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【壮丽70年 奋斗新时代】贡献自己 像每一滴南水

时间:2019-12-12
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2014年8月30日,中线穿黄工程充水试验前夕,检查隧洞围堰安全
作者简介
  程德虎,1994年4月,任长江水利委员会设计院枢纽处副总工。2002年10月,任长江水利委员会设计院副总工。2004年10月,任南水北调中线建管局工程技术部部长。2008年10月,任南水北调中线局副总工,2012年7月兼任南水北调中线建管局河南分局总工,2015年6月兼任中线建管局河南分局副局长。2017年11月,任南水北调中线建管局总工程师。
  每一滴南水,在汇入一渠北上的大地水脉时,都贡献着自己的力量,正如每一位南水北调人一样。我亦如是。
  2004年3月,从中线建管局筹备组,到京石段通水,从全线连线建设,到全线建成通水,并安全平稳运行近5年,作为一名“老水利”,我把自己的心血融入到南水北调中线工程中,千里水脉,已经成为我人生中不可或缺的一部分。
       沙河渡槽工地的洗礼
  当时,南水北调东中线工程建设全面铺开,全体建设者面临着十分艰巨的任务,在工程进度、质量等方面承担着巨大压力。中线工程155个设计单元中还有41项控制性工程刚刚开工建设,工期十分紧张,沙河渡槽是其中之一。
  2011年,中央1号文件和中央水利工作会议都明确要求加快推进南水北调工程建设,早日建成发挥效益。这无疑让已进入施工关键期、高峰期的南水北调工程建设形势更加紧迫,责任更加重大。
  至今还记得2011年的那个夏天。
  沙河U形渡槽为中线工程中的大型U形预应力渡槽之一,是中线工程中最长的梁式渡槽,也是唯一采用预制吊装方式施工的渡槽。该槽单槽跨30米,跨中断面净高7.4米;侧墙厚0.35米,底板厚0.9米,总高8.3米;端部断面侧墙厚0.6米,总高9.2米。槽身为双向有粘结预应力混凝土结构,槽身环向布置钢绞线,采用扁形锚具、扁形波纹管,双向张拉。
  我国在东深供水工程中曾采用过预应力U形渡槽结构,虽然其规模不如南水北调工程的大,但为预应力U形渡槽设计与施工提供了一定的经验,桥梁、工民建等行业预应力张拉及测力系统测试也有丰富的实践经验。但类似沙河渡槽如此超大结构尺寸的国内外渡槽工程没有先例,其具有断面大、薄壁、环向和纵向预应力交叉布置等特点,如何准确、可靠开展预应力钢筋应力损失测试并进行分析评价十分重要,关系着渡槽结构是否安全、未来工程能否顺利担当起通水的重任。
  河南省水利勘测设计研究有限公司在设计时,给沙河段的13个观测槽片内增加了测力计,以便在槽片混凝土成型后观测每次预应力的张拉是否到位。2011年4月22日,在进行第5榀渡槽也就是当时第一个观测槽预应力监测时,现场检查发现,预应力张拉锁定后,部分测力计数值显示的预应力损失值较设计值偏差较大,最大时可达48%,而千斤顶油表值显示是张拉到位。如果张拉锁定的预应力损失达到48%,远远超过设计允许值,将不能满足设计要求,渡槽的运行就存在安全问题。搞清楚预应力实际损失值和测力计值是否真实反映了预应力筋受力状态成为沙河渡槽设计和施工的关键问题之一。
  为此,中线建管局成立了由参建各方组成的沙河渡槽预应力及原型试验现场工作组。6月初,我作为工作组组长住进沙河渡槽施工现场,解决U形渡槽预应力测力计监测损失过大的问题。这一住就是半年。
  夏日的平顶山,没有一丝风。近10米高的槽片,只有约1米宽,要站十几个人,既要注意安全,还要看测试结果,更不能来回走动。烈日下,时间一点点流逝。每读取一组数据后,我们就停下来,分析原因,再根据分析的结果,让施工人员重新摆放,重新张拉,重新读数。
  中午,试验还没做完,大家就在现场对付着吃了一口饭。
  到了晚上,用探照灯照亮,接着干。全身心投入到数据的观测与记录中。根本顾不上蚊虫的叮咬,常常一干就是深夜。
  我关注每一个施工工序,只要有可能造成预应力损失,就一个一个地做试验,一项一项地梳理,逐一采取措施解决。设备的问题,就改设备;张拉的问题,就改张拉;方法的问题,就改方法。
  我和技术人员首先调整了槽片钢筋定位网片的间距。由原来规范要求的1.5米间距,改为纵向间距50厘米,反向弧线段30厘米,反向直线段50厘米。通过保证钢绞线、波纹管的顺直,以减少预应力张拉过程中的损失。
  我们对锚具也进行了检查,发现不同批次和不同锚具,其质量精度有所不同,有些存在明显的毛刺,管壁不够光滑,通过询问厂家才知道,有些产品不是原家生产,是协作单位的产品。我们要求监理严把质量关,提高锚具质量。
  更换了千斤顶油压监测表,提高了油压监测精度。
  大家把方方面面的原因都分析到了,并进行了调整和修改,但预应力的损失还是超出设计预期。
  “会不会是测力计的问题?”一个大胆的假设浮出水面。
  我们把已经安装测试过的测力计拆开检查,发现钢绞线已经把测力计的孔周摩擦出槽痕,测力计的构造存在问题。我们又请来生产厂家——北京基康的技术人员,一起开展研究分析,对测力计结构进行了修改,把五个圆孔改为一个圆孔加两个扁孔,减少钢铰线张拉过程中摩擦损失。试验发现,测力计的构造和垫板都对测值存在明显的影响,结构形式稍有不同,测值也在变化。
  我们不但自己做试验,还多方联络,找来中铁大桥局桥梁科研院,制作现场1:1模型,开展针对性预应力仿真试验,检测预应力各环节损失值。发现环向波纹管存在张拉后,直径有微量减小的现象,解决了预应力钢铰线回缩量监测值始终不过关的问题,揭示了环向预应力的受力变形规律,对修订规范提供了参考。
  最后经过商定,大家决定按正常通水的状态来验证槽体的质量。于是,现场对第5榀槽单独做了充水试验。按照设计水位,在槽片内注满水,对埋设的各类监测仪器设备分别读数,结合当时的气温和水温,分析槽段的受力和变形情况。槽内水位从设计水位到加大水位,再到灌满。通过对各种外观和内观仪器监测数据的全面、系统分析,证明第5榀渡槽在各水位工况下安全可靠,槽片能够承担通水任务,没有问题。
  从几个月的试验检测情况来看,预应力的损失问题,主要是现有成品测力计不适合本工程预应力的布置,造成摩擦损失过大。其次,锚具、油表精度不高等对预应力损失过大有不利影响。再次,环向预应力存在一定特殊性,有关参数需要调整。搞清楚了问题所在,并进行了修改,最后把预存力损失控制在设计允许范围内了,我心里的一块石头才落了下来。
  渡槽的结构缝止水又是一道难题。设计院参考已建项目出了施工图,但现场进行充水试验时,结构缝总是漏水。虽然严格了工序,但效果不佳,每条缝几百个螺栓,有一个压不紧,一条缝就算失败了。渡槽结构缝渗点水对工程安全没什么影响,但工程形象实在太差。运行时上千条缝要保证不漏水难度比较大,但也必须解决。
  我们现场工作组,组织设计、监理、施工和材料供应单位,共同研究结构缝止水的构造和工艺,直接和操作工人进行交流,听取工人师傅的意见,开展了多次试验。试验中,原以为止水板下SR填缝腻子越厚越好,把5毫米厚改为10毫米,结果发现原来拧紧的螺栓,在4小时后又松掉了,查找原因,原来SR腻子在压板的压力下从两侧挤了出来,导致螺栓紧固力消失,我们取消了SR腻子,改为环氧胶粘结。一直以来压板都是采用扁钢作为压板,调整也就是在厚度和宽度上做改变。试验中我们发现当螺栓间距在100毫米以上时,螺栓紧固力越大,两只螺栓中部的压条的压力越小,甚至出现脱空现象。我们感觉到这是因扁钢自身刚度不够引起的,单纯增加钢板厚度也难以保证压板刚度,所以我又把扁钢改为角钢,提高压板刚度,止水槽的形状也是相当重要,既要满足止水带的安装,又要方便混凝土浇筑时脱模。我们结合施工的要求,施工过程中,及时调整修改了渡槽的端模结构,在增加端模刚度的同时,提高了渡槽端部制作精度,端部构造又满足止水带的安装要求。
  整个结构缝的处理彻底改变了原有的设计理念和模式,最后的充水试验结果显示,渡槽可以做到滴水不漏的。沙河渡槽结构缝止水的现场试验成果,后来又推广到沿线其它渡槽中应用,这是后话。现在全线类似渡槽的运行情况表明,我们的付出是有意义的。
  沙河渡槽工地半年的工作经历中,我觉得非常充实,搞技术工作能深入现场一线,和参建各方一起,针对工程实际问题,群策群力,解决一个又一个难题,推动工程建设不断向前,特别有成就感。那些日子每天上午去工地查找问题,下午开会研究解决问题,有时晚上还要工作到很晚。几乎一天一个会议纪要,每个会议纪要都没有客套话和虚话,都是实打实确定下步工作内容和要求。
  特别感谢上级领导把我派到生产一线和工地的同志们并肩战斗,直接面对现场问题开展工作,在现场我也和参建各方的同志建立了深厚的友谊,他们对工作认真负责的态度和技术上独到的见解,都让我受益匪浅。
       峪河抗洪惊险的一刻
  南水北调中线工程2014年12月12日实现正式通水,受益人口超过5300万。工程已成为沿线多个城市,特别是北京、天津两个直辖市的重要水源。一旦发生安全事故,造成供水中断,将会给沿线人民正常生活、生产用水造成巨大影响,后果十分严重。
  可危及工程安全的事情,还是发生了。
  2016年7月19日,我当时正带领一帮人在辉县段韭山桥附近处理7.14暴雨引起的渠道边坡失稳问题。19时15分,我们在辉县管理处会议室讨论总结白天的工作情况,管理处主任工程师张平喜来报,说峪河暗涵出口裹头出现险情,情况十分危险,我立刻中止会议,清空两台越野车的后备箱,装满编织袋和铁锹,并带上手电筒,带领台德伟、付清凯等几名骨干,驱车奔赴现场。
  天色昏暗,雨在不停地下,平时干涸的河床急流汹涌。耳畔充斥着哗哗的声响,雨声夹杂着巨大的水流冲击声,预示着这次暴雨来者不善。抵达现场后,我第一时间冲到出口段大堤上查看情况。只见浑浊的水流借着河势奔涌而下,猛烈地撞击着峪河倒虹吸出口裹头浆砌石护坡,飞溅的浪花仿佛正在撕裂护砌,边坡上的水泥台阶所剩无几。
  21时,情况十分危急,如果洪水继续上涨,将面临洪水入渠的重大事故。为确保人身安全,所有车辆、人员撤退到了安全地带。我向中线建管局领导紧急报告,建议启动应急预案,黄河以北河南境内的退水闸做好退水准备。
  但我心里却一直不愿意放弃。这工程的每一方混凝土、每一块石料都是我们奋斗的成果,每一寸渠道都凝结着我们的心血和汗水,怎能说放弃就放弃。
  我反复查看峪河水势,寻求解决的办法。安全是南水北调工程的生命线,是任何时候都必须坚守的底线,事关人民幸福和国家社会发展。当时我心里十分担心,也深深知道此时上级领导比我更担心工程的安全。一旦洪水进入渠道,就必须断水了,而且可能产生次生灾害。一旦断水并产生次生灾害,中线建管局怎么向工程沿线百姓交代?怎么向党中央交代?安全对我们来说是一件天大的事,一定要尽一切可能缓解险情!
  我召集在场所在中线建管局的员工和留守的其它单位同志,让大家在相对安全的上游裹头处待命,不得离开现场。
  夜色下,水急浪浊,汹涌澎湃,借助手电筒,我仔细观察河面,不放过一丝细节,发现冲刷裹头的水流不是峪河的主流,而是一个侧向水流,如果能够借助离岸边不远处的大石滩,如果能建一个丁坝,就能缓解水流对裹头的冲刷。于是,对一直跟在身旁的王存鹏说:“赶紧召集人员,安排建丁坝。”在渠道左岸的渠顶上,我把方案给大家交代清楚。虽然现场只剩下十几个人,但我们没有被困难吓倒,没有人,我们自己干,边干边联系支援的部队尽快进场。
  原先准备的石料位于下游,鉴于安全问题,无法利用。我们从韭山桥带来的材料派上了用场,但都放置于堤内下面马道上,当时洪水随时入渠,取材料有一定风险,这个时候必须有英雄气概,作为在场的负责人,必须带头冲下去,我高喊一声,“谁愿意跟我下去取材料?”话音未落,就传来了“我愿意!”“我愿意!”坚定的回应,不等大家说完,我转身率先冲了下去。
  没想到他们比我跑得还快,下去跑得快,扛着东西跑回来更快。大多数人都不会游泳,铁锹和编织袋在闸站附近最低的平台上,水一旦冲上来,那后果不堪设想啊。
  土工袋有了,锹有了,去哪找土呢?堤外是一片汪洋,无法取土,堤内无土可取。这时水位离堤顶还有近三米的高差,急中生智,就近取用堤顶的土。在一般情况这是不行的,但当时情况特殊,先解决燃眉之急,修建丁坝是最急的事。十几个人一起拆开围栏,平时总觉得围栏不够结实,拆除时,空手硬拆费了很多力气。台德伟喊着号子,大家一起用力,终于拆开了。我们又对丁坝修筑位置进一步的比较选择。确定位置后,几个人一组,开始装土袋向下抛。虽然作业量有限,但也越抛越多,我鼓励大家:“办法有效果!加油啊!”同时我又抓紧联系部队进场。
  22时,三个连队的解放军战士进入抢险现场。我向团长讲解了丁坝方案,从什么地方进占,编织袋怎么抛才能构筑丁坝。
  解放军战士来了,我们也不能歇下来。左右岸渠堤都没有上堤道路,一旦大型机械进场,将无法上堤外作业。于是,我安排于澎涛、台德伟一人负责左岸,一人负责右岸,上堤开路,为大型机械及混凝土四面体进场做准备。由于风雨交加。照明线路中断,光靠手电筒影响作业效果。我又安排付清凯解决应急照明问题。战士们需要安全绳,我又安排李明新找绳子,李明新急中生智,把附近防汛箱的备用绳全部收集起来,解决了战士下河作业的难题。大家紧张地忙碌起来。
  23时,解放军战士战斗力就是强,编织袋渐渐接近了大石滩,为了查看水情及裹头安全情况,确定下一步加固方案,我准备去距离岸边有六七米远的大石滩。
  就这样,我与王存鹏一起穿着大两码的深筒雨鞋,鞋里鞋外都是泥水,一步一步摸着石头爬了过去。石滩上又湿又滑,一个没踩稳,脚下一滑,整个人就摔在了石头上,手划破了,摸着边上的石头,又重新站了起来。
  现场一切行动都要靠手电筒照明。呼呼的风声,夹杂着山洪的咆哮,声音十分嘈杂,没有扩音喇叭,指挥基本靠吼。连续几个小时高强度作业别说吃饭,我连水也没喝一口,嗓子也早就喊哑了。
  踏勘后我再爬回来,一点儿劲儿都没有了,双腿打颤。已经喊不动了,也跑不动了,强撑着坐在石料上,用手电筒打光到河里,指挥战士们抛编织袋。
  天蒙蒙亮了,裹头的抢险工作刚刚走上正轨。我和台德伟发现,峪河主河道中间暗涵下游出现明显跌水现象,暗涵下游形成冲坑,暗涵基础有被洪水掏刷的巨大风险。我们立刻与河南省南水北调办联系,省办的同志真给力,动用附近的防汛物资仓库储备,很快为现场调入一批混凝土四面体,并马上投入现场。台德伟没有休息,又站在最前沿,指挥反铲和推土机作业,很快消除了险情。同时于澎涛、李明新,付清凯几位同志抓紧裹头的加固抢险。到早上8时左右,大家才吃了点东西,休息一会儿。当时睡的那个香呀,后来大家看到的照片都是这个时候拍的,全是睡觉的照片。
  当天,辉县管理处副处长秦卫贞介绍峪河情况,当听到峪河分南支、北支,此处出险的是北支,我就留了心。北支的险情基本得到控制后,我叫上秦卫贞和工管处处长李明新,再去看看南支。
  山洪侵蚀过的路面,泥泞不堪,几个人互相搀扶着在路上走,一步一滑。在骄阳的酷晒下,我们几个人用两手扒开玉米秸,继续前行,手臂都被玉米叶划破了。
  到了峪河南支一看,这里过流量也不小,河道下的暗涵也存在风险。我立刻向上级汇报,调集抢险队伍。
  一直到20日中午,随着洪水渐渐退去,峪河暗涵抢险人员逐步到位,我才回到韭山桥继续渠道边坡加固。
  时光荏苒,如今中线工程即将通水五周年,我从开始从事南水北调中线工程规划设计到现在超过28年,在南水北调中线建管局工作也有15年了。如今丹江口大坝巍然耸立,水库宏伟辽阔,清清的丹江口水库水流淌到华北大地,京津冀豫人民多年的梦想实现了,我们几代南水北调人几十年辛勤劳动结成了硕果。我作为实现伟大工程的实践者和见证者,无比自豪和骄傲。同时,对勤勤恳恳为南水北调中线工程打下坚实基础的长江委及沿线各省市的水利前辈们表示深深的敬意。大家辛劳的汗水和点滴智慧化成了那一渠汉江水中的每一滴,滋润着大地。自此,我们南水北调人将用自身的绵薄之力一直捍卫着、守护着这条生命生态之渠、繁荣富强之渠。
  (照片提供许安强 赵柱军)

作者:程德虎 编辑: