自主创新攻难关——长江勘测规划设计研究院设计乌东德水电站记实

姚 国 寿，　孔　建

(1.四川水力发电杂志社，四川 成都　610021；2.长江勘测规划设计研究院，云南 禄劝　651500)



重点水电工程报道

自主创新攻难关
——长江勘测规划设计研究院设计乌东德水电站记实

姚 国 寿1，孔建2

(1.四川水力发电杂志社，四川 成都610021；2.长江勘测规划设计研究院，云南 禄劝651500)

乌东德巨型水电站位于四川省会东县和云南省禄劝县交界的金沙江干流上，是金沙江下游河段开发——乌东德、白鹤滩、溪洛渡和向家坝水电站中的第一个梯级电站。电站装机容量1020万千瓦，多年平均发电量401.1亿千瓦时。长江勘测规划设计研究院为乌东德水电站的设计单位。面对乌东德巨型水电站这一世界级工程，长江勘测设计研究院高度重视，全力以赴，一路攻坚克难，确保了乌东德水电站建设项目顺利进行。

长江勘测规划设计研究院(以下简称长江设计院)隶属于水利部长江水利委员会，是从事工程勘察、规划、设计、科研、咨询、建设监理及管理和总承包业务的科技型企业。具有工程设计综合甲级、工程勘察综合甲级、对外承包工程资格等一批高等级资质。综合实力长期位居全国勘察设计单位百强、全国水利水电勘察设计单位第一，全国服务业企业500强。

近年来，长江设计院先后荣获湖北省最佳文明单位、全国勘察设计行业创新型优秀企业、水利援藏工作先进集体、2014年全国实施用户满意工程先进单位、2014年水利行业用户满意企业、全国水利建设市场主体AAA级信用企业、中国对外承包工程行业AAA级信用企业等称号。

长江设计院现有各类专业技术人员3 000余人，拥有中国工程院院士3人，全国工程勘察设计大师4人，教高227人，高工907人，各类注册工程师1 100余人。

自主创新攻难关

作为乌东德工程的设计单位，长江设计院认真践行“奉献、团队、创新”的企业精神，遵循“奉献优质产品、超越顾客期望”的管理目标，在极端艰苦的条件下，仅用两年时间完成同类电站需5～6年才能完成的预可研阶段任务，中国三峡集团对勘设成果作出了“五好”最高评价。

2010年5月，乌东德预可研报告审查通过后，全院鼓足干劲，争分夺秒推进乌东德可研设计工作。短短7个月内，提交正常蓄水位等多项成果，并通过水电水利规划设计总院审定，2011年1月封库令下达，长江设计院出色按期完成了业内专家认为是不可能完成的任务。

预可研及可研设计阶段，长江设计院共完成13多万米的勘探钻孔及平硐、2 300平方公里流域面积的航空摄影、近万平方公里区域的地质测绘，提交乌东德水电站预可研、可研等各阶段报告、移民安置规划报告、以及50多个专题研究成果及移民安置各类报告800余册。不同阶段的浩繁成果，在历次咨询审查中获得专家的高度评价，顺利通过。

乌东德水电站作为世界上少有的巨型水电站及特高拱坝，面临的技术问题也是罕见的。方量几亿的金坪子巨型滑坡稳定性、坝址区深厚覆盖层、坝肩人工边坡上高高程自然边坡稳定性等等诸多重大技术问题，均关系乌东德成败、规模等。为此，长江设计院坚持自主创新、坚持引进创新，坚持联合创新，攻克诸多难关，取得了丰硕创新成果，解决了制约工程的重大技术难关。

一是正常蓄水位抬高25米。

长江设计院开展乌东德水电站正常蓄水位专题研究，提出正常蓄水位由950米抬高到975米，达到了与环境、社会等各方面的协调，防洪库容可增加8.4亿立方米、年发电量增加约70亿千瓦时，综合效益达到合理发挥。

二是“锁定”金坪子滑坡。

金坪子滑坡总体积6.25亿立方米，规模巨大，扼守乌东德梯级开发的敏感部位，其稳定现状、变形趋势及可能失稳方式及规模直接影响到乌东德梯级开发条件的成立与否及坝址选择。

长江设计院克服水源匮乏、交通闭塞等恶劣环境和极其复杂的地形、地质条件，以整体布局、突出重点、动态勘察、调整优化为工作思路，采用综合技术与手段，经过大量的勘测工作，得出金坪子滑坡整体稳定，局部活动的规模有限，不影响乌东德梯级开发和乌东德坝址的比选的结论。

三是“透视”坝址区河床深厚覆盖层。

乌东德坝址区河床覆盖层厚达55-65米，高围堰与深基坑稳定问题突出。为解决深厚覆盖层勘探取样与试验研究的重大技术难题，长江设计院自主研制了单管与双管内筒式锤击取样器，自主研发可视化覆盖层钻孔彩电技术，创新性的应用电磁波CT，开辟了河床深厚覆盖层地质勘察研究的新途径，最终查明了乌东德坝址区河床深厚覆盖层的工程特性，为深厚覆盖层高围堰、深基坑的设计提供了可靠依据。

四是开创人工边坡之上高位自然边坡治理先例。

针对乌东德坝址区两岸地形陡峻，河谷狭窄呈深“V”型，工程边坡以上的自然边坡高达600米～800米(简称“高位自然边坡”)，自然坡面的块体等危险源是影响工程施工期与运行期安全的重大隐患。为最大限度降低施工期安全风险，确保工程永久运行安全，长江设计院在坝址选定之初即开始高位自然边坡勘察设计工作，提出了“分类处理、防治结合、因地制宜、减少扰动、重点监测”的防治原则，并首次倡导在主体工程施工前完成上部自然边坡的防治工作，体现了“以人为本、安全发展”的理念。

五是首提大坝体形设计新方法—静力设计、动力调整。

乌东德坝址地震烈度高，拱坝抗震设计难度大。在拱坝体形设计工作中，长江设计院对拱坝动力特性和动力响应进行了深入研究，首次提出了“静力设计、动力调整”的拱坝体形优化设计新方法，坝体抗震性能大幅提高。

六是因地制宜提出护岸不护底结构型式。

在水垫塘设计中，充分利用坝下水垫塘的优越条件，提出了“护岸不护底”的水垫塘设计方案，在同类工程中尚属首次。经水工模型试验验证，泄洪消能方案科学合理。

七是突破性创新—半圆筒型新型调压室结构。

乌东德水电站厂区地质条件复杂，右岸地下厂房洞室群选择空间珍贵而有限，创新提出半圆筒型新型结构，很好破解了区域受限困境，并为工程节省投资近2 000万元。

八是三维数字移民规划设计技术。

针对乌东德水电站高山峡谷、交通不便，涉及川滇交界的区县多、少数民族聚居、人地矛盾突出等特点，综合应用3S等信息技术开发了移民信息采集系统辅助调查工作，实现了移民实物指标全过程数字化采集，显著提高了调查成果质量和工作效率，透明、直观、公正、公开，实现水库移民信息采集及管理革命性飞跃。

综合应用二维、三维一体化等信息技术，利用高清影像和传统测绘成果，构建乌东德库区二、三维场景，辅助开展移民规划设计工作。具有周期短、多专业协同、直观形象等特点，利于各方参与和决策支持，提高了规划工作成效。

技术服务快当先

2011年5月，伴随着乌东德水电站筹建工程的开工，长江设计院乌东德设计代表处正式成立，作为前沿技术服务窗口，设代处全面履行现场设计职责，始终坚持最优化服务，为乌东德水电站提供全过程技术支撑。

服务快。设代处各专业配备精干人员、制定岗位职责和要求、建立督办制度等措施，建立设代服务快捷有效体系；拟定供图计划，加强前后方联动沟通，实现计划跟踪与一线施工动态结合，保证技术力量优质匹配；为缩短实效，率先引入并建设了远程视频会诊系统，采用无人机查勘等新型工具；乌东德现场设代处，始终把“快”字当头，做到了快速反应、人员到现场、解决问题在现场的目标。

服务深。乌东德巨大且复杂，难题多。乌东德设代处针对重大地质问题，多次邀请国内多位著名院士大师如郑守仁院士、马洪琪院士、金振民院士、陈德基大师、徐麟祥大师、石根华博士等到工地现场指导工作；重技术大问题，项目设总召开会议集体研究、科学决策。截止目前，右岸导流洞进口边坡、左岸尾水边坡等重大技术问题已基本得到解决，提出的加固方案付诸实施后效果良好，为工程顺利进展奠定基础。

服务细。针对电站地处地质环境条件复杂、边坡洞室安全隐患突出的特点，首创成立“边坡风险防控组”，通过地质调查等工作方式，提早发现安全隐患，及时发出安全预警。成立的边控组白天“巡山”发现危险源，判断规模、危险程度等，晚上或挑灯编写简报或与相关专业人员一起讨论问题，自边坡组成立以来，共编发简报129期，其中2015年发简报41期。由于及早发现并预防，避免了工程建设中重大事故的发生；开创项目实施安全评价工作模式，每年年初由地质专业牵头对整个工区当年计划实施的项目进行安全评价，梳理各种危险源、制定相应处理措施和应急预案，为业主全面把握和防控工程安全风险提供了有力的技术支持，赢得业主充分认可。

文化建设聚人心

“奉献、团队、创新”是长江设计院企业精神；“以科学管理、持续改进奉献优质产品。用先进技术、诚信服务超越顾客期望”是长江设计院质量方针。乌东德项目部人员，把企业精神注入灵魂化为服务乌东德的精神动力；把质量方针牢记在心，作为科学优质服务乌东德的指导思想。

着力弘扬奉献文化，宣传工地一线员工爱岗敬业、忠于职守、精诚服务感人事迹和先进典型，调动青年骨干扎根一线，服务工程；通过篮球赛、羽毛球赛、足球赛等多姿多彩的文体活动，凝聚了人心，增强了团队活力，大家以更优状态服务工程建设；多层次鼓励创新， “乌东德大讲堂”、“青年讲坛”形式分享创新技术，博士常驻现场以实践带动创新，“远程诊断系统”及无人机等新技术引进吸收，推进设代服务的革命性创新。

夯实质量安全文化，以质量安全月宣传活动为载体，建立边坡防控和防汛度汛巡视工作机制，制定和完善内部管理制度等措施，开展多层面的质量安全文化建设，让质量安全观念深入人心，铸就精品工程。

认真开展工程廉政教育，全力打造廉洁氛围，全员签订《廉洁从业守则》，以守则助建廉洁大坝。

乐于承担社会责任以美誉获尊重和支持，已连续成功完成了4年的爱心助学捐款活动，累计捐资近50万元，帮助了坝区两岸3所小学110余名贫困学生实现了求学梦。

(责任编辑：卓政昌)