鎖“蛟龍” 樹豐碑
——前坪水庫工程建設(shè)紀(jì)實

本刊記者 呂彩霞 韋鳳年 國立杰

前坪水庫大壩 李景堂／攝

工程名片：

前坪水庫工程位于淮河流域沙潁河支流北汝河上游，地處河南省洛陽市汝陽縣城西南9km的前坪村，是一座以防洪為主，結(jié)合供水、灌溉兼顧發(fā)電的大（2）型水庫。主要建筑物有主壩、副壩、溢洪道、泄洪洞、輸水洞、電站等。主壩為黏土心墻砂礫（卵）石壩，最大壩高90.3m，壩頂長818m，正常蓄水位403m，總庫容5.84億m3。建成后可發(fā)展灌溉面積50.8萬畝（1畝＝1/15hm2），每年供水6300萬m3，年發(fā)電量1881萬kWh。

在北汝河蜿蜒出山處，惟見湖光山色一鑒開，天光云影共徘徊。這就是國務(wù)院確定的172項節(jié)水供水重大水利工程之一的前坪水庫。2020年3月20日，隨著前坪水庫下閘蓄水，河南省在淮河干流和淮河主要支流上都建起了控制性工程，可以有效地調(diào)控洪水。

據(jù)介紹，前坪水庫具有防洪、供水、灌溉、發(fā)電等多重功能，建成投用后可攔截上游1325km2內(nèi)的山洪，使北汝河防洪標(biāo)準(zhǔn)由10年一遇提高到20年一遇；配合其他工程，可使漯河以下沙潁河干流防洪標(biāo)準(zhǔn)由20年一遇提高到50年一遇，有效保障淮河流域人民群眾生命財產(chǎn)安全。

補(bǔ)齊防洪短板，筑牢保安底線

河南省洛陽市汝陽縣緊鄰伏牛山，雄踞北汝河畔，擁有極佳的地理位置與悠久的人文歷史。這里是鬼谷故里，杜康酒的故鄉(xiāng)，孕育了著名的“杜康文化”，也是“中國恐龍之鄉(xiāng)”。這里還擁有全國單體儲量最大的鉬礦，也支撐著焦枝鐵路、京珠高速、大廣高速等國家重要交通基礎(chǔ)設(shè)施。然而，也正因為把守北汝河出山口，當(dāng)洪水來臨，這里便首當(dāng)其沖。

北汝河發(fā)源自河南省嵩縣跑馬嶺，東流至襄城縣匯入沙河，后至周口西又匯入潁河。潁河是淮河的最大支流，在安徽省壽縣正陽關(guān)注入淮河。

2015年10月前坪水庫舉行開工儀式

前坪水庫大壩壩面護(hù)砌

拖式雙料振動攤鋪機(jī)鋪筑作業(yè)

北汝河流域是淮河流域的暴雨中心之一，通過一組水文數(shù)據(jù)可以窺見一斑。前坪壩址以下16km處的北汝河紫羅山水文站多年平均流量只有約17m3/s，但是1975年汛期曾出現(xiàn)4020m3/s的洪峰流量, 1982年汛期更是出現(xiàn)7050m3/s的洪峰流量。每逢暴雨，洪水沖毀堤防，淹沒農(nóng)田和房舍，沿岸居民遭受著嚴(yán)重的生命財產(chǎn)威脅。

民之所盼，施政所向。1951年，治淮委員會工程部擬定了《關(guān)于治淮方略的初步報告》，報告中明確指出要用山谷水庫控制洪水，在北汝河上要修建水庫。躊躇幾十載，2006年前坪水庫項目前期工作取得重要進(jìn)展。2014年4月，《河南省前坪水庫工程項目建議書》獲國家發(fā)展改革委批復(fù)。2015年7月，《河南省前坪水庫工程可行性研究報告》獲國家發(fā)展改革委批復(fù)；9月，《河南省前坪水庫工程初步設(shè)計報告》獲得水利部批復(fù)；10月，前坪水庫工程全面開工建設(shè)。

“是黨的十八大令前坪水庫按下了‘快進(jìn)鍵’，創(chuàng)造了一個大型水利樞紐工程當(dāng)年批復(fù)可研、當(dāng)年批復(fù)初設(shè)、當(dāng)年開工建設(shè)的奇跡?！焙幽鲜∷麖d二級巡視員杜曉琳說。

根治洪患，伏波安瀾，60年夢想終成真。為此，前坪水庫建設(shè)管理局局長張兆省激動地寫下了一首詩：汝河畔，青山跟。規(guī)劃六十載，奮戰(zhàn)五冬春。前坪下閘得善成，發(fā)揮效益夢成真。掛龍撅嵌壩，棲鳳嶺入云。龍崖夜雨雖不再，汝陽八景舊換新。高峽平湖水天碧，龍鳳呈祥天佑人。

慶祝前坪水庫大壩工程填筑封頂

運(yùn)用智慧管理，打造示范平臺

承擔(dān)工程建設(shè)與運(yùn)行管理任務(wù)的前坪水庫建設(shè)管理局與參建單位按照批復(fù)的“五年建成”目標(biāo)任務(wù)，將“科學(xué)統(tǒng)籌、超前謀劃”理念貫穿始終，圍繞“建設(shè)優(yōu)質(zhì)工程，打造美麗前坪”目標(biāo)，運(yùn)用智慧管理，打造示范平臺。

智慧管理首先體現(xiàn)在建管思路上，圍繞前坪水庫的建設(shè)目標(biāo)，建管局提出了“12345”建管思路。“1”是鎖定一個目標(biāo)——建設(shè)優(yōu)質(zhì)工程，打造美麗前坪；“2”是弘揚(yáng)水利行業(yè)精神和紅旗渠精神；“3”是堅持永久和臨時結(jié)合、遠(yuǎn)期和近期結(jié)合、建設(shè)與管理結(jié)合；“4”是倡導(dǎo)“四真”作風(fēng)：求真的科學(xué)精神、認(rèn)真的工作態(tài)度、較真的業(yè)務(wù)本領(lǐng)、動真的無畏勇氣；“5”是落實“五優(yōu)”要求：優(yōu)秀的參建團(tuán)隊、優(yōu)化的設(shè)計方案、優(yōu)良的建設(shè)環(huán)境、優(yōu)質(zhì)的樞紐工程、優(yōu)美的生態(tài)景區(qū)。

“要建設(shè)優(yōu)質(zhì)工程、精品工程，就要把‘12345’建管思路貫穿于工程建設(shè)整個‘過程創(chuàng)優(yōu)’上?！本珠L張兆省對如何打造優(yōu)質(zhì)工程有著自己的見解。首先要建立以前坪水庫建設(shè)管理局為工程建設(shè)管理中心，以技術(shù)咨詢、工程科研為兩大技術(shù)支撐，以勘測設(shè)計、施工、監(jiān)理單位為工程建設(shè)的三大保障體系，明確各單位的職責(zé)，確保從規(guī)劃設(shè)計到建設(shè)實施的全過程創(chuàng)優(yōu)。

前坪水庫總工期5年，中間面臨度汛、節(jié)點驗收等多項時間節(jié)點。如何做好銜接，確保工程建設(shè)，建管局聯(lián)合各參建方，倒排工期，制定了詳細(xì)的工程建設(shè)“日程表”，及時配備足夠的機(jī)械、人員、物料等；制定了“周例會、月總結(jié)、相關(guān)專題會”等制度，對照“日程表”及時對工程進(jìn)度進(jìn)行復(fù)核，對建設(shè)中的困難和問題及時排查解決。

導(dǎo)流洞下閘

鋼模臺車出洞

溢洪道閘門安裝

承擔(dān)大壩建設(shè)的河南省水利第一工程局，為了搶工期，不惜成本加大投入，上千臺套的機(jī)械設(shè)備在工地上來回穿梭，大壩填筑日最高填筑強(qiáng)度達(dá)6.3萬m3。由于精心組織、嚴(yán)密管理，沒有出現(xiàn)質(zhì)量和安全事故，體現(xiàn)了現(xiàn)場管理的精細(xì)高效。

承擔(dān)導(dǎo)流洞、泄洪洞、輸水洞施工的河南省水利第二工程局，調(diào)配精兵強(qiáng)將，投入多臺開挖及襯砌設(shè)備，實現(xiàn)洞室開挖、襯砌由單側(cè)施工改為雙向施工，顯著縮短了工期。施工高峰期更是“5+2”“白+黑”不間斷，保障了工程順利通過各節(jié)點驗收。

為給工程建設(shè)裝上“智慧大腦”，建管局也沒少下功夫。通過創(chuàng)新應(yīng)用BIM(建筑信息模型)技術(shù)，打造了國內(nèi)首個應(yīng)用于土石壩建設(shè)的全生命周期綜合信息化管理平臺。該平臺實現(xiàn)了所有參建方全員參與，工程過程可視化、信息化管理、數(shù)字化移交，極大地提高了項目管理效率。該項技術(shù)榮獲了2019年度中國大壩工程協(xié)會科技進(jìn)步二等獎。

交通橋澆筑

輸水洞爆破施工

“爆破專家”杜勛隆現(xiàn)場鋪設(shè)爆破網(wǎng)絡(luò)

匯眾智、聚眾力，才能解難題。為了快速有效地解決工程建設(shè)中遇到的一些難題，建管局邀請清華大學(xué)、中國水利水電科學(xué)研究院等國內(nèi)知名院校和科研機(jī)構(gòu)專家，開展聯(lián)合攻關(guān)；聘請水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計總院為技術(shù)咨詢單位，對工程建設(shè)中遇到重點問題進(jìn)行咨詢，為工程建設(shè)排憂解難。借助綜合信息化管理平臺和技術(shù)咨詢團(tuán)隊，前坪水庫實現(xiàn)了工程建設(shè)全生命周期的精細(xì)化、智慧化、動態(tài)化管理。

質(zhì)量和安全管理是工程建設(shè)的生命線。在質(zhì)量管理方面，建管局按照“百年大計，質(zhì)量第一”的方針，全面加強(qiáng)工程質(zhì)量管理，嚴(yán)格按照基建程序，建立健全了質(zhì)量管理規(guī)章制度，同時嚴(yán)格落實質(zhì)量管理責(zé)任制和參建單位質(zhì)量管理主體責(zé)任，在保證工程建設(shè)質(zhì)量的同時，爭創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程。在安全管理方面，建管局以對事故“零”容忍的態(tài)度，強(qiáng)化安全生產(chǎn)“紅線意識”和“底線思維”，加強(qiáng)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化管理，完善雙重預(yù)防體系建設(shè)，夯實安全生產(chǎn)基礎(chǔ)。

在打造優(yōu)質(zhì)工程方面，建管局舍得投入，將“優(yōu)質(zhì)優(yōu)價”指導(dǎo)思想貫穿在建設(shè)管理過程中，激發(fā)了施工單位的積極性和主動性，為將前坪水庫打造為全國水利優(yōu)質(zhì)工程創(chuàng)造了內(nèi)在條件。

據(jù)介紹，前坪水庫先后榮獲水利部、淮委及河南省水利廳“文明工地”、水利部“水利安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化一級單位”等稱號。在水利部年度建設(shè)質(zhì)量考核中成績優(yōu)異，被水利部授予“全國水利系統(tǒng)先進(jìn)集體”等，還被評為“中國水利記憶·2016有影響力十大水利工程”。

無人駕駛智能碾壓機(jī)群作業(yè)

電站廠房設(shè)備預(yù)埋

采用“貼餅法”進(jìn)行砂礫石填筑

創(chuàng)新技術(shù)引領(lǐng)，打造大壩建設(shè)新高地

前坪水庫主壩為黏土心墻砂礫（卵）石壩，最大壩高90.3m，壩頂長818m，總工期為60個月。如何解決工程建設(shè)中面臨的高強(qiáng)度混凝土澆筑和碾壓、碎裂結(jié)構(gòu)巖體、大體積混凝土開裂、安山玢巖保護(hù)層一次開挖爆破等施工難題，建設(shè)者迎難而上，開拓創(chuàng)新，綜合利用高精度定位、物聯(lián)網(wǎng)、BIM等工業(yè)4.0技術(shù)，實現(xiàn)了前坪水庫的智能化建設(shè)與信息化管理。

“說起工業(yè)4.0技術(shù)，就是信息技術(shù)從數(shù)字化向智能化轉(zhuǎn)型的第四次工業(yè)革命。前坪水庫大壩在建設(shè)中，引入智能控制技術(shù)，聯(lián)合清華大學(xué)，研發(fā)、創(chuàng)新制造了智能碾壓機(jī)器人，填補(bǔ)了土石壩智能碾壓領(lǐng)域的空白，為我國大壩建設(shè)邁向4.0時代提供了實體案例?！鼻捌核畮旖ㄔO(shè)管理局總工程師皇甫澤華介紹說。

爆破是工程建設(shè)的排頭兵。泄洪洞工程施工中，面臨“汛前具備通水”時間節(jié)點要求，施工進(jìn)度必須加快?！巴诵莶煌藣彙钡摹氨茖＜摇倍艅茁∮?lián)厝?，他結(jié)合多年的經(jīng)驗，發(fā)明了全斷面無保護(hù)層擠壓爆破一次成型技術(shù)，減少了工序，機(jī)械化程度高，又能連續(xù)作業(yè)，實現(xiàn)了較大方量爆破，滿足了洞身開挖進(jìn)度要求。

填筑標(biāo)準(zhǔn)是砂礫石壩建設(shè)質(zhì)量控制的核心參數(shù)，針對室內(nèi)相對密度試驗不能反映現(xiàn)場采砂劣化級配砂礫料特征的實際情況，前坪水庫建設(shè)管理局、河南省水利第一工程局和中國水利水電科學(xué)研究院聯(lián)合攻關(guān)中跳出試驗室的局限，開展了考慮采砂劣化級配砂礫料相對密度確定方法研究，在現(xiàn)場采用實際振動碾壓施工機(jī)械和實際填筑包線級配砂礫料，通過現(xiàn)場相對密度桶法確定前坪水庫大壩的填筑標(biāo)準(zhǔn)，為大壩填筑質(zhì)量控制提供了依據(jù)。

前坪水庫大壩工程體量大，保障碾壓質(zhì)量要求高。前坪水庫建設(shè)管理局、河南省水利第一工程局和清華大學(xué)聯(lián)手出擊，開發(fā)了無人碾壓機(jī)群智能筑壩技術(shù)。該技術(shù)通過GPS、通信中繼站遠(yuǎn)程監(jiān)控?zé)o人駕駛碾壓機(jī)群，對碾壓軌跡、遍數(shù)、高程、效果進(jìn)行實時監(jiān)控，避免了人工碾壓不規(guī)范帶來的質(zhì)量缺陷，實現(xiàn)了大壩碾壓質(zhì)量的智能化精細(xì)管理。該智能筑壩技術(shù)已成功獲得國家發(fā)明專利認(rèn)證，并榮獲中國水力發(fā)電工程學(xué)會科技進(jìn)步一等獎。同時結(jié)合現(xiàn)場大型碾壓試驗，將設(shè)計用的18t振動碾、鋪料厚度40cm、碾壓8遍，優(yōu)化為26t振動碾、最大鋪料厚度80cm、碾壓6遍，大大提高了施工效率，為保障工程進(jìn)度提供了技術(shù)支撐。

大體積混凝土澆筑，預(yù)防混凝土開裂是首要問題?！拔覀儚脑牧先胧郑x用低熱水泥。然后，在混凝土內(nèi)部裝通水管冷卻，外面蓋棉被?！毙购槎错椖坎拷?jīng)理郝二峰這樣介紹他們的做法。在混凝土內(nèi)部按照合理間距布置冷水管，保持冷水流動帶走熱量，可有效降低混凝土內(nèi)部的溫度。混凝土表面覆蓋棉被，能保持表面溫度，降低內(nèi)外溫差，降低混凝土開裂風(fēng)險。前坪水庫建設(shè)管理局、河南省水利第二工程局和北京航空航天大學(xué)聯(lián)合開發(fā)了“大體積混凝土光纖在線測溫及開裂風(fēng)險預(yù)警技術(shù)”。利用該技術(shù)相當(dāng)于給混凝土內(nèi)部裝上了“智能體溫計”，可實時監(jiān)控混凝土內(nèi)部溫度，實現(xiàn)了混凝土溫度控制精細(xì)化管理。

總工程師皇甫澤華介紹，前坪水庫在工程建設(shè)中開展了15項技術(shù)攻關(guān)和50余項“四新技術(shù)”的應(yīng)用，系統(tǒng)解決了前坪水庫工程建設(shè)中的復(fù)雜技術(shù)難題，優(yōu)化了工程設(shè)計、加快了施工進(jìn)度、保證了施工質(zhì)量與工程安全。目前，已獲河南省水利科技進(jìn)步獎13項；中國水力發(fā)電工程學(xué)會科技進(jìn)步獎一等獎1項，中國大壩工程學(xué)會科技進(jìn)步獎二等獎1項；申報國家發(fā)明專利和實用新型專利已獲授權(quán)近20項。

文化鑄魂，助推美麗前坪建設(shè)

前坪水庫壩上，映入記者眼簾的是極具唐朝風(fēng)格的壩頂建筑物。據(jù)介紹，盛唐都城，是洛陽最著名的文化名片。前坪水庫在建設(shè)之初，經(jīng)多次研究、方案比選，將溢洪道上部建筑、泄洪洞和輸水洞的進(jìn)水塔建筑設(shè)計為仿唐形式。后續(xù)計劃建設(shè)的上游防浪墻，將打造形成近1000m長的文化長廊。

“‘文化鑄魂，助推美麗前坪建設(shè)’貫穿前坪水庫工程建設(shè)的始終，將文化元素與工程建設(shè)深度融合，使工程建設(shè)與文化建設(shè)互相促進(jìn)和互相推動，讓前坪水庫的美體現(xiàn)在山美、水美、人美、景美、工程美、文化美上。” 局長張兆省站在前坪水庫的大壩上給記者描繪了一幅工程與文化相融的美景。

2020年8月22日，水庫蓄水位達(dá)到了380m高程，庫容1.358億m3。這組數(shù)據(jù)意味著水庫蓄水將近總庫容的1/4，高峽平湖的美景已初現(xiàn)。

舉目四望，蒼翠欲滴，群山連綿，猶如欣賞一幅優(yōu)美安詳、恬淡靜謐的水墨山水畫，將水工程的文化內(nèi)涵蘊(yùn)藏在這“山美、水美、景美”之中。

大壩鎖“蛟龍”，中原樹豐碑?！皟?yōu)質(zhì)前坪、智慧前坪、文化前坪、美麗前坪”的建設(shè)，將造福兩岸人民，惠及一方百姓，助力河南省全面建成小康社會，為中原更加出彩譜寫出更加絢麗的水利篇章。