百年燕山水库枢纽

1 / 7 科技日报：十余项新技术 撑起百年燕山水库枢纽 今年 7 月上中旬，淮河流域遭遇了 1954 年以来流域性大洪水，但损失却是 50 多年来最小的一次。这其中缘由主要得益于近年来淮河流域的水利工程建设，其中就包含上游一个正在建设而尚未竣工的燕山水库所发挥的巨大作用。它3 次成功地拦蓄洪水，削减洪峰，不仅保障了下游 600 万人民、京广铁路、 107 国道及京珠高速公路的安全，还使灾害损失至少减少 元。 淮河，历史上最多灾多难的河流之一，在 2007 年又一次大发脾气。 月 1 日以来，由于连续强降雨，淮河流域遭遇了 1954年以 来流域性大洪水。地处河南省淮河上游主要支流的沙河支流澧河上游干江河区域，在 7 月 4 日 14 日连续 3 次普降大到暴雨，部分地区降了特大暴雨，降雨量达 418 毫米，是新中国成立以来该区域常年 7 月份降雨量的 ，占该区域年降雨量的近 50。尤其是 7 月 13 日 8 时至 14 日 22 时第三次暴雨，最大入库流量达 2400 立方米 /秒，沿河两岸人民群众的生命财产受到严重威胁。 近 50 多年来，该流域曾发生 3 次大洪水： “758” 特大洪水 使近 平方公里土地受淹，受灾人口 1100万人，死亡人口 人，洪灾造成的直接损失 元；2 / 7 2000 年洪水 228 个行政村、 人被洪水围困，总计造成损失 49 亿元； 2004 年洪水 造成 9 处决口，损坏堤防 45 公里、水库 896 座、公路 889 公里，总计损失 43亿元。 有关专家测算，今年 7 月份以来的 3 次洪水如果没有燕山水库的有效拦截，势必重蹈历史覆辙，洪峰传播到下游河道，水位必将超过警戒水位，要么冲决下游河堤，要么必须开启泥河洼分洪区滞洪，至少造成 但是，这一切可怕的情景都没有出现，谱写了一曲人定胜天的凯歌。而这一切全赖于燕山水库枢纽工程提前一年实现 的成功截流，在此次强降水形成的 3 次洪峰中，有效地削减了洪峰，发挥了巨大的防洪效益。 位于淮河上游干江河上的燕山水库，是国务院 1991 年确定的 19 项治淮骨干工程之一。水库设计标准为 500 年一遇洪水设计， 5000 年一遇洪水校核，设计库容 ，是一座以防洪为主，兼顾灌溉、供水、发电等综合利用的大型水库。 2006 年 3 月 18 日，主体工程正式开工建设，在建设者们的辛勤努力下，水库建设实现了当年开工当年截流的阶段性重要目标，预计今年年底提前一年建成。按照国务院总体治淮目标要求，燕山水库工程建设工期比原来批复的施工期缩短一年，工期紧、任务重，涉及大坝提前截流、各工程施工技术方案的调整、基础处理与大 坝填筑的交叉施工、加3 / 7 上河槽段地质条件复杂，工程施工技术难度大，在如此短的工期内，切实实现了“又好又快”，创造了“五个一流” 既“一流的工程质量、一流的建设速度、一流的管理水平、一流的形象面貌、一流的干部队伍”。有关人士评价，这除了“建管一体”的新型工程建设体制、顺利的移民迁安保证外，还与广大工程技术人员科学安排、精心组织，坚持科技创新、提高工程科技含量密不可分。燕山水库建设过程中采用的 10 余项新技术、新工艺、新材料，有不 少在我国水库工程建设史上堪称创举！ 在我国水库建设史上第一次在开工伊始就白蚁对土石坝工程的危害性给予了高度重视。本着“以防为主、防治并重”的原则从设计、施工各个环节采取科学的手段为今后大坝安全运行提供了有力保证。“千里江堤，毁于蚁穴”，燕山水库枢纽工程处于白蚁频繁活动区，在普查和捕杀白蚁过程中，发现多个白蚁洞穴可容一人进出。如此严重的白蚁，如不加以防治，将会严重危害工程后期运行安全。为此他们在大坝工程开工伊始，即对坝址区、土料区展开白蚁普查，应用物理及化学方法进行捕获和诱杀。同时在设计方案上从上下左右设置毒 土墙和隔离墙对大坝坝体形成保护网络，保证了大坝建成后不受白蚁侵害。 在我国水库建设史上第一次采用咬合式混凝土预制块大坝护坡技术。燕山水库大坝护坡原设计为块石护砌，外观4 / 7 质量难以控制，且原初步设计料场石料开采成本较大。经抗风浪实验研究，确定了咬合式预制块的单块重量及开孔率。该技术的应用大大提高了大坝工程外观质量。 在溢洪道闸墩混凝土施工中，除了从配合比方面考虑避免混凝土裂缝产生外，他们改变了原来常规的先浇底板后浇闸墩的施工方案，在浇筑底板的同时，采用将部分闸墩同底板连起方案，以减小底板混凝土对闸墩的基础约束 应力，同时采用了混凝土内外温差控制新技术严格抑制了溢洪道闸墩混凝土裂缝的产生。这些综合抑制混凝土裂缝技术的应用在全国水闸混凝土冬季施工中也属首创。 在河南省水利工程施工中第一次采用“针梁式全断面钢模台车”浇筑隧洞混凝土。以往的隧洞混凝土衬砌施工，多采用上下半圆分两次浇筑方法，工程程序繁琐，水平接缝质量难以保证。在燕山水库输水洞混凝土衬砌施工中，他们引用了针梁式钢模台车全断面混凝土衬砌方案，既加快了工程进度又保证了工程质量。 在输水洞调压井开挖施工中采取了先导井施工方案，既保证了施工安全，又加快了施工进度；在调压井混凝土衬砌施工中，他们采用滑模施工方案，保证了混凝土外观质量，加快工程进度。调压井深 43 米，直径 10 米，采用传统方法需要一截一截地进行衬砌，至少需要两个多月才能完工。采用滑模施工后，一次到顶，可以节约工期 20 天，更重要的5 / 7 是保证了工程内外质量。 在大坝基础混凝土防渗墙成槽工艺中采用“两钻一抓”的施工方法，价值 700 多万元一套的液压抓斗设备的应用，极大地加快了成槽工效；在防渗墙混凝土浇筑施工工艺上，改变了原来的施工方案， 并采用了免接墙帽技术。既保证了施工质量又加快了工程进度，为大坝坝体填筑赢得了一个月的黄金施工时间。 采用钢筋直螺纹套管连接技术。这项技术代替了过去的钢筋焊接工艺，不受气候影响、避免了人工操作质量的不均匀和不稳定现象，节约了钢筋，加快了钢筋制安速度，确保了钢筋制安质量。 在混凝土建筑物施工拉筋孔处理施工中，采用拉筋端头预埋圆形木塞、后期凿除、集中封堵的施工工艺，大大提高了混凝土工程的外观质量。 采用植被混凝土绿化护坡技术。这项技术的应用，既美化了环境，又节约了工程投资。燕山水库输水洞进出口护坡原设计为常规 喷射混凝土，既单调又不经济，为达到节约成本，实现建筑物与周边环境的和谐，经建设各方共同研究确定，把原喷射混凝土护坡方案更改为植被混凝土护坡。 此外，河南省燕山水库建设管理局还联合相关大专院校和科研机构，启动了“基于 文自动测报系统研究 ” 、“ 燕山水库项目建设管理信息系统研究 ” 、 “ 燕山水库溢洪6 / 7 道、泄洪洞联合运行水工模型试验研究 ” 、 “ 燕山水库大坝安全监测技术与预警系统研究 ” 、 “ 大坝协调变形关键技术研究 ” 、 “ 大坝施工、运行期渗流场及应力变形模拟研究 ” 、“ 堆石坝施工质量检测技术研究 ” 、 “ 大体积混凝土结构施工、 运行期全过程数值模拟与防裂措施研究 ” 等多项研究课题，实现了科研指导施工、科研服务工程。截至目前其中 3项已经通过技术鉴定，均达到国内领先水平，并 获“河南省水利科技进步一等奖”。通过研究成果的转化和利用，大大提高了工程建设的科技含量，指导了工程建设，为工程注入了新的生命因子，确保了工程健康运行，延长了工程寿命。 对于涉及工程的重大施工技术方案，河南省燕山水库建管局通过召开专家咨询会的方式，在满足安全的前提下，以获得最优方案。建管局自成立以来，先后主持或委托咨询单位主持召开了 13 次专家咨询会议，如 “ 燕山水库大坝 基础防渗专家咨询会 ” 、 “ 大坝安全监测技术咨询会 ” 、 “ 导流洞混凝土施工方案专家咨询会 ” 、 “ 主体工程招标文件审查与专家咨询会 ” 、 “ 白蚁预防专家咨询会 ” 、 “ 主体工程施工组织设计审查专家咨询会 ” 、 “ 大坝提前截流方案专家咨询会 ” 、 “ 科学研究项目立项专家咨询会 ” 等。通过咨询，加大了工程技术含量、拓宽了建管思路，优化了工程 设计，方便了工程施工，最终确保了工程质量。 燕山水库建管局局长、教授级高工柳锋波深有感触地7 / 7 说，工程建设与环境保护是一对矛盾，但是通过科学规划、优化设计，就可做到水利工程与资源环境相得益彰，实现工程建设 与环境生态相和谐。燕山水库在工程规划设计时，就注重运用现代治水新理念，促进水利工程建设与环境生态的协调，实现了水库的