智慧创造雪域高原的“拉洛奇迹

自由的风

　“拉洛生态电站发电了！”喜讯从幽幽夏布曲河谷传来，***日喀则萨迦县的百姓纷纷奔走相告，以最隆重的方式庆祝这一期盼已久的时刻。
　　与举世闻名的三峡、葛洲坝等“国之重器”相比，拉洛水利枢纽或许称不上“出奇”，但作为一座建造在雪域高原之上的大型水利工程，拉洛，实属奇迹般的存在！
　　因自然条件恶劣、设计难度极大，且无经验可鉴，长江设计院倾注心血十余载，逐一攻克高寒高海拔地区筑坝材料选择及控制标准、长距离大埋深高地应力隧洞设计与施工等一系列技术难题，昂首挺进世界水工设计“无人区”，让高原“明珠”的光芒，终于照进现实。






高原筑坝不再“十库九漏”
　　夏布曲峡谷位于平均海拔4300米的青藏高原，常年寒冷的气候和干燥的空气，使这里冻土层深厚且分布广泛。如何在这样的自然条件下建造一座坚固的大坝？成为长江设计院拉洛项目团队面临的头等难题。
　　“起初，我们考虑过面板堆石坝和粘土心墙坝这两种基本坝型，但坝址区缺乏黏土，无法满足建坝防渗的要求，之后，我们尝试添加石灰等原料来改变土壤性质，但效果不理想。”长江设计院拉洛枢纽项目经理、拉洛枢纽设计代表处处长熊泽斌，自2014年进驻***，便亲眼见证了拉洛的点滴“成长”。
　　因库水位运行变幅区间大，考虑到拉洛水库坝址所处的高寒气候条件，坝体的抗冻性及耐久性，无疑是设计上急需攻克的最大难点，“最终，我们将沥青混凝土心墙砂砾石坝确定为推荐坝型。”熊泽斌说。
　　相较于面板坝，沥青心墙坝的防渗墙位于坝体中部，受外部环境影响小，能较好适应当地的恶劣气候条件，此外，沥青混凝土粗骨料可就近开采。经查勘，填筑坝体的砂砾石料广泛分布在坝址上游仅2公里处，开挖方便、运距短，大大节省了运输成本。
　　而熊泽斌和设计团队并不满足，他们又继续对大坝施工和填筑材料方案进行优化——
　　通过施工期的地质勘察和研究，取消大坝基础强夯处理，以压重平台替代，并进一步优化处理范围；因料场细粒含量高，在大量计算和科学试验的基础上，适当放宽心墙两侧的过渡料粒径，同时采取直接使用合格骨料避免掺配的施工方案。如此一来，简化了工序，缩短了工期，也节省了工程投资。
　　但好事多磨。就在大坝沥青混凝土心墙施工近一半时，2018年底，心墙灰岩骨料料源地因故明令禁采，这意味着，一旦无法及时找到合适替代料源，后期施工进度势必将遭受严重影响。
　　情急之下，拉洛项目部迅速组织施工、地质和水工等专业共同寻求料源替代方案，通过大量试验论证和现场勘查。很快，他们便拿出新方案——以酸性砂砾石破碎骨料替代原灰岩骨料，一举解决了大坝填筑料源短缺的问题。
　　“从大坝蓄水情况看，效果非常理想，相信不久的将来，***地区水利枢纽‘十库九漏’的历史将被彻底改写。” 熊泽斌信心满满地说。
　　目前，拉洛水利枢纽与旁多水利枢纽均作为标杆工程，写入***地区沥青心墙坝设计指导手册，以鉴后世。




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沥青混凝土心墙摊铺施工








   攻克“高寒缺氧”重重难关
　　2019年3月26日21时，伴随一声惊雷般的爆破，历时四年施工的拉洛水利枢纽及配套灌区工程德罗电站引水隧洞成功贯通，标志着***“头号”水利工程取得突破性进展！
　　然而在设计之初，如何在高寒高海拔地区布设电站引水管路，且在短时间内拿出一套安全可行的施工方案，考验着拉洛项目设计团队的每一个人。
　　“常见的水电工程中，引水管路多采用明管、隧洞设计，但考虑到拉洛工程区的诸多不利自然因素，明管设计势必需要严格的保温措施和基础处理，工程投资量大”，熊泽斌介绍，“而隧洞设计，因当地岩石条件较差、埋深大，加之空气稀薄不便于出渣，施工难度大，工期也难以保证……最终，我们将浅埋式压力钢管布设确定为最佳方案。”
　　创新的浅埋式压力钢管设计，能较好适应德罗电站引水隧洞内的复杂地质环境，总长2.1公里的钢管均埋设于冻土层以下，全程不设支墩，利用四周密实的回填土石，可限制钢管径向变形、隔绝外部温差。同时，钢管底部采用柔性砂壤土为基，以适应钢管变形、避免应力集中，解决了高寒、软基、钢管保温、地基处理等难题，也降低了工程造价。
　　值得一提的是，针对德罗电站泄槽设计水头大，沿线存在弯道水流等难题，在目前国内外无任何借鉴的情况下，长江设计团队又创新采用多级整流池结合台阶消能的方案，一举攻克技术难关，为今后处理类似工程问题积累了宝贵经验。
　　不仅如此，作为控制性工程之一的那隆隧洞，全长5917米，最大埋深412米，洞内地质条件复杂，岩层破碎且遇水成泥，属高风险隧道，加之工程区施工人员易受急性高原病困扰，较低的含氧量还会影响机械功率，其效力只能达到内地六成，建设难度可想而知。
　　然道阻不容退，路险不言苦。通过大量查勘和分析研究，长江设计院拉洛项目团队的思路开始逐渐清晰——他们根据深埋长隧洞特点合理安排土石方工程，优选施工机械，同时做好防水排水、通风排烟、防寒保温等措施，并不断优化施工设计，为工程建设的顺利推进打下坚实基础。
　　2019年5月19日14时，在一片欢呼声中，那隆隧洞终于顺利贯通，至此，拉洛工程总里程23公里的隧洞全部实现贯通，这也意味着***迄今最大在建水利工程，基本具备通水条件。




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建设中的德罗厂房






“三洞合一”彰显设计巧思
　　2020年12月30日,在雄伟的喜马拉雅山和冈底斯山脚下，在奔流不息的夏布曲河畔，由长江设计院勘察设计的***拉洛水利枢纽及配套灌区工程正式发电并向灌区试通水，标志着拉洛工程开始发挥效益。
　　从2004年起至项目开工，长江设计人曾无数次深入***工地现场勘察研究，他们战风沙、斗严寒、忍荒凉、耐寂寞，只为制定出一套科学可行的设计方案，造福雪域高原百姓。如今，望着眼前这来之不易的一幕，熊泽斌不禁感慨：“看着工程一步步变成了设计中的模样，身为长江设计人，我感到无比自豪！”
　　而论及拉洛设计之精妙，工程右岸采用的“全功能集成型”泄洪隧洞结构，则体现了长江设计人不拘一格的智慧巧思——
　　这种集导流、泄洪、引水发电、水库放空及拉沙等多功能应用完全结合的泄洪隧洞型式，具有技术新颖、先进、经济效益显著等特点，目前在国内尚属首创。
　　一直以来，多功能泄洪隧洞的运用，被认为是水工设计界降低工程投资的有效措施，但其亟需解决的水力设计等方面难题，也是工程设计研究中的重点课题与难点。事实上，有关拉洛水利枢纽的总体布置方案很早便已确立，但针对右岸泄洪洞、导流洞和发电洞的合理布设，却迟迟没有定论。
　　多年来，长江设计院拉洛项目团队不断坚持创新思路，先后从“三洞合一双进口”、“两洞合一”导流洞独立布置、“两洞合一”泄洪洞独立布置、“两洞合一”导流洞独立布置、“三洞合一单进口”、“两洞合一”导流洞独立布置等多个研究方案与大量水工模型试验中寻求答案。
　　功夫不负有心人。在综合考虑工程运用特点及不同时期的功能需求基础上，他们最终将“三洞合一单进口”确定为泄洪隧洞的最佳设计方案，并提出可行性运行控制方法，从而实现了工程导流、泄洪和发电等多功能的协调统一，不但节省了工程投资，加快了施工进度，也为“三洞合一”式泄洪洞水力设计提供了全新思路与解决途径。




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蓄水后的水库




　　金诚所至，金石为开。从前期规划到初步设计，再到项目的艰难实施，其过程中的每一步都离不开大量的幕后科研工作，更凝聚着无数长江设计者们的创新与智慧。
　　正如长江设计院拉洛枢纽项目经理、拉洛枢纽设计代表处处长熊泽斌所言：“一流的设计，造就一流的工程。在拉洛，我们做到了！”


作者：张濛  秦建彬  郑雁林
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