王仁坤是工程勘察設計師,先后主持或參與國內外二十多座大中型水電工程設計,由他主持設計的溪洛渡、錦屏一級、大崗山等特高拱壩巨型水電站成功投產。2024年年初,王仁坤獲得“國家工程師獎”。
奔跑的優(yōu)等生
王仁坤生長于四川達州大山中。小時候,生活條件艱苦,家里沒有鐘表,他每天看著天色上學。因為怕遲到,他總是匆匆忙忙吃完飯,然后風風火火跑步去兩公里外的學校。
1979年全國高考政策恢復后,王仁坤以優(yōu)異成績考上了南京華東水利學院(現(xiàn)為河海大學)。研究生畢業(yè)后,王仁坤懷揣著滿腔的抱負回到家鄉(xiāng)的成都勘測設計院工作,并參與設計當時國內規(guī)模最大的水電工程二灘水電站,再次開啟了他的奔跑人生。
二灘工程第一項工作是對二灘拱壩控制性坐標的驗證。大壩混凝土澆筑分段分層,拱肩槽開挖分區(qū)分層,需要計算各個控制點的坐標。當時,設計院的計算工具都是老式計算機,需要把公式和各種參數一行一行輸進計算機,寫一行計算一行,然后把相應的計算成果打印在窄條形卷紙上,費時又費力。
現(xiàn)場施工是按照設計圖紙給的數字進行,容不得半點差錯。領導將這項艱巨任務交給了王仁坤。王仁坤結合設計院新引進的臺式計算機,拿著說明書反復研究,又買來相關書籍猛啃,很快就編寫了一套計算程序。他試著用自己編寫的程序校驗了拱壩施工控制參數,發(fā)現(xiàn)自編程序算出的結果與數據一致,計算成果得到驗證。王仁坤再一次實現(xiàn)了技術上的成功奔跑。
二灘工程是我國首座突破200米大關的高壩工程,引領了中國水電技術的第一次飛躍。二灘積淀形成的完整成熟體系,為后來拱壩設計提供了“二灘模式”,王仁坤受益匪淺。
高壩設計寶典
1991年,王仁坤接到新任務,擔任國家“西電東送”骨干工程金沙江溪洛渡水電站副總設計師。溪洛渡是混凝土雙曲拱壩,兼具高拱壩、高抗震和壩身多泄洪孔口等特點,綜合設計難度很大。
豎井除了電纜敷設,更是連接地面與地下、通風及安全疏散的重要通道。如果在巖石上開挖如此深度的豎井,并不算難事,可溪洛渡豎井偏偏遇到了深度達到120米的覆蓋層。
覆蓋層開挖最大的問題是穩(wěn)定,而圓狀的井筒受力最好,對穩(wěn)定最有利。從豎井本身結構考慮,就利用井壁保證穩(wěn)定,挖一段襯一段。但是,當挖到一定深度,襯到一定距離時,問題就來了。襯砌結構下方的覆蓋層一開挖,井壁在重力作用下,會往下滑動,既影響開挖,更威脅施工人員安全。
王仁坤深思熟慮后,想到了喇叭口狀的井口盤,既能有效解決上面遇到的難題,還能提供向下的重力,壓實下面土層,對開挖非常有利。這一獨創(chuàng)性施工方法,保證了豎井安全順利成型,最大程度上節(jié)省了開支。
金沙江大橋是連接溪洛渡工程左右岸運輸的重要通道,大橋的設計方是兄弟單位。在初期設計方案中,大橋右端離巖壁近,而巖壁危巖體多,如果要保證道路通行安全,勢必需要對分布高度數百米的危巖體進行處理,難度大,費用高。
王仁坤從溪洛渡整個工程環(huán)境和諧考慮,提出將大橋位置上移100米,不破壞天然的巖壁景觀。對于右岸橋端與地面交通銜接轉彎半徑不夠的問題,他建議采用半立交的方式解決。后來,金沙江大橋按照王仁坤的建議施工。大橋建成后,車輛在橋上橋下毫無障礙地穿梭,而遠處巖壁景觀雄渾壯麗,每一處風景都彰顯著王仁坤的智慧。
王仁坤為溪洛渡水電站拱壩乃至整個工程的優(yōu)化設計,共節(jié)省直接投資15億元。填補了關于特高拱壩的設計空白,被著名水利水電專家、“兩院”院士潘家錚稱為“高壩設計寶典”。
用堅韌鑄魂
2002年,王仁坤為全面提升自己,考上清華大學,跟隨潘家錚院士在職攻讀博士學位。
雅礱江錦屏一級水電站是雅礱江干流下游的控制性水庫梯級電站,拱壩305米,是世界第一高拱壩,壩址雖然地處狹窄河谷地段,但是左右岸地形不對稱,地質條件最復雜,左岸中上部地基條件極差,解決不好將卡住水電站的“脖子”。
壩址壩型已定,箭在弦上,蓄勢待發(fā)。王仁坤迎難而上,帶領團隊通過多方案的探索研究,創(chuàng)新性提出在左岸中上部基礎區(qū)布設高度達155米的墊座。為了確保大壩基礎固若金湯,在墊座以里還布設了三層傳力結構,這就像給大壩穿了一只有保護作用的棉靴。
錦屏一級工程創(chuàng)造了多項世界第一,它和溪洛渡水電站作為中國水電引領全球的里程碑工程,都獲得了菲迪克杰出工程獎,錦屏一級和大崗山水電站還獲得國家優(yōu)質工程金獎。
三十多年來,王仁坤從實踐中總結經驗,主持編審重大工程勘測設計與科研報告百多部,獲得四項國家科技進步二等獎、二十二項省部級科技進步一等獎……他主導推進“三維協(xié)同設計系統(tǒng)”,顯著提升我國水電水利行業(yè)設計水平。他出色的學識才干,被譽為我國特高拱壩設計領域的技術帶頭人和領軍人物,先后獲得“全國優(yōu)秀科技工作者”“全國五一勞動獎章”等榮譽。
2024年1月19日,王仁坤獲得“國家工程師獎”。如今,他依然勇往直前奔跑在勇攀“水電珠峰”的科研大道上。
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編輯 鐘健
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