功与过——葛洲坝的昭示 评功论过说三峡,早了吧? 是的,三峡工程尚未正式开工,功过得失我辈岂敢妄言?这篇《功与过》,讲 的是三峡枢纽的小弟弟——葛洲坝工程:因为它是三峡工程的组成部分,是三峡工 程的“实战演习”。 葛洲坝工程的诞生和10年运行的实践昭告世人:中国人非但能够兴建世界一流 的工程,而且同样能够成功管理世界一流工程! 葛洲坝的成功经验和教训是什么? 葛洲坝,到底能为三峡工程提供哪些借鉴呢? 笔者以为:“实战演习”的涵义至少应包括如下一些方面的项目和问题—— * 设计:“一体两翼”枢纽布置合理吗? 河流学的核心是河流辩证法。河流是由水流与河床两个对立物组成的统一体。 著名水利专家林一山先生介绍说,葛洲坝这个河段,是从峡谷河段进入宽谷河 段的过渡段:从三峡峡谷出口,到葛洲坝的3 公里距离,河谷由300 米展为210 0 米,成为“喇叭”,长江在这里又向右拐了个90度的急弯,两岸是犬牙交错的山嘴, 主槽又位于凸岸一侧,它的垂直断面,在500 米距离内,河底由海平面以下40米, 上升到海拔30米,亦即由一比七的反坡爬升了70米。这样,水流状态,河势变化极 其复杂。而在流态上,则既是泡水、漩涡,又是剪刀水…… 众所周知,葛洲坝工程是“三边政策”的产物。1970年12月3 0 日仓促上马后, 因无整体设计和其它严重问题的暴露无法解决,开工两年后被迫停工,周恩来总理 责成林一山“修改设计”。林一山以技术委员主任委员的身份接手这个“烂摊子”, 万分感慨地说:“所谓修改设计,实际上是重新设计。” 在长达两年“重新设计”过程中,林一山坚持以河势规划研究入手,统筹协调 解决各方面的矛盾和要求,经过无数次辩论和反复试验,最后确定了“一体两翼” 的枢纽布置方案: 这个布局就是在葛洲坝拦河建筑物上游2500米的河面中,两侧利用防淤堤与河 岸形成各300 米宽的引航道,中间是800 米宽的主泓河道。南津关以下到泄水闸的 长江主泓,即为“一体”;在它的两侧,从引航道口门(也叫运河口门)开始,通 向下游的航道即谓“两翼”;同时,这个主泓的下端,在接近泄水闸的部位,其两 侧又各有一个侧面进水的电站引水渠道,也叫第二个“两翼”。 这个“一体两翼”的布局,把所有的过水建筑物连成一个有机的整体。因为它 充分体现了河流辩证法,所以经受了25次大于45000 秒立米洪水考验,运行10年安 然无恙! 试想:成功的葛洲坝枢纽布置,对距此仅40公里且同系长江的三峡巨型枢纽设 计,其经验不可借鉴么? * 葛洲坝对河流航运的贡献 长江的泥沙比黄河少,这是常识。 但长江年均输沙量多达5 亿吨,也是事实。葛洲坝拦河筑坝,许多人优心忡忡, 这么多泥沙被拦截、淤积,黄金水道岂不被堵塞?不说断航,起码是碍航! 果真如此么? 葛洲坝三江航道,自1980年6 月正式通航,近11年了。 葛洲坝船闸管理局的负责同志透露:二、三号船闸运行10年多,已通过大小船 舶60多万艘(次),启动闸门10万多闸次,货运量达6000多万吨,客运量达2500万 人次,至今为止,尚未发生较大安全事故。 这位负责人还告诉我:1981年至1991年年间,实际因航道冲沙泄洪停航天数: 最长的是1981年和1983年,分别是8 。6 天及9 。 08 天;最短时间是1986年,只 有0 。49天。 还有一组数据,10年来二、三号船闸因检修停航,最糟的是1982年,停了70多 天,较好情况是1987年,二号闸长年未停航,三号闸停航16天;最佳状态是1990年, 二号闸只停航3 天,三号闸也只停航8 天。 以上几组数据,是历史的记载,它是10年来葛洲坝船闸运行状态的真实情况, 毋容置疑。这几组数据本身,已经回答了人们的担优。 需要说明的是:葛洲坝工程分两期兴建,二、三号船闸通航早,属一期工程; 二期工程还有一座与二号船闸规模完全相同的一号船闸。船闸检修期间,并非整个 航道关闭,事实上3 个闸的运行和维修是通过调度安排的,不可以把某个闸检修停 航误认为是“长江断航”——那样,就犯常识性错误了。 那么,葛洲坝究竟对河流航运提供了哪些经验呢? 1 、运输安全可靠 葛洲坝水库蓄水后,使川江水位雍高2 0 多米,水深增大,航道增大,水流平 缓.”鬼门关”变成了静水湖,著名的崆岭、泄滩、青竹标等险滩均被探埋水底, 船舶航行安全大为提高,海损事故直线下降。 2 、万吨级船队安然行驶 葛洲坝水库蓄水前,三峡河段弯窄水急,仅能通航1000吨船舶和3000吨级船队, 船舶平均装载率只有0 。5~0 。7 ,每马力仅拖带0 。 8吨货物,平均下行航速为 18公里,上行才8 公里。 蓄水后,三峡区间可通3000吨级驳船和12000 吨级船队,装载率上升到0 。9 , 每马力可拖带3 吨以上。下行航速平均为13公里,上行11公里(包括过闸时间)。 3 、节省运费 由于三峡河道航行条件艰难,船舶营运长期处于“低效率和高运费”状态。据 资料统计:川江航运成本为长江中下游的三倍多。 葛洲坝蓄水后,船舶运行工况同中下游一样,船队规模和船舶利用率不断提高, 单位能耗得到大幅度减少,单位运输成本减少30 ~50% ;单就巴东、秭归而言,其 单位运愉成本比天然河道情况下分别降低了58。8%和58。3%。 葛洲坝的经验证明:渠化工程是改善航道的根本办法; 葛洲坝的实践证明:“静水通航、动水冲砂”的设计方案,是成功的杰作! * 葛洲坝建设者的贡献 众所周知,葛洲现工程的施工水准和设汁水准,都是中国的金牌,系世界级的 一流工程。 高达5200~ 7300秒立米的截流流量和高达86000 秒立米的截流流量,和高达86000 米秒立米的导流流量,在1981年初,曾惊吓过举国上下亿万人的梦。那一年,中国 人赢得了全世界的喝彩! 从土石方的开挖、运输、填筑,混凝土从砂石系统、拌和制冷系统到运输起重 浇捣系统,形成了“一条龙”作业局面。土石方年开挖量达900 万立方米,混凝土 年浇筑量高达202 。9 万立方米,金属结构年安装量多达2 万多吨,水轮机组年安 装实现6 台------- ,这些指标至今仍属“中国第一”! 不妨举些实例: 一号船闸下游巨型人字门,高34。5 米,单扇宽19。 7米,厚2 。 7米,重约 600 吨,为当今世界最大的人字门之一。其安装过程是采用拼装焊接工艺,其正向 和侧向设计允许误差只有5 毫米。实际呢,其正、侧向偏差值均小于2 。 5毫米, 你说神奇不神奇? 泄水闸和三江、大江两座冲砂闸闸墩,承受弧门支铰推力为2800 ~ 4200 吨, 由于推力过大,须采用大吨位抽锚预应力混凝土结构,设计使用300 吨级的墩头锚, 3 座建筑物闸墩共使用预应力锚束2388米,张拉总吨位近70万吨。这种大体积预应 力混凝土的拉锚施工,国内从来没搞过哩。 怎么办? 水利专家林一山先生曾经回答过周总理的询问:“葛洲坝工程,本身就逼着你 无论是设计还是施工,都是中国第一,甚至是世界第一。” 建设者们没有被困难吓倒。在此项施工中,充分发挥聪明才智,从原材料检验、 锚具加工、锚束体制作、防锈处理、运输、穿孔、张拉、灌浆、监测以及拉伸机的 率定等,集中体现了一个字:创! 敢创敢闯,他们成功了。这样的宝贵经验,是可以直接“搬”到三峡工程中应 用的呵! 再譬如讲深水围堰工程,“葛洲坝模式”基本相同于未来的三峡工程,也将是 采用“拿来主义”。直接应用于三峡工程。 还讲一个“消能防冲”难题攻关的实例: 二江泄水闸是宣泄长江来水、来沙确保枢纽安全的关键建筑物。但它却座落在 含有多层泥化夹层的粘土质粉沙岩上。需要解决抗滑稳定安全的问题。由于单宽流 量大,水头低,岩石抗冲砂能力弱,必须解决好泄水闸下游的消能防冲问题。所谓 消能防冲,就是要想办法在闸下游消耗掉巨大的水流能量,避免基础被冲刷。 一方面,泄水闸底板和消耗建筑物长年深埋水底,不断被粗砂卵石磨蚀,检修 不易,要求有高质量长寿命的水工混凝土材料;另一方面,水库运行要求水位变幅 小,汛期下泄流量大,又无调节库容,必须使闸门启闭快速反映调节,以稳定库水 位安全调度需要。 经过反复研究,采用深挖大齿槽、利用闸后岩石体的抗力、局部打锚固桩等综 合手段,一举解决了在软弱岩基上筑坝的稳定问题;采用一级长消力池的排水护理, 并在其后设加糙墩,打垂直混凝土防沟墙等措施,使一度困扰许多专家的难题得以 圆满解决! 葛洲坝工程的建设,积累了组织领导特大型工程施工的经验,培养和造就了一 支过硬的队伍。 数万之众的当代大禹,难然不是宝贵财富么?财产有价,经验何价?人的献身 精神何价?! * 葛洲坝枢纽的运行管理经验 作为枢纽运行管理单位——葛洲坝电厂,自1981年5 月水库蓄水、6 月船闸通 航、7 月首台机组投产发电以来,喜盈盈迎来了10岁生日。10年,在历史的长河虽 只短暂的一瞬,可对葛电人来说,却是艰苦创业、奋发图强的漫长的3650多个日日 夜夜。葛电人用激情托举心中的太阳,在2600米的巨型大坝上下,用心血和汗水凝 成了一座令同行羡慕的丰碑。 累计发电量1070亿千瓦时 累计创产值 61 。3 亿元 累计创利税27亿元 偿还基建贷款13亿元 人均利税13。 2万元(1990年) 人均发电量522 万千瓦时(1 990 年) 最高月发电量19。8 亿干瓦时 战胜大于45000 秒立米洪水25次。 问及葛洲坝电厂在运行管理方面对三峡工程作出了哪些责献时,省劳模、厂长 侯广忠自豪地伸出了4 个指头: “概括起来是4 条。特大型水利水电工程的调度运用,应算第一条。保航运, 保发电,还要确保整个枢纽汛期安全,集多重功能于一体;水库调度难度很大,发 电机组多达21台,调度运行难度同样很大。水库调度要做好水情预报,水文观测、 气象变化分析------三座泄洪冲沙闸,分布在大坝左、中、右3 个区段,共有42个 闸孔,还有各种排沙孔洞及排漂孔41个,要求调度人员必须思维敏捷,业务能力强 :你反应迟纯,会造成漫坝事故,机毁人亡,业务不精通,你又往往会顾此失彼: 保了发电航运条件可能恶化;符合防洪要求,泥沙淤积可能造成麻烦,重者冲毁下 游船只,轻则导致下游水位变幅过大,船只搁浅------通过不断摸萦、卖践、创造 了一条科学调度的路子,成功地解决了大流量、多闸孔,多台机组的安全运行和调 度问题。 “第二条,就是摸索多台机组联合调度,选择最佳运行方式。每年,我们厂都 有4~5 台机组要进行大修、小修达30多台次,如何使停机引起的电量损失值最小呢? 我们的做法是:长计划、短安排,留有充分的余地.这就是说,要设法将停机不引 起弃水的时间,充分用与机组检修;弃水期则根据水情变化安排临时性检修和事故 处理。我们采用网络技术,强调落实直线工期,很好地解决了检修与发电的矛盾, 每年因缩短检修工期增发电量在一亿多千瓦时------- ” 侯广忠介绍说,500 千伏超高压远距离直流输电技水的成功试验以及运行管理 规范的掌握和制定,是葛洲坝电厂的又一个贡献。葛洲坝,不仅是华中电网500 千 伏的系统的网架枢纽,也成为了联结华中、华东两大电网的枢纽。葛洲坝距三峡大 坝仅4 0 公里,这儿已经成为未来三峡电站“西电东送”的良好通道。葛洲坝至上 海士500 千伏直流工程已投产运行两年多,双方交替电量已近30亿干瓦时。更重要 的是,通过对高压设备故障的处理,掌握了主要设备性能,在专家指导下,有了新 中国第一本“直流输电运行规程”和“检修手册”,这,是开创性的工作! 侯广忠强调指出:科技进步和人才培养,始终是葛洲坝电厂的管理方向。作为 三峡工程的”实战准备”电厂在运行管理人才储备方面既有得天独厚的优势,更有 责无旁贷的气魄! “运行和检修人员在一年之内接管4 至6 台机组,做到运行和维修工作有条不 紊,忙而不乱,靠什么?靠刻苦学习的精神和主人翁意识;扩大性机组检修,百分 之九十几的同志没干过,但我们葛电硬是凭着一股子闯劲、一股子钻劲、把这块 “硬骨头”啃下来了。运行检验结果证明:检修质量优良! 眼下,三峡工程议案己经全国人大正式通过,我们葛电人既兴奋又‘紧张’。 高兴的是,三峡工程建成后,葛洲坝的经济效益可以得到充分发挥,对社会的贡献 更大,‘紧张’的是,感到肩上的担子更重了:既要为三峡工程积极培养业务骨干, 又要认真总结运行管理各方面的经验和教训,为三峡工程提供借鉴。未来的路,很 长,人生的路却很短,三峡需要我们做的工作却很多很多,必须顽强拼搏,只争朝 夕……” 侯广忠侃侃而谈,一个共产党人的心境情怀跃然纸上,他的话,代表着葛电人 的共同心愿! 三峡梦,就要圆了。 葛洲坝是三峡工程的组成部分,又是”实战演习”,葛电人“心系三峡、拥抱 长江”的雄心壮志竖自今日么? 否!长江作证:10年前接机管理之初,葛电人就在心里呐喊,“管好葛洲坝, 进军大三峡”…… * 葛洲坝:凝固的思考 关于三峡工程,葛洲坝除了提供上述成功的经验外,还有水库移民、工程投资 费用包干、中华鲟保护及生态环境、航道整治等一系列可取的经验,限于篇幅,这 里就不赘述了。象葛洲坝这样的特大型水利枢纽工程,有成功的喜悦,也有沉重的 思考和教训,有些失误是难免的,而有些,则是人为因素所造成。笔者抖胆列举几 例,供三峡工程的决策者参考—— 1 、投资概算,一定要留有余地 葛洲坝工程当初未拿出总体设计方案,仓促上马,投资概算由13。 5亿 追加到48。 48 亿元( 尽管有许多客观因素),长期以来授人以柄,被视为 “钓鱼工程”。倘若三峡工程在经过重新论证后,投资还会追加,则会被认为是 “故伎重演”,轻者影响工期,备受责难.重则有可能造成国民经济严重困难,酿 成不可挽回的政治影响和经济损失。 2 、任何资源开发,必须统筹规划,严格遵守基建程序 众所周知,葛洲坝工程按照设计规划,应当建于三峡工程之后,而非之前。 按照纯科学观点(林一山先生的观点),葛洲坝只是在考虑兴建三峡工程设 计时,因三斗坪至宜昌这一段河道航运条件无法得到改善才提出来的。目的是 反向调节,以利航运。若建三峡后建葛洲坝,则葛洲坝工程的建设较之于现在的情 况要简单得寥。既不存在防洪问题,也不承担泥沙淤塞碍航的风险。 先建葛洲坝便使问题复杂化了。葛洲坝要作为一个独立工程考虑,必须承担汛 期防洪任务,必须确保泥沙不在坝前和航道淤积,同时,还必须确保足够的机组发 电需要。当然,经过艰苦卓绝的努力,葛洲坝在设计、施工和运行管理等方面,取 得了举世公认的巨大成就,无论其自身的经济效益和社会效益,都十分喜人。 但是,请不要忘了:拟建的三峡枢纽工程,因为是兴建在葛洲坝之后,处在葛 洲坝上游位置,则又理所当然地成为“独立工程”。 “独立工程”的涵义是什么呢,说白了,就是要在同一长江上,重复考虑葛洲 坝工程已经者虑过而且实践过的一切。, 所以,葛洲坝许许多多成功的经验,以及失败的教圳,对于三峡工程,同样是 需要认真汲取和借鉴的。 所以,我们在盛赞葛洲坝的贡献之时,也想提及找们在过往的工作中的一些不 足。 但愿,这段“添足”的尾巴,不至于真的成了“尾巴……” (1992 月初于葛洲坝废思堂) -------- 梦远书城