近日，南方電網(wǎng)儲(chǔ)能股份有限公司專(zhuān)家委員會(huì)主任委員劉學(xué)山從柬埔寨出差回國(guó)，和記者分享了他的科研經(jīng)歷。30多年來(lái)，劉學(xué)山扎根抽水蓄能行業(yè)，先后參與我國(guó)20多座抽水蓄能電站建設(shè)。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)持續(xù)創(chuàng)新，首創(chuàng)抽水蓄能超高壓鋼筋混凝土壓力管道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)。不久前，劉學(xué)山獲得第八屆潘家錚獎(jiǎng)。
優(yōu)化設(shè)計(jì)縮短工期六個(gè)月
廣州抽水蓄能電站（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“廣蓄”）是我國(guó)自行設(shè)計(jì)和施工的第一座抽水蓄能工程。廣蓄一期工程配套大亞灣核電站運(yùn)行，因此其投產(chǎn)必須早于大亞灣核電站投產(chǎn)時(shí)間。
然而受客觀條件限制，團(tuán)隊(duì)在建設(shè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，廣蓄一期難以按預(yù)計(jì)時(shí)間投產(chǎn)。這把團(tuán)隊(duì)急得團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)。
剛從地質(zhì)行業(yè)改行而來(lái)的劉學(xué)山十分好學(xué)。只要施工單位干活，他必在旁邊觀摩學(xué)習(xí)，還時(shí)常自己把數(shù)據(jù)拿過(guò)來(lái)統(tǒng)計(jì)。“經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)分析，我發(fā)現(xiàn)了平洞和斜井的爆破參數(shù)、爆破松動(dòng)圈與圍巖的耗漿量之間的規(guī)律。”基于這一發(fā)現(xiàn)，劉學(xué)山提出對(duì)引水斜井灌漿參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化的系統(tǒng)方案。這一系統(tǒng)方案的實(shí)施，將有效縮短廣蓄一期工期。
然而，當(dāng)時(shí)只有中國(guó)工程院院士、時(shí)任廣州抽水蓄能電站聯(lián)營(yíng)公司總經(jīng)理羅紹基支持這一創(chuàng)新方案。“打破常規(guī)，才有突破。”羅紹基當(dāng)場(chǎng)拍板，并強(qiáng)調(diào)“有事我負(fù)責(zé)”。劉學(xué)山提出的創(chuàng)新方案使廣蓄一期在保證施工質(zhì)量的前提下縮短了6個(gè)月的工期，還直接節(jié)約了6000多萬(wàn)元的投資。劉學(xué)山也因此獲得原電力工業(yè)部頒發(fā)的科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
羅紹基院士和公司鼓勵(lì)創(chuàng)新、支持創(chuàng)新的做法，深深鼓舞著劉學(xué)山。這成為他日后勇于創(chuàng)新的底氣所在。
創(chuàng)新的征途不會(huì)一帆風(fēng)順。劉學(xué)山主持廣東清遠(yuǎn)抽水蓄能電站（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“清蓄”）工程建設(shè)時(shí)，又遇上“攔路虎”——上庫(kù)壩出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。該壩為薄黏土心墻堆石壩，壩基為破碎的變質(zhì)石英砂巖。要穿過(guò)黏土心墻進(jìn)行灌漿處理，猶如做一場(chǎng)國(guó)際上尚無(wú)先例的“心臟手術(shù)”。
經(jīng)過(guò)半年多的試驗(yàn)，劉學(xué)山終于研究出適宜的工藝、材料、設(shè)備，成功對(duì)大壩心墻底部的基礎(chǔ)滲漏問(wèn)題進(jìn)行了處理。在清蓄，他還采用了“一洞四機(jī)”布置與水泵水輪機(jī)長(zhǎng)短葉片轉(zhuǎn)輪整體匹配水力設(shè)計(jì)方法，在世界上首次成功進(jìn)行了“一洞四機(jī)同時(shí)甩滿(mǎn)負(fù)荷試驗(yàn)”。2022年，清蓄獲得第十九屆中國(guó)土木工程詹天佑獎(jiǎng)。
打破參數(shù)束縛創(chuàng)造世界新紀(jì)錄
包括高壓水道在內(nèi)的壓力管道是抽水蓄能電站引水系統(tǒng)的重要組成部分。“我們抽水蓄能電站的壓力管道采用鋼筋混凝土襯砌新技術(shù)，可大量減少用鋼量，降低工程造價(jià)。但這一新技術(shù)路線利用圍巖的滲透穩(wěn)定性來(lái)承受充水壓力，需要通過(guò)高壓灌漿施工來(lái)保持性能。水頭越高，灌漿壓力越大，設(shè)計(jì)施工難度也越高，這帶來(lái)了一系列的技術(shù)難題。”劉學(xué)山說(shuō)。
2002年，廣蓄二期建設(shè)中，有一個(gè)探洞的西支洞被高壓水劈裂了，水嘩啦啦地直往洞里沖。“從壓力管道涌出大量的水，幾乎把洞里變成了一條河。”劉學(xué)山在處理漏水的過(guò)程中，通過(guò)充排水監(jiān)測(cè)曲線反分析，發(fā)現(xiàn)高壓水道開(kāi)始劈裂的臨界水力梯度理論上達(dá)到了13.3。他通過(guò)高壓水道原型試驗(yàn)，驗(yàn)證了一個(gè)新的臨界水力梯度區(qū)間——8到10。而在此前，該行業(yè)定義的區(qū)間是3到5。這一新數(shù)值區(qū)間的提出，突破了行業(yè)對(duì)高壓水道施工技術(shù)要求的認(rèn)知，推動(dòng)國(guó)內(nèi)同類(lèi)水道建設(shè)在確保安全質(zhì)量的前提下減少非必要的施工量，從而大幅降低工程造價(jià)、合理優(yōu)化工程工期。
為了驗(yàn)證13.3數(shù)值的正確性，劉學(xué)山多年來(lái)一直在進(jìn)行臨界水力梯度值的模型演算。在建設(shè)陽(yáng)江抽水蓄能電站的過(guò)程中，劉學(xué)山提出的數(shù)值得到了工程實(shí)踐應(yīng)用。
陽(yáng)江抽水蓄能電站是國(guó)家“十三五”水電發(fā)展規(guī)劃中“40萬(wàn)千瓦級(jí)超高水頭超大容量抽水蓄能機(jī)組設(shè)計(jì)制造自主化”的依托項(xiàng)目，其中建設(shè)800米級(jí)超高水頭鋼筋混凝土壓力管道在世界上屬于首次，以往工程的水頭高度只到600米級(jí)。
“我們不敢貿(mào)然開(kāi)工，而是挖了一個(gè)1∶1的實(shí)驗(yàn)洞，先進(jìn)行原型實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證臨界水力梯度值的可靠性。”為此，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)抽水蓄能超高壓鋼筋混凝土壓力管道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)，填補(bǔ)了我國(guó)在這一領(lǐng)域的設(shè)計(jì)空白。最終，壓力管道一次充水成功，標(biāo)注了該技術(shù)領(lǐng)域的世界新高度。
近年來(lái)，我國(guó)大力建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系，抽水蓄能產(chǎn)業(yè)加速向高端化、智能化、綠色化迭代升級(jí)。
目前，劉學(xué)山正主持開(kāi)展鉆爆一體化技術(shù)在抽水蓄能地下洞室開(kāi)挖中的應(yīng)用、抽水蓄能電站全過(guò)程全要素智能建設(shè)研究應(yīng)用等重大課題。
“我們正持續(xù)開(kāi)展智能建造一體化裝備研制與應(yīng)用。”劉學(xué)山認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)地下洞室施工“智能化無(wú)人”，是培育水電工程新質(zhì)生產(chǎn)力的努力方向之一，將助力我國(guó)抽水蓄能現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)加速實(shí)現(xiàn)“技術(shù)先進(jìn)、管理優(yōu)質(zhì)、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)”。
劉學(xué)山說(shuō)，他的成長(zhǎng)離不開(kāi)公司對(duì)人才自主培養(yǎng)的重視。如今，他也在積極參與人才培養(yǎng)工作。運(yùn)用公司“人才+項(xiàng)目”“人才+團(tuán)隊(duì)”培養(yǎng)模式，他在多個(gè)抽水蓄能工程的建設(shè)中，培養(yǎng)出了一批掌握先進(jìn)技術(shù)的人才。“我最高興的是看到自己帶過(guò)的‘徒弟們’在業(yè)務(wù)開(kāi)拓中獨(dú)當(dāng)一面、爭(zhēng)挑大梁。我的很多徒弟都帶了徒弟，大家一起為行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。”劉學(xué)山說(shuō)。
“這次我去柬埔寨開(kāi)展了公司首個(gè)境外抽水蓄能項(xiàng)目的技術(shù)審查，項(xiàng)目進(jìn)展很順利。”劉學(xué)山說(shuō)，隨著抽水蓄能技術(shù)加快向世界領(lǐng)跑水平邁進(jìn)，我國(guó)在這一領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)也在逐步提升，我國(guó)牽頭制定的抽水蓄能技術(shù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)正逐步登上國(guó)際舞臺(tái)，向世界展示中國(guó)科技創(chuàng)新發(fā)展實(shí)力。
責(zé)任編輯： 江曉蓓
標(biāo)簽：抽水蓄能
電力
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