彰显世界水电工程建设的中国力量——菲迪克2018年工程项目杰出奖项目雅砻江锦屏一级水电站

拥有305米世界第一高坝的锦屏一级水电站工程（简称锦屏一级水电站）地质条件极其复杂，具有高山峡谷、高拱坝、高边坡、高地应力、高水头及深部卸荷等“五高一深”特点，工程建设极具挑战性，是被国内外专家公认为 “地质条件最复杂、施工环境最恶劣、技术难度最大、建设管理难度最大”的巨型水电工程。

经过近25年不懈努力，锦屏一级水电站攻克多项重大技术难题，取得丰富的创新成果。锦屏一级水电站已获国家技术发明奖1项、国家科技进步奖5项，国家专利和国家级工法182项。2016年吉尼斯世界纪录认证锦屏一级水电站为“最高大坝”，锦屏一级水电站项目团队获得2015 年世界工程师大会暨世界工程组织联合会全体会议（WFE0）杰出工程建设奖。2018年9月，锦屏一级水电站获得素有国际工程咨询领域“诺贝尔奖”之称的“菲迪克2018年工程项目杰出奖”。锦屏一级水电站的建成不仅实现了水电开发的历史性超越，而且极大地带动中国乃至世界诸多学科与技术领域的进步与发展，尤其是大大提升了我国大型水电工程的坝工技术、隧洞施工技术、机电设计制造技术。

一、国家战略 谋定而动

2000年，国家“西部大开发”战略正式启动，国务院把实施西部大开发、促进地区协调发展作为一项战略任务。在此背景下，“西电东送”工程全面启动。作为“西电东送”中部通道上的重要电源点，雅砻江流域优质电能亟待加速开发、大力开发。2003年5月，国投党组做出了“二次创业、振兴国投、加快公司发展”的决议。在此决定的引领下，雅砻江流域水电开发有限公司(简称雅砻江公司)做出了流域开发从单一电站运行向电站群开发转移的战略部署。作为雅砻江流域下游开发的龙头电站，锦屏水电站的开发提上了日程。2003年底，第一批建设者开赴锦屏，展开了艰苦卓绝的锦屏水电站工程建设工作。

二、攻坚克难 勇立潮头

（一）挑战工程极限，创造多项“世界第一”

锦屏一级水电站的建设史可以说是一部工程技术的攻关史，很多难题属世界首例。在国家自然科学基金雅砻江水电基金科研课题中，有五分之三的课题和锦屏一级水电站有直接或间接关系，这里面有很大一部分涉及锦屏一级水电站的建设，此项工程的艰巨程度可见一斑。

锦屏一级坝址工程地质条件极为复杂，具有“四不对称”特点，即坝址左右岸地形条件不对称、左右岸地质条件不对称、拱坝体形不对称、拱坝应力变形也不对称。复杂地质不对称条件下300米级特高拱坝结构和基础处理技术，高水头大泄量窄河谷的泄洪消能设计，高地应力环境超大规模地下厂房洞室群围岩稳定及支护，混凝土骨料碱活性抑制等技术，均是摆在建设者面前的世界级水电难题，工程规模和难度均超出已有经验与规范适用范围。

左岸边坡总体开挖高度约530米、总开挖量约554万立方米，是目前水电工程开挖高度超500米级边坡中稳定条件最差的边坡工程，工程边坡加固设计和施工难度巨大。雅砻江公司会同设计单位组织了国内外多家在工程高边坡研究领域具有丰富经验的高校和科研机构就锦屏一级水电站边坡的稳定问题及加固措施进行了系统研究，并在此基础上，选择采用深部以系统预应力锚索和抗剪洞为主、辅以混凝土框格梁、浅部锚喷支护以及系统的排水等综合加固方案，成功解决了高边坡的设计、施工难题。

作为世界上首座超过300米的特高拱坝，锦屏一级水电站大坝结构安全、温控防裂、混凝土施工、大坝的抗滑及变形稳定分析等都面临巨大的挑战。在拱坝设计过程中，公司会同成都院与多家科研院校开展了卓有成效的合作，从拱坝建基面的比选、体形优化到组合骨料的选择和温控防裂措施的确定，并通过开展复杂地质条件下拱坝坝体开裂分析及抗裂措施研究和三维地质力学模型试验研究工作，采取针对性的措施设计，进一步提高拱坝的安全度，确保世界第一高拱坝万无一失。拱坝施工阶段，雅砻江公司自主开展了4.5米层厚关键技术研究和温度自动控制系统研究工作，并将研究成果成功应用到工程建设中，为优质快速建成305米特高拱坝发挥了重要作用。

锦屏一级水电站工程泄洪流量大、水头高、泄洪功率大，高速水流冲蚀影响以及对两岸雾化区影响严重。雅砻江公司与设计院对高速水流掺气减蚀措施，消能方式及泄洪雾化等进行了大量研究。通过研究，首创性地提出采用表、深孔无碰撞消能技术，实现表、深孔水流相互穿插、空中无碰撞，成功实现减少泄洪雨雾对岸坡的冲刷及对边坡稳定的不利影响、减小雾化区防护范围、达到节约工程投资的目的。

在锦屏一级水电站十余年的建设过程中，雅砻江公司攻克了一个又一个世界级技术难题，创造了10项世界第一、10项国内第一和水电行业“10个首创”。

（二）狠抓质量管控，着力打造优质工程、精品工程

锦屏一级水电站大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高305米。作为高拱坝，大坝的质量是工程的关键，而锦屏一级工程的混凝土防裂更是重中之重。为了更好地实施工程建设，雅砻江公司在质量管理方面采取了一系列措施，比如严格执行国家质量监督、安全鉴定和工程验收的要求，建立了严格的设计审查及专家咨询、检查制度，聘请外籍质量专家、开展每周质量巡视检查、定期召开试验检测例会、成立温度控制工作领导小组，开展全坝全过程温控仿真与反馈分析等。确保大坝不出现一条温度裂缝，保证大坝的整体性和均衡性，使大坝呈现出健康的状态。

众所周知，任何一座大坝，都是一仓一仓的混凝土慢慢浇筑上去的。锦屏一级水电站就多达1496个仓位，每一仓何时浇、怎样浇、谁先浇、谁后浇、谁来浇，都有一个总体的安排。这些安排说起来简单，但在高峰期多达2万人的施工现场，管理起来非常困难。而把任何一仓的浇筑过程全部记录下来，变成数据存入计算机，通过程序的自控控制来实现大坝的安全有序浇筑是确保工程质量的关键所在。

锦屏一级水电站混凝土浇筑强度高，接缝灌浆工程量大。为了解决高强度浇筑带来的温度应力、坝段悬臂高度、相邻坝段高差等相关问题，大坝浇筑期间利用锦屏一级水电站高拱坝施工质量与进度实时控制系统，实时跟踪工程建设状态，使整个大坝在建设过程中都处于安全可控的状态。通过系统的预警系统，及时发现问题，并采取纠偏措施，使工程建设始终处于可控状态。

为确保工程质量，锦屏一级水电站首次在全坝每一个仓位系统布置温度计，用于温控的温度计数量多达3565支，温控观测的频次也非常高，相应带来的工作量十分浩大。为了更加高效、准确和及时地掌握混凝土内部温度，雅砻江公司开展自主攻关，成功研发了大坝混凝土施工期内部温度自动化监测系统。同时与科研机构和施工单位合作，研发和建立了大坝混凝土冷却通水自动控制系统，从而完整构建了大坝混凝土施工期温度自动化控制系统，在行业内首次实现了大坝混凝土内部温度数据的自动采集、传输与冷却通水自动控制的全过程智能化管理，实现了大坝温度控制工作的科学化、精细化、智能化。

事实证明，锦屏一级水电站大坝没有温度裂缝，也没有出现危害性裂缝，万方混凝土裂缝数量是同级别工程中最少的，大坝施工质量处于世界领先水平并得到国内专家的认可。

在大坝蓄水至1880米高程后，监测成果显示，大坝坝基帷幕整体效果较好，大坝各层帷幕灌浆廊道、排水廊道、抗力体平洞渗流量基本小于2L/s，且蓄水期间无明显变化。

锦屏一级水电站大坝的工程质量经受住了实践检验。正如中国工程院院士谭靖夷论及锦屏一级水电站的贡献时所说，“优等的混凝土大坝是一个很大的贡献，并且是第一个贡献”。

（三）采用FIDIC廉洁管理体系，实现工程透明和廉洁

雅砻江公司传承二滩水电站国际工程建设管理经验，严格贯彻FIDIC理念，依法依规执行工程招标投标制，招标过程接受专业监督机构全过程监督，并全程向社会公示。聘请顶级咨询机构，对工程重大技术方案进行评审；引进中国顾问集团公司为项目现场常驻咨询机构，对现场技术质量问题进行咨询；成立了以中国工程院谭靖夷院士、马洪琪院士、张超然院士等权威专家组成的“锦屏水电工程特别咨询团”，每年对工程质量和重大关键技术问题进行两次检查和咨询；实现技术透明公开。聘请美国美华(MWH)公司专家担任外籍质量总监，全过程参与项目业主质量监督管理，每周给业主提交质量控制报告。

大坝泄洪

水电站地下厂房

锦屏·官地鱼类增殖放流站

工程施工过程中，由于锦屏一级水电站的复杂性，许多合同问题受多种因素交叉影响，锦屏一级水电站实际施工情况与项目招标设计时产生很多重大变化，加大了合同问题处理的难度。雅砻江公司从抓好合同澄清、落实业主提供条件；坚持合同交底，建立合同履约评价机制；关注合同边界条件变化，及时签订补充协议；充分发挥业主主导作用和监理及行业咨询机构技术优势，实事求是，推动重大合同问题解决等几方面进行合同管控，使主要工程节点如期实现。在不断提高合同管理水平的基础上，雅砻江公司通过靠前管理、建立进度管理体系、采取纠偏措施等提升关键项目管理水平，保障工程进度计划落到实处，打造了一个个世界水电建设史上的“锦屏速度”，保证了锦屏一级水电站建设全面推进。

锦屏一级水电站全过程接受了政府主管部门的经济审计、专项巡视、质量监督检查巡视、安全鉴定和工程验收，未发生违背咨询工程师职业道德的情况，工程建设投资管理获得权威机构认可，获得国家优质投资项目特别奖。一大批技术精英充分参与到锦屏一级水电工程建设中去，在建设世界级工程的同时，也收获一批优秀的工程技术专家型人才，培养了大批工程及管理人才，共有95名工程师取得PMP资格认证（管理专业人员资格认证）。

（四）开发与保护并重，实现工程与自然和谐共处

在雅砻江流域水电开发的过程中，雅砻江公司秉承“绿水青山就是金山银山”的理念，充分发挥“一个主体开发一条江”的优势，始终坚持开发与保护并重，企业效益与社会责任并重，努力创建开发效益更显著、生态保护更完整、人文环境更和谐的水电开发模式。锦屏水电工程自始至终坚持环境保护措施与主体工程建设三同时，大力开展环境保护与管理系列重大科研课题的研究, 引进国外流域环保管理经验，采用“节能、节地、节水、节材”的环保技术。

节能，大坝采用当地砂岩粗骨料与大理岩细骨料的组合骨料，避免了外运材料带来的能源消耗；节地，采用地下布置、施工平台时空利用等综合措施，道路桥隧比达55.5%，避让了高植被覆盖度区域，减少土地使用；节水，砂石骨料、混凝土等生产系统采用污水净化循环使用处理方式，中水全部回用，达到零排放；节材，充分利用峡谷地形修建双曲薄拱坝，相比重力拱坝可节约混凝土142万立方米。开展雅砻江干热河谷生态恢复研究，选育本地适生乡土物种，林草恢复植被面积达到231万公顷，林草覆盖率35%；对库区濒危植物栌菊木进行迁地保护；通过大坝分层取水、生态流量泄放、建设联合鱼类增殖站和鱼类种质资源库、设置人工鱼巢等辅助方式帮助雅砻江锦屏河段原有鱼类生存和繁殖，使锦屏水电工程建设和环境保护和谐统一，建成国内放流规模最大、工艺最先进、投资最大的锦屏·官地鱼类增殖放流站，已培育、放流特有珍稀鱼苗612万尾。创新施工管理方式，采取提前截流、基坑集渣出渣的施工布置，成功解决坝区“V”型河谷，坝肩开挖料不可避免下江带来的水土流失问题等难题。土壤流失控制比为1.13，实现全部水土流失防治目标。

三、世纪工程 造福一方

雅砻江公司捐建的锦屏希望小学

锦屏一级水电站装机容量360万千瓦，平均年发电量166.2亿千瓦时，至2018年10月底，锦屏一级水电站已累计发电878亿千瓦时，累计交税46.84亿元，极大地促进了民族地区经济社会发展。锦屏一级水电站所输出的清洁能源，每年可替代标煤768.2万吨，减少二氧化硫排放10.5万吨，减少二氧化碳排放1371.2万吨。同时，使四川电网枯水期平均出力增加22.5%，极大地优化川渝电网电源结构。锦屏一级水电站水库有49.1亿立方米的调节库容，除电站自身巨大的发电效益外，对下游梯级水电站有巨大的发电补偿效益：每年使雅砻江下游梯级电站增加发电量60亿千瓦时，相当于新建一座装机120万千瓦的水电站；每年还使长江三峡和葛洲坝水电站增加发电量37.7亿千瓦时。此外，锦屏一级水库调节库容49亿立方米，其中防洪库容16亿立方米，是长江流域综合防洪体系的重要组成部分，通过流域水库联合调度，减少长江中下游遇大洪水时的超额洪量，提高了长江中下游1000多万人、80多万公顷土地的防洪安全，大大减轻下游城市的防洪压力。

锦屏一级水电站项目建设改变了当地少数民族很少外出的习惯，吸引了大量当地百姓纷纷到电站工地务工，增加了农民收入。仅锦屏工程施工高峰期，凉山当地务工人员就达5000多人。据冕宁县的棉纱湾乡统计，全乡200多人，一年就从锦屏工地打工挣回了300多万元。电站建设过程中充分征求移民意愿，采取开发式移民。将1万多名彝族山区居民搬迁至平原，累计投入移民资金近42.9亿元，新建4座小学、4所卫生机构、4座集镇、231公里道路，实现了移民脱贫目标，保障了移民可持续性发展。积极承担社会责任，持续支持地方发展。已捐资5.1亿元，捐建2122万立方米库容老沟水库和配套的27.5公路干渠，解决地方百姓农业灌溉用水，改善生活用水；捐建锦屏希望小学，并且持续每年开展帮扶助学活动。

（雅砻江流域水电开发有限公司 供稿）