揭秘西部三大水电：溪洛渡 向家坝

水电作为可再生清洁能源，在我国能源发展史中占有重要地位。西部大开发战略实施以来，水电作为当地重要的资源优势和西部大开发的重点领域，得到各方高度重视。

 

　　溪洛渡和向家坝水电站是金沙江干流规划开发的第一期工程，也是西部大开发的重要工程和'西电东送'的骨干工程。锦屏一级水电站是雅砻江干流下游的控制性水库梯级电站，具有世界最高拱坝，堪称世界上'技术难度最大、施工环境最危险、施工布置最困难、建设管理难度最大'的水电工程。

 

　　在攻破一系列世界级技术难题的背后，是众多工程师孜孜不倦地研究、考证，建设者在施工中精益求精的奋斗成果。让我们一起来看看这三大水电站背后的故事。

梦圆溪洛渡

溪洛渡水电站是国家'西电东送'骨干工程，位于四川和云南交界的金沙江上。工程以发电为主，兼有防洪、拦沙和改善下游航运条件等综合效益，并可为下游电站进行梯级补偿。电站主要供电华东、华中地区，兼顾川、滇两省用电需要，是金沙江'西电东送'距离最近的骨干电源之一，也是金沙江上最大的一座水电站。

 

　　拦河坝为混凝土双曲拱坝，坝顶高程610米，最大坝高285.5米，坝顶弧长698.07米;左、右两岸布置地下厂房，各安装9台水轮发电机组，电站总装机1386万千瓦，多年平均发电量571.2亿千瓦时。作为中国第二、世界第三大水电站，溪洛渡水电站具有'三高一大'，即高拱坝、高地震、高边坡、大泄量等特点。

　渡口之梦

溪洛渡，金沙江下游，川滇两省交界的一个小渡口。这里山高云低、峡谷绵绵、地势陡峭、激浪滔天。上个世纪50年代初，一队勘测队员发现了这里，从此，这个小渡口的名字逐渐孕育、演绎、远播，成为一座巨型水电工程梦升起的地方。

 

　　关于拱坝，上个世纪80年代，国内水电界两位重量级人物在湘南耒水边有过这样一番对话：一位说：'按照我们现在的水平，设计出先进的大坝是不成问题的，就看施工能不能跟得上?'另一位说：'只要能设计出来，我们就一定能建造出优质大坝!'他们就是两院院士潘家铮和工程院院士谭靖夷。

 

　　之后10年，157米高的东江水电站大坝在湘南老区耸立。

 

　　之后15年，240米高的二滩水电站大坝在攀西大峡谷建成。

 

　　之后20年，300米级的溪洛渡水电站大坝进入人们的视野。

 

　　国内水电开发故事不断发展演绎。新世纪初，潘家铮、谭靖夷年届古稀。当时三峡工程胜利在握，金沙江、雅砻江等大水电群尚无启动消息。深怕自己等不到这一天的潘家铮借用陆游的诗句寄语中国水电事业：'死去原知万事空，但悲西电未输东，金沙宝藏开工日，公祭无忘告逝翁。'谭靖夷也是同样的心态，十分关注溪洛渡工程的建设，为其早日上马奔走呼吁。

 

　　1996年5月，《金沙江溪洛渡水电站预可行性研究报告》通过审核。

 

　　2002年10月，国家发展计划委员会批准溪洛渡水电站工程立项。

 

　　2005年4月，国家环保总局批复溪洛渡水电站环境影响报告书。

 

　　2005年12月，溪洛渡水电站获得国家核准。

 

　　2006年12月26日，在国家'西电东送'的春潮中，溪洛渡水电工程开工了。潘家铮、谭靖夷担任金沙江水电开发的顾问，他们殚心竭力地支持溪洛渡工程建设，依然在延续20多年前的对话。

速度之谜

溪洛渡大坝混凝土总浇筑方量650万立方米，如果用60吨一节的火车皮来装，需要装27万个车皮。如此大的浇筑量，工期压缩了近一年，其间，还要排除基础处理、金结安装、环境制约等干扰，是一次国内外少有的复杂条件和环境的时空穿越;但是，如果不抢回工期，将会推迟一年下闸蓄水，不仅造成巨大的经济损失，而且影响整个'西电东送'工程开发的进程。

 

　　施工局以计划为指导，以混凝土浇筑为主线，争分夺秒，进行了持续三年的建设大提速。

 

　　秘笈一，理顺生产逻辑关系，系统破解矛盾。施工局全面推行'三控制一服务'，即控制质量、控制进度、控制成本、服务业主的理念，相继突破结构孔洞、钢衬、温控等制约，工程一年一个样，三年大变样。三年累计完成混凝土浇筑576万立方米，比原计划多浇混凝土120万立方米。

 

　　秘笈二，充分发挥先进设备的优势，无缝衔接。大坝工程建设共投入3亿多元、近1800多台(套)设备，仅一条龙浇筑系统就占70%。三年来，5台缆机累计调运混凝土72万罐，缆机总行驶里程达到52万公里，相当于绕地球13圈，满足了高强度混凝土浇筑的需要。

 

　　秘笈三，开展各种竞赛活动，充分调动广大干部职工和农民工的积极性、创造性，形成了比、学、赶、帮、超的工作氛围。施工局仅用两个月就完成了新增拌和楼、缆机的安装，实现了当年设计、当年施工、当年投产目标。

 

　　秘笈四，为了信誉，为了承诺，建设者众志成城，顽强拼搏，主动放弃节假日休息，一心扑在工作上，有的三四年都放弃回家过年，放弃与亲人团聚。

 

　　科技之光针对大坝施工，工程技术人员完成了6项科研合同和 '大坝混凝土施工信息系统开发'等多项组织工作。自行设计了'一条龙'系统的无缝转仓、5台缆机两仓同浇等施工工艺。在高拱坝施工技术、工艺，安全、质量控制，深层地质缺陷处理，缆机侧卸车运行管理、高温和低温季节的大坝混凝土温控防裂以及快速施工组织管理等方面取得突破性成功。

 

　　溪洛渡大坝工程建设不仅应用了世界最先进的机械设备、技术与工艺，而且还应用了计算机技术、仿真技术、精确温控技术、卫星定位导航技术、信息传输技术。大坝内埋了7200个先进的监测仪器，其中4000多个是国内首次使用。大坝工程从混凝土生产到调运入仓，从立模扎筋到浇筑，从基础处理、金结安装、科研试验到大坝施工、基础处理等庞大的生产监控系统，对安全、质量、进度，乃至每一个施工部位、每一道工序，每一个细节，每一道流程，均是全方位、全时空地精确监控。大坝工程开工至今已收入数据存量达到9.65G，其中混凝土生产数据147万条，缆机运行数据6400万条，混凝土温控数据1100万条，这些数百万、数千万的数据不仅可以随时追踪到大坝的基因和体征、现场变化，而且可以按照计算机设计的程序对数据进行比较分析，为优化方案提供依据。

 

　　为了确保测量工作的'零失误'，施工局对先进的全站仪进行二次开发，工程技术人员翻译大量的英文资料，研究测量技术、计算机网络技术，成功地研究出集测量、计算、存储于一体的程序，使测量变得快捷、简单、精确。

挺进向家坝

向家坝简介

 

　　向家坝水电站是我国第三大水电站，世界第五大水电站，也是西电东送骨干电源点。它位于云南水富与四川省交界的金沙江下游河段上，是金沙江水电基地最后一级水电站，也是该水电基地25座水电站中唯一兼顾灌溉功能的超级大坝。

 

　　向家坝水电站装机容量775万kW(8台80万千瓦巨型水轮机和3台45万千瓦大型水轮机)，保证出电200.9万kW。目前向家坝也是金沙江水电基地中唯一修建升船机的大坝，其升船机规模与三峡相当，属世界最大单体升船机，船舶翻坝效率远超三峡五级船闸，千吨级船舶过坝只需15分钟时间。向家坝、溪洛渡电站建成后可以解决三峡最大的心病——泥沙淤积，并对于防洪的作用也十分明显。

向家坝创造的世界之最

 

　　1、目前世界最大规模的沉井群

 

　　为克服金沙江松软的地质条件，工程人员为向家坝打造了世界上最大规模的沉井群。——目前世界最大规模的沉井群。向家坝水电站采用分期导流施工方案，设计采用10个尺寸为长23米、宽17米的巨型沉井群，最大下沉深度57米，最大入岩深7米，作为坝基开挖时一期土石围堰的挡土墙和二期纵向混凝土围堰的部分堰体。其沉井群规模之大，工程地质条件之复杂，施工技术之先进，开创国内水电建设之先例。

 

　　2、世界单机容量最大的水轮发电机组

 

　　为最有效利用金沙江巨大的水流落差，向家坝安装了世界上最大的80万千瓦超级水轮机。——水轮发电机组单机容量世界最大。向家坝水电站采用单机最大容量为80万千瓦的水轮发电机组，是目前世界单机容量最大的水轮发电机组。

 

　　3、世界最大单体升船机

 

　　为配合水富万里长江第一港的区位优势不影响水富上游航运，向家坝建设了世界最大单体升船机。——提升高度世界最大的一级垂直升船机。向家坝水电站通航建筑物采用一级全平衡齿轮齿条爬升式垂直升船机，提升高度达114.2米，一次可通过两艘500吨船队，兼顾1000吨级单船。

 

　　4、泄洪总功率为世界同类工程之最

 

　　由于向家坝紧邻城市建设，也由于金沙江的松软地址条件，向家坝不能采用三峡大坝那样简单的挑流消能方式而被迫选用技术难度更大维护成本更高的底流消能方式，为此向家坝建设了世界上最大的两个大型洪水消力池。

 

　　另外，向家坝水电站泄洪消能采用底流消能方式，设计最大下泄流量达每秒48660立方米，泄洪总功率40718MW，消力池内每米最大平均单宽流量为225立方米每秒，坝面泄槽每米最大单宽流量322.5立方米每秒。

 

　　5、世界最长的带式输送机输送线

 

　　为解决向家坝砂石骨料供应问题，向家坝砂石骨料采用灰岩人工骨料，首次采用超长距离带式输送机输送半成品骨料技术，输送线由5条头尾相接的带式输送机组成，总长31.3公里，小时运量达3000t/h。

 

　　6、地下厂房开挖跨度、高度世界之最

 

　　向家坝右岸地下厂房深埋于右岸山体之内，主厂房最大开挖跨度达33.4米、最大开挖高度达88.2米。

 

　　7、变顶高尾水洞世界最大

 

　　右岸地下厂房发电引水系统采用变顶高尾水洞结构形式，洞型呈现为喇叭形状，入口小，出口大。其最大开挖断面宽24.3米、高38.2米。

 

　　8、坝体稳定计算、处理难度世界罕见

 

　　向家坝水电站坝址地质条件非常复杂，存在坝基承载与变形控制、抗滑稳定、渗透稳定等难题，其处理难度大。在工程设计中运用多种分析方法进行坝基稳定和应力变形分析，采用开挖齿槽置换混凝土以及深孔固结灌浆的方法来改善基础承载力，增大抗滑稳定安全系数;首创国内唯一的混凝土重力坝坝基防渗墙，防止不良地质体发生渗透破坏;创新提出了'可控制的抽排体系'，通过人为调节坝基排水孔出水量，从而使坝基扬压力等得到调整，在不影响大坝稳定的前提下，尽量减少渗流量;其综合分析方法和复合处理技术是高重力坝复杂坝基条件下深层抗滑稳定和渗透稳定处理工程技术的重大突破。

 

　　9、世界规模最大的人工砂石加工系统

 

　　向家坝水电站主体工程混凝土总量约1400万立方米，共需半成品砂石料3600万吨，砂石加工系统设计处理能力每小时3200吨，生产能力每小时2600吨。

 

　　10、世界最大的导流底孔双层过流设计

 

　　向家坝工程二期导流时，通过左岸坝段内留设的6个宽10米、高14米的导流底孔及宽115米的缺口过流，设计过流流量每秒32000 立方米。

来源：中国水力发电工程学会