2024-12-26 新聞來源:中國電建
王仁坤,1962年生,中共黨員,博士,首屆國家卓越工程師,第六屆“傑出工程師”,全國工程勘察設計大師,新世紀百千萬人才工程國家級人選,首屆中國大壩傑出工程師,現任中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司(簡稱“成都院”)專家委員會主任,國家能源水電工程高混凝土壩分中心和地下工程分中心主任。主持攻克了300米級特高拱壩安全控製等數十項重大關鍵技術,支撐了由他主持設計的金沙江溪洛渡、雅礱江錦屏一級、大渡河大崗山等多座巨型水電站成功建成,代表當今世界水電技術最高水平,被譽為“我國特高拱壩設計領域的技術帶頭人和領軍人物”。
世界水電看中國,中國水電看西南。
中國前10座高壩,成都院設計了5座;中國已建9座特高拱壩,成都院設計了4座,引領中國水電技術兩次偉大跨越。巍巍大壩攔水發電、興利除患,保障能源安全、服務國家發展,離不開勘察設計者科技報國、為民造福的使命擔當,成都院專家委員會主任、第六屆“傑出工程師獎”獲得者王仁坤,無疑是其中卓越代表。
2024年1月,首屆“國家工程師獎”表彰大會隆重召開。成都院王仁坤獲“國家卓越工程師”稱號,與其他80名個人和50個團隊,接受黨和國家在工程領域的最高規格褒獎。11月,第六屆“傑出工程師獎”名單揭曉,王仁坤又是其40人之一。王仁坤無比激動:“這是對我們千千萬萬工程師的肯定。”
“成績的取得,離不開無數能源建設者,更離不開這個偉大的時代。國家能源建設已進入高質量發展新階段,我們仍需努力、不懈攀登。”王仁坤一直感恩偉大時代和團隊的傳承協作,也時刻銘記自己的使命。
結緣水利,立誌治水興能。1979-1986年,王仁坤在河海大學完成水工專業本科和碩士研究生學業。畢業後進入成都院工作,參與設計了上世紀中國規模最大水電工程——二灘水電站。
位於雅礱江下遊的二灘水電站,拱壩高240米,是我國首座突破200米大關的高壩工程。王仁坤一入職便遇到挑戰,要驗證二灘拱壩控製性坐標。“大壩混凝土澆築是分段分層,拱肩槽開挖也要分區分層,需要計算各個控製點的坐標。”王仁坤回憶,那時候設計院的計算工具多為老式計算器如PC1500等,需要把公式和各種參數一行行輸入進去,相應計算成果打印在窄條形卷紙上,記錄拱壩控製性坐標的計算稿和報告就有十多本。
設計數據的正確,是保證現場施工正確的根本。控製性坐標的驗證,既重要又艱巨。如此海量數據的驗證,若照本宣科、按部就班的驗證,不僅工作量巨大,而且難免疏漏出錯。“20世紀80年代,計算機更新換代很快,我在學校裏學過有關計算機編程知識,結合設計院引進的台式計算機,對著書本啃一啃,很快就編寫了一套新的計算程序。”他試著用自己編寫的程序計算拱壩施工控製參數,發現自編程序算出的結果與原有數據一致,原有計算成果自然就得到了驗證。打破固有思維、敢於創新的理念也由此根植於王仁坤心中。
創新的工作方式,產生了新的計算方法,獲得了極高的工作效率。緊接著,設計室主任又讓王仁坤攻克一項技術難題,即二灘拱壩壩身泄洪孔口群對大壩安全的影響分析及孔口結構設計研究。如何分析?如何研究?在那個年代,雖有光彈模型試驗,遠不足以論證設計方案的可靠性。王仁坤立足當時的計算機,采用有限元理論與方法,研究提出了先整體後局部分級模擬各層孔口結構的研究方法,係統分析了孔口群對壩體應力的影響範圍及程度,提出了表孔群和中孔群的補強措施與孔口結構設計方法,論證了拱壩泄洪孔口布置的可行性。二灘拱壩孔口應力分析與結構設計研究,獲得了行業很高的評價。
在一項項技術難題攻克中,包括國家科技攻關專題“高混凝土壩設計計算方法與設計準則”等研究,王仁坤不斷錘煉本領,創新服務工程。
二灘拱壩作為我國首座突破200米大關的高壩工程,被中國科學院和中國工程院評選為1998年中國十大科技進展之一,引領了中國水電技術第一次飛躍。更重要的是,二灘所積澱形成的設計方法體係,為後來高拱壩建設提供了“二灘模式”。
隨著西部大開發、西電東送戰略的實施,成都院以溪洛渡、錦屏一級等為代表的重大水電工程加快了前期研究論證進程,一幅波瀾壯闊的水電畫卷,悄然鋪展到王仁坤及成都院工程師團隊麵前。
“水電人大展拳腳的時代到來了。”王仁坤倍加珍惜,如饑似渴地汲取知識,在攻克難題和創新應用中錘煉本領,為後續擔任副設總、設計總工程師、院總工程師主持設計溪洛渡等巨型工程發揮了重要作用。
▲王仁坤與團隊在溪洛渡水電站工地
為全麵係統提升自己,王仁坤帶著工程中的問題和思考,師從著名水利水電專家、中國科學院院士、中國工程院院士潘家錚,攻讀清華大學博士學位,將理論與實踐有機結合,將課堂上的所學所思能更好地投入到工程實踐,又從工程實踐的千頭萬緒中找到通向更高境界的道路。
王仁坤在近40年職業生涯中,先後主持設計建成了國內外20多座大中型水電工程。其中,溪洛渡、錦屏一級等300米級特高拱壩巨型水電樞紐摘得全球工程領域最高榮譽,為推動水電事業跨越發展、保障國家能源安全、促進經濟社會高質量發展作出了巨大貢獻。
幹一行、愛一行、鑽一行,是王仁坤幹事業的匠心“密碼”。在他特高拱壩工程設計研究中,體現得淋漓盡致。
優秀設計離不開超前的設計思維和係統的設計理念。拱壩是適合於狹窄河穀修建的安全性與經濟性均較優越的壩型。溪洛渡水電站混凝土拱壩高285.5米,裝機容量1386萬千瓦,2013年建成投產,是當時國內僅次於三峽、世界第三大水電站,也是世界首座超千萬千瓦裝機的拱壩樞紐工程,是名副其實的“大國重器”。
溪洛渡可行性研究報告的審查意見,肯定了工程的技術方案。在招標設計階段,本著為國家、業主高度負責的態度,體現設計人員精益求精的精神,王仁坤率領一大批設計科研人員,開展了一係列設計優化和深化工作。
作為設計總工程師,王仁坤經常問自己:“我們設計的拱壩是不是既安全又經濟?怎麼才算得上精品設計”“建基麵外移,減少開挖和混凝土,能保證安全嗎?”類似這些問題,經常在他頭腦縈繞。但他明白,主導設計的總負責要有主心骨,不然什麼事也做不成。
夜深人靜,王仁坤仿佛又聽到了遙遠江河的呼喚,又看到了那晝夜奔流的大江,他決心走一條新路,闖一片天地。於是,他從最具挑戰性的拱壩建基麵優化入手。溪洛渡拱壩建基麵在可研階段是放在微新岩體上,進行優化後,主要利用弱風化下段岩體,建基麵平均嵌深將減少15米至20米。特高拱壩的建基麵嵌深嵌淺,對安全和投資影響巨大。
王仁坤帶領團隊以查清壩址地質條件為基礎,緊緊抓住大壩與地基相互作用及影響的辯證關係,經過巨量數值分析和物理模型驗證,在無數次摸爬滾打之後,創新性提出了特高拱壩合理建基麵設計方法與評價體係,力求鍛造出安全可靠、環境和諧、資源節約、經濟合理的精品工程。
▲王仁坤在高原高海拔地區開展重大工程研究
這一創新成果運用於溪洛渡拱壩設計優化,較可研批準方案,減少大壩基礎開挖和混凝土分別為160萬立方米和110萬立方米,節省直接投資約6億元,縮短建設工期半年多,電站提前半年發電的收益高達100多億元。溪洛渡拱壩優化設計報告獲得多名院士、專家組成的評審專家組的一致肯定,被潘家錚院士稱為“高壩設計寶典”,形成的設計方法體係為錦屏一級、大崗山、葉巴灘、孟底溝、白鶴灘、烏東德等一係列特高拱壩設計提供了範例。
壩高的增加,帶來的影響往往是全局性的。拱壩被認為是壩工界最複雜的建築物。而300米級特高拱壩,擋水荷載巨大,加上特定的地質地震和樞紐泄洪等要求,給設計帶來諸多世界級難題。
錦屏一級水電站是雅礱江幹流下遊的控製性水庫梯級,混凝土拱壩高305米,是當前世界第一高壩,因基礎地質條件十分複雜,拱壩設計極具挑戰性,業界素有“三峽最大、錦屏最難”的說法。正因為難,選壩設計曆時7年一直無定論。作為拱壩壩址及其樞紐方案設計研究團隊的帶頭人,時任院副總工程師兼水工設計二處處長的王仁坤,深感總體策劃與工作思路及方案的擬定論證十分重要。
關於錦屏一級拱壩設計,有三個層次的思考讓他記憶猶新。一是關於壩線選擇,針對壩址區十分不利的地質條件,大膽提出“先避讓、再布置、後處理”的工作思路;二是針對大壩左岸既龐大又複雜的地基處理,提出了“明晰條件、分析影響、針對處理、安全至上”的工作原則及其研究方案;三是對於大壩安全論證方法,鑒於當時規範方法的局限,大壩安全論證必須另辟蹊徑,需要探索新的分析理論方法及標準,確保大壩整體安全可靠。通過團隊的共同努力,最終設計提出了可行的拱壩樞紐設計方案。
勇於突破關鍵核心技術,是錦屏一級大壩成功建設的關鍵。王仁坤帶領團隊,針對左岸中上部地基十分複雜的地質條件,創新性提出該區大壩基礎布設大墊座和多層洞式置換混凝土傳力結構,再加上大範圍固結灌漿等基礎處理措施,確保了基礎抗變形和抗滑穩定。壩址左右岸地形地質的不對稱性難題,通過壩體幾何剛度的空間調配,研究提出拱壩實施方案,確保了大壩在各種工況作用下均能滿足結構安全的控製要求。麵對大壩抗裂的“牛鼻子”,大膽突破已有安全論證方法,將大壩與地基作為一個整體,立足三位非線性有限元仿真分析,創建了特高拱壩安全控製方法體係與成套技術,實現了世界最大規模、最複雜的壩基處理和世界第一高拱壩的成功建設。
在滔滔大渡河上,矗立著特高拱壩大崗山水電站。大崗山地震基岩設計水平峰值加速度達0.558g,為高壩工程世界最大。高壩遇到強地震,能否“泰山壓頂不彎腰”呢?王仁坤帶領團隊,通過專題研究論證,確保了特高拱壩抗震安全,為高地震烈度地區高壩建設探索出重要成果。2013年,蘆山7.0級地震發生時,剛澆築完成壩高過半的大崗山大壩安然無恙;2022年,瀘定突發6.8級地震,距震中僅21公裏的大崗山電站正常發電保供。
依托溪洛渡、錦屏一級、大崗山等多座特高拱壩建設,突破了一係列關鍵技術,支撐了工程高質量成功建設。王仁坤牽頭完成的特高拱壩安全控製關鍵技術獲得國家科技進步二等獎。
“有標準才有話語權。”工程規模和技術不斷突破,對適用於200米內壩高的原規範進行修編,顯得刻不容緩,“拱壩設計工匠”王仁坤再次挑起重任。在係統總結吸收新理論、新方法、新結構、新材料、新工藝基礎上,他主持修編完成了具有中國特色的拱壩設計新標準,填補了300米級特高拱壩建設的技術空白。
從二灘到溪洛渡,再到錦屏一級、大崗山,王仁坤一路攻堅克難,引領世界築壩新技術。溪洛渡和錦屏一級工程創造了多項世界第一,為中國水電引領全球的裏程碑工程,均獲得工程界諾貝爾獎——菲迪克傑出工程獎。
▲王仁坤與團隊研討工程方案
以王仁坤為代表的建設者,守正創新,在設計理念、設計手段、建設方式上不斷突破,填補了多項國內國際技術空白,並以此形成新的經驗範式和規範標準,將中國188体育官网app 推向世界領先水平,為後續多座拱壩“重器”建設提供了係統且成熟範例,有力促進了中國188体育官网app 與技術裝備製造的跨越,對中國水電“走出去”、成為又一“中國名片”起到重要作用,並在不斷衝刺水電“無人區”、攀登“水電珠峰”中奠定強大基礎。
江河無言壩為證。王仁坤在188体育官网app 上造詣深厚、貢獻突出,先後獲得4項國家科技進步二等獎、22項省部級科技進步一等獎、21項省部級優秀工程設計一等獎和數十項發明專利,榮獲“全國優秀科技工作者”“全國五一勞動獎章”“中央企業優秀共產黨員”等稱號,入選2023年院士增選有效候選人名單。
在災害治理、護衛安全等方麵,王仁坤同樣展現出可貴品質和高尚情操。謙遜可親,是王仁坤給人最深刻的印象。而當談及成功處置金沙江白格堰塞湖時,他神情淡然,仿佛隻是做了應該去做的事情。
2018年11月3日,白格滑坡再次堰塞金沙江。堰塞壩高達百米,滿蓄庫容達到7.7億立方米,猶如高懸的“達摩克利斯之劍”。王仁坤敏銳地意識到,如若不加處置而潰堰,下遊將遭受巨大損失,後果不堪設想。
▲王仁坤(右三)研究介紹金沙江白格堰塞湖搶險方案
“國家有難,我們不上誰上!”王仁坤在應急搶險會議上動情又堅定地說。為了更全麵、及時了解第一手資料,他顧不上高寒缺氧,緊急奔赴現場調查研究。這種風範和力度,既與他幾十年工程建設積澱有關,更與他多次參與汶川大地震、九寨溝地震在內的緊急搶險排險經曆有關。
堰塞湖水位快速上漲,開挖泄槽降低堰塞湖潰堰水位刻不容緩。另一方麵,滑坡滾石帶來的施工安全風險加劇,都必須立即研究提出解決方案。王仁坤帶領團隊察看現場並通宵研究,及時提出了泄流槽開挖方案及“觀測—預警—撤離”應對滑坡局部滑塌的防範措施。
11月的高原,氣溫驟降,加上長時間高強度工作投入,王仁坤疲憊不堪,身體極為虛弱,但一想到危險還未解除,很多工作還需要抓緊開展,他在團隊麵前總是強打精神。根據堰塞壩動態實測成果,王仁坤帶領團隊不斷進行泄槽開挖方案的研究論證,形成開挖施工圖,成果被一一采納並運用到搶險中,為救災搶險取得勝利提供了堅強的技術支撐。
在國家安危麵前,王仁坤以身體極限、深厚功底、一腔愛黨報國熱情,彰顯了一位傑出工程師情懷和一名共產黨員本色。
對待工作,王仁坤虔誠投入;麵對榮譽,他總是推辭。他常說,雖然自己是院技術總指揮、總決策,但這些成績,都是團隊共同努力的結果,更是這個偉大時代賦予我們的使命。
山川氣度、雲水襟懷。在王仁坤心中,當自己真心擁抱,赤忱熱愛,再平凡的事業也會變成滋養精神的沃土。他已到退休年紀,但永遠是個赤誠“戰士”,始終守望壯闊的山川,守望熱愛的事業,持續為重大工程建設,尤其為解決國家重大戰略項目的關鍵技術問題貢獻智慧和力量。
“搞水電、建工程,入行就是一輩子。”江河上遊,峽穀深處,高原腹地,依舊有他忙碌身影。
江河奔騰不息,攀登曆程不止。這就是王仁坤堅定踐行的人生信條,也是他永不褪色的江河赤子情懷。
撰稿:邱雲
編輯:倪元景
審核:曹繼東
素材來源:成都院