凜冬歲末，山海關(guān)外，落雪紛飛，寒風起。自沈陽驅(qū)車向東100余公里，位于清原滿族自治縣北三家鎮(zhèn)境內(nèi)的最高峰摩離紅山海拔僅1030米，山間河流蜿蜒曲折，多年來甚至不曾有“姓名”，后被稱之為樹基溝河。就在這樣一個“平平無奇”、鮮為人知之處，卻“孕育”著一項大國重器—清原抽水蓄能電站，它迎著山河的律動，沐浴日月星輝，在這白山黑水之間，走過了17年的建設(shè)歷程。電站首臺機組即將正式投產(chǎn)發(fā)電。
清原抽水蓄能電站是東北地區(qū)最大抽水蓄能電站，是國家“十三五”期間重點工程、新一輪國家振興東北老工業(yè)基地139個重大項目之一，也是國內(nèi)首個百萬千瓦級包含設(shè)計、施工、采購完整產(chǎn)業(yè)鏈的 EPC 總承包抽水蓄能建設(shè)試點項目。電站由北京院牽頭水電六局、水電八局組成 EPC總承包聯(lián)合體建設(shè)。
風起雪落，似水流年。關(guān)外的寒風夾雜著雪花，吹進歲月，空出片片留白，書寫著建設(shè)者們十年飲冰的無聲歷程，和他們揮毫筆墨寫意山水的精妙與灑脫。
還原-工業(yè)本美
行走在清原抽水蓄能電站廠區(qū)，可見絕大部分工程部位墻面圓潤平整，富有光澤，無不呈現(xiàn)著樸實無華、自然沉穩(wěn)的韻味，處處散發(fā)著“高級灰”的質(zhì)感與精湛細膩的工藝氣息。
“清原抽水蓄能電站除特殊活動區(qū)域外，全部采用清水混凝土設(shè)計施工，包括上下庫大壩防浪墻、上下庫進水口、啟閉機樓、地下廠房、主變室、開關(guān)站等部位。”北京院副總工、清原抽水蓄能電站EPC總承包部總經(jīng)理姚寶永介紹，“混凝土的顏色是最美的，我們在建設(shè)過程中，就是要還原它本質(zhì)的美感，呈現(xiàn)工業(yè)之美”姚寶永說。
清水混凝土工藝不做任何額外裝飾，直接展現(xiàn)混凝土本身的肌理、質(zhì)感，使工程建筑與周圍環(huán)境融為一體。
據(jù)悉，清水混凝土只能一次澆筑成型，對施工工藝及工序的要求極高，在原料配合比、澆筑工藝、模板的設(shè)計及使用、施工環(huán)境溫度等方面都有著特殊的要求。清水混凝土由水電六局、水電八局進行施工，被他們形象地稱之為“六年磨一鏡”。
“清蓄電站一些工程部位的清水混凝土墻面，可以呈現(xiàn)出鏡面效果，就像站在鏡子前一樣?！鼻逶O(shè)計項目部項目經(jīng)理張建富說，“目前很多博物館、火車站等公共設(shè)施領(lǐng)域都采用這種工藝?！?/p>
將清水混凝土工藝融入工程建設(shè)中，呈現(xiàn)建筑物本身所特有的美感，力求塑造與展現(xiàn)建筑美學，是姚寶永的“執(zhí)念”，也代表了北京院牽頭EPC總承包的清原抽水蓄能電站促進人與自然和諧發(fā)展的建設(shè)理念。
光陰流轉(zhuǎn)，那些源于工業(yè)建筑自然的美感不會被時光侵蝕，而是在歲月的見證和洗禮下散發(fā)獨有的光澤，將其魅力傳承永續(xù)，這或許即印證了人們津津樂道、眾口相傳的“經(jīng)典”一詞。
求解-“破冰”之路
風雪漫舞，冬日綿長。在這里，寒冷是“標簽”，也是常態(tài)。朔風吹起千堆雪，對于建設(shè)者來說，帶來的不僅是嚴寒，還有電站如何“過冬”的問題。
當火熱的工程建設(shè)遇到了冷酷的冰天雪地，如何“破冰”成為亟待解決的問題。
“嚴寒地區(qū)抽水蓄能電站具有水位變幅大、凍融循環(huán)次數(shù)高等特點，復雜的運行環(huán)境對庫區(qū)建筑物的抗冰凍性能提出更高要求。”清原設(shè)計項目部設(shè)總謝剛說。
依托清原抽水蓄能電站，北京院與國內(nèi)知名科研單位合作，通過監(jiān)測手段和試驗模擬研究庫區(qū)冰情、冰害形成及發(fā)展規(guī)律，結(jié)合庫區(qū)建筑物在低溫運行環(huán)境下的要求，針對性地開展一系列止水材料、抗冰凍新材料的研究，包括在-40℃具有良好的塑性變形能力的新止水材料和冰粘附強度小的防冰涂料等，提升嚴寒地區(qū)面板堆石壩接縫止水的可靠性和面板結(jié)構(gòu)的耐久性。
截至目前，結(jié)合新材料研制及運用，配套研究新工藝、新設(shè)備等，研究成果已申報國家專利10余項，發(fā)表核心論文10余篇。隨著研究的深入，將形成一套嚴寒地區(qū)抽水蓄能電站庫區(qū)抗冰凍關(guān)鍵技術(shù)體系，填補行業(yè)抗冰凍研究領(lǐng)域多項空白，提升嚴寒地區(qū)抽水蓄能設(shè)計的核心競爭力。
“面板堆石壩在抽水蓄能電站上下庫大壩設(shè)計的占比較大，推進止水系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新和材料突破，提高工程的耐久性和安全性，對確保嚴寒地區(qū)大壩運行安全至關(guān)重要”謝剛談到。
相關(guān)研究目前已通過一個越冬期的實踐，取得了良好效果。
“破冰”之路畫下句點?；蛟S，比冬季更漫長的，是建設(shè)者們不斷探尋答案、突破求解的心路歷程。
融合-自然之道
清原抽水蓄能電站生態(tài)蓄水池內(nèi)，一尾錦鯉躍出水面，劃出一道金色弧線，與這里的藍天、碧水相映，融合在這座鋼筋水泥構(gòu)成的現(xiàn)代化工業(yè)電站里，繪就了一副生動的綠色生態(tài)畫卷。
據(jù)悉，生態(tài)蓄水池由北京院設(shè)計，于2020年4月投入使用，主要用于下水庫營地生活污水處理站處理后的中水儲存。截至目前，當年投放的幼魚均已成長為成年錦鯉且已繁殖上千尾。
源于自然、造福自然，回歸自然，這樣的理念在清原抽水蓄能電站，得到了更多的思考與探索。
“清原項目是第一個水利水電工程施工期生產(chǎn)廢水處理全部由設(shè)計院設(shè)計的”清原設(shè)計項目部環(huán)保專業(yè)負責人崔小紅說，包括砂石料生產(chǎn)廢水處理站、生活污水處理站、地下洞室排水處理站、混凝土拌和站生產(chǎn)廢水處理站等，實現(xiàn)了污廢水全處理、中水全利用、污廢水“零排放”。
其中，砂石加工系統(tǒng)廢水處理采用直接將“板框或箱式壓濾機脫水”作為核心工藝環(huán)節(jié)的處理新工藝，較傳統(tǒng)工藝減少了2個處理環(huán)節(jié)和大量設(shè)備，不僅將處理效率提高至99.5%左右，同時實現(xiàn)了節(jié)約投資、減少占地面積、降低運行能耗和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
生活污水處理采取地埋式一體化設(shè)備，采取特殊工藝，整體處理能力達到99.9%，出水水質(zhì)清澈，懸浮物、化學需氧量等項目均達到城市污水再生利用標準，全部回用，并暫存于生態(tài)蓄水池中。
除此之外，基于機組設(shè)備事故檢修中不定期產(chǎn)生的含油廢水危害較大的問題，北京院對傳統(tǒng)處理方法進行優(yōu)化，創(chuàng)造性提出超聲、雙向脈沖、陶瓷膜過濾與電催化技術(shù)耦合原理與方法，實現(xiàn)運行期機組含油廢水裝備化、智能化、綠色化處理。
以山為紙，以綠為墨，這是清原電站致力繪就的新畫卷。
在完成了一個“得意”的跳躍后，這尾金色錦鯉緩緩游向遠方，水面又恢復了平靜。
探索-數(shù)智轉(zhuǎn)型
當冰冷的山河遇到同樣冰冷的數(shù)字，在抽水蓄能電站建設(shè)過程中，會擦出怎樣的火花？
“清原數(shù)字化電站結(jié)合了清原EPC管理模式，以電站三維模型為載體，依托可視化平臺，進行動態(tài)模型構(gòu)建及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)融合，通過構(gòu)建數(shù)字孿生電站，為工程建設(shè)提供全面可視化管理，保障工程建設(shè)質(zhì)量。”清原抽水蓄能電站EPC總承包部技術(shù)質(zhì)量工藝部主任田政介紹。
如，傳統(tǒng)電站施工管理模式主要通過大量統(tǒng)計報表對施工過程數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，數(shù)據(jù)量大，內(nèi)容繁瑣復雜，同時產(chǎn)生大量內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理工作。遼寧清原數(shù)字化電站通過建立構(gòu)件化、抽屜式的電站三維數(shù)字平臺，將施工現(xiàn)場數(shù)字化的管控應(yīng)用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)掛接在各電站主體模型上，將抽象的安全、質(zhì)量、進度管理數(shù)據(jù)通過電站數(shù)字模型直觀展現(xiàn)，為現(xiàn)場管理提供了全方位的數(shù)據(jù)底座。
針對存放電站所有主機設(shè)備零件的安裝間空間受限問題，為充分規(guī)劃利用空間，數(shù)字電站系統(tǒng)通過構(gòu)建機電設(shè)備模型庫與施工機械模型庫，采用交互拖拽方式，對安裝間設(shè)備存放進行可視化策劃，在虛擬空間進行機械操作過程推演、機電設(shè)備存放安裝與碰撞檢測，解決了傳統(tǒng)施工過程圖文不直觀，不易驗證等問題，滿足安裝間設(shè)備流轉(zhuǎn)過程三維可視化策劃與優(yōu)化的需要。
此外，數(shù)字化電站利用三維激光掃描儀精度高、速度快、單次測量范圍廣的特性，結(jié)合電站地下廠房洞室群施工特點，研究高精度測量模型應(yīng)用點，通過生成高精度施工面貌的點云重構(gòu)模型，在引水隧洞、尾水隧洞、地下廠房、壓力鋼管等特定工作面開展工程量測量、變形監(jiān)測和超欠挖分析等應(yīng)用研究，保證了工程質(zhì)量。
冰冷的山河+冰冷的數(shù)字，得到的是帶有科技體溫的“數(shù)字山河”。
在清原抽水蓄能電站，科技創(chuàng)新百花齊放，蔚然成風。
如，首次在水電行業(yè)成功使用雙絲埋弧自動焊技術(shù)，效率提高70%以上，相關(guān)工藝居國內(nèi)領(lǐng)先水平；首次嘗試使用1000MPa級別國產(chǎn)水電高強鋼板，減少鋼材用量，助力實現(xiàn)“綠色建造”；首次開發(fā)使用智能化焊接數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)，實時采集、記錄焊接參數(shù)，并進行多維度分析，實現(xiàn)智能化制造、數(shù)字化生產(chǎn)，焊縫一次合格率98%以上；采用自主研制的焊接工作站進行加勁環(huán)焊接，焊縫成型質(zhì)量更加穩(wěn)定，施工效率提高2倍以上，等等。
此外，“依托項目建設(shè)，北京院不同專業(yè)領(lǐng)域?qū)R編完成相關(guān)著作并出版發(fā)行，留下寶貴的一手資料，可以為年輕的工程師們提供詳實的設(shè)計施工參考?！睆埥ǜ徽f。
17年，在浩瀚的歷史長河中不過一瞬，卻凝聚了一座大國重器從無到有歷經(jīng)的一切，它的故事或?qū)懺谏酱?，或付之江河，或成為風景，但應(yīng)該與這座電站的名字一樣，為大家所銘記。
冬日的暖陽尤為吝嗇，特別是在這里，16時剛過，當最后一絲帶有溫度的余暉被寒意沒收，夜色便籠罩在遼沈大地。星火輝映、霓虹璀璨的背后，是置身荒蕪、點亮黑夜的電力建設(shè)者，他們不曾在山河歲月里留下姓名，卻有這萬家燈火無言的訴說。
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