揭秘西部三大水電：溪洛渡向家壩

大龍2010 2016-03-26

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水電作為可再生清潔能源，在我國能源發(fā)展史中占有重要地位。西部大開發(fā)戰(zhàn)略實施以來，水電作為當?shù)刂匾馁Y源優(yōu)勢和西部大開發(fā)的重點領域，得到各方高度重視。

　　溪洛渡和向家壩水電站是金沙江干流規(guī)劃開發(fā)的第一期工程，也是西部大開發(fā)的重要工程和'西電東送'的骨干工程。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，具有世界最高拱壩，堪稱世界上'技術難度最大、施工環(huán)境最危險、施工布置最困難、建設管理難度最大'的水電工程。

　　在攻破一系列世界級技術難題的背后，是眾多工程師孜孜不倦地研究、考證，建設者在施工中精益求精的奮斗成果。讓我們一起來看看這三大水電站背后的故事。

夢圓溪洛渡

溪洛渡水電站是國家'西電東送'骨干工程，位于四川和云南交界的金沙江上。工程以發(fā)電為主，兼有防洪、攔沙和改善下游航運條件等綜合效益，并可為下游電站進行梯級補償。電站主要供電華東、華中地區(qū)，兼顧川、滇兩省用電需要，是金沙江'西電東送'距離最近的骨干電源之一，也是金沙江上最大的一座水電站。

　　攔河壩為混凝土雙曲拱壩，壩頂高程610米，最大壩高285.5米，壩頂弧長698.07米;左、右兩岸布置地下廠房，各安裝9臺水輪發(fā)電機組，電站總裝機1386萬千瓦，多年平均發(fā)電量571.2億千瓦時。作為中國第二、世界第三大水電站，溪洛渡水電站具有'三高一大'，即高拱壩、高地震、高邊坡、大泄量等特點。

　渡口之夢

溪洛渡，金沙江下游，川滇兩省交界的一個小渡口。這里山高云低、峽谷綿綿、地勢陡峭、激浪滔天。上個世紀50年代初，一隊勘測隊員發(fā)現(xiàn)了這里，從此，這個小渡口的名字逐漸孕育、演繹、遠播，成為一座巨型水電工程夢升起的地方。

　　關于拱壩，上個世紀80年代，國內水電界兩位重量級人物在湘南耒水邊有過這樣一番對話：一位說：'按照我們現(xiàn)在的水平，設計出先進的大壩是不成問題的，就看施工能不能跟得上?'另一位說：'只要能設計出來，我們就一定能建造出優(yōu)質大壩!'他們就是兩院院士潘家錚和工程院院士譚靖夷。

　　之后10年，157米高的東江水電站大壩在湘南老區(qū)聳立。

　　之后15年，240米高的二灘水電站大壩在攀西大峽谷建成。

　　之后20年，300米級的溪洛渡水電站大壩進入人們的視野。

　　國內水電開發(fā)故事不斷發(fā)展演繹。新世紀初，潘家錚、譚靖夷年屆古稀。當時三峽工程勝利在握，金沙江、雅礱江等大水電群尚無啟動消息。深怕自己等不到這一天的潘家錚借用陸游的詩句寄語中國水電事業(yè)：'死去原知萬事空，但悲西電未輸東，金沙寶藏開工日，公祭無忘告逝翁。'譚靖夷也是同樣的心態(tài)，十分關注溪洛渡工程的建設，為其早日上馬奔走呼吁。

　　1996年5月，《金沙江溪洛渡水電站預可行性研究報告》通過審核。

　　2002年10月，國家發(fā)展計劃委員會批準溪洛渡水電站工程立項。

　　2005年4月，國家環(huán)保總局批復溪洛渡水電站環(huán)境影響報告書。

　　2005年12月，溪洛渡水電站獲得國家核準。

　　2006年12月26日，在國家'西電東送'的春潮中，溪洛渡水電工程開工了。潘家錚、譚靖夷擔任金沙江水電開發(fā)的顧問，他們殫心竭力地支持溪洛渡工程建設，依然在延續(xù)20多年前的對話。

速度之謎

溪洛渡大壩混凝土總澆筑方量650萬立方米，如果用60噸一節(jié)的火車皮來裝，需要裝27萬個車皮。如此大的澆筑量，工期壓縮了近一年，其間，還要排除基礎處理、金結安裝、環(huán)境制約等干擾，是一次國內外少有的復雜條件和環(huán)境的時空穿越;但是，如果不搶回工期，將會推遲一年下閘蓄水，不僅造成巨大的經濟損失，而且影響整個'西電東送'工程開發(fā)的進程。

　　施工局以計劃為指導，以混凝土澆筑為主線，爭分奪秒，進行了持續(xù)三年的建設大提速。

　　秘笈一，理順生產邏輯關系，系統(tǒng)破解矛盾。施工局全面推行'三控制一服務'，即控制質量、控制進度、控制成本、服務業(yè)主的理念，相繼突破結構孔洞、鋼襯、溫控等制約，工程一年一個樣，三年大變樣。三年累計完成混凝土澆筑576萬立方米，比原計劃多澆混凝土120萬立方米。

　　秘笈二，充分發(fā)揮先進設備的優(yōu)勢，無縫銜接。大壩工程建設共投入3億多元、近1800多臺(套)設備，僅一條龍澆筑系統(tǒng)就占70%。三年來，5臺纜機累計調運混凝土72萬罐，纜機總行駛里程達到52萬公里，相當于繞地球13圈，滿足了高強度混凝土澆筑的需要。

　　秘笈三，開展各種競賽活動，充分調動廣大干部職工和農民工的積極性、創(chuàng)造性，形成了比、學、趕、幫、超的工作氛圍。施工局僅用兩個月就完成了新增拌和樓、纜機的安裝，實現(xiàn)了當年設計、當年施工、當年投產目標。

　　秘笈四，為了信譽，為了承諾，建設者眾志成城，頑強拼搏，主動放棄節(jié)假日休息，一心撲在工作上，有的三四年都放棄回家過年，放棄與親人團聚。

　　科技之光針對大壩施工，工程技術人員完成了6項科研合同和 '大壩混凝土施工信息系統(tǒng)開發(fā)'等多項組織工作。自行設計了'一條龍'系統(tǒng)的無縫轉倉、5臺纜機兩倉同澆等施工工藝。在高拱壩施工技術、工藝，安全、質量控制，深層地質缺陷處理，纜機側卸車運行管理、高溫和低溫季節(jié)的大壩混凝土溫控防裂以及快速施工組織管理等方面取得突破性成功。

　　溪洛渡大壩工程建設不僅應用了世界最先進的機械設備、技術與工藝，而且還應用了計算機技術、仿真技術、精確溫控技術、衛(wèi)星定位導航技術、信息傳輸技術。大壩內埋了7200個先進的監(jiān)測儀器，其中4000多個是國內首次使用。大壩工程從混凝土生產到調運入倉，從立模扎筋到澆筑，從基礎處理、金結安裝、科研試驗到大壩施工、基礎處理等龐大的生產監(jiān)控系統(tǒng)，對安全、質量、進度，乃至每一個施工部位、每一道工序，每一個細節(jié)，每一道流程，均是全方位、全時空地精確監(jiān)控。大壩工程開工至今已收入數(shù)據(jù)存量達到9.65G，其中混凝土生產數(shù)據(jù)147萬條，纜機運行數(shù)據(jù)6400萬條，混凝土溫控數(shù)據(jù)1100萬條，這些數(shù)百萬、數(shù)千萬的數(shù)據(jù)不僅可以隨時追蹤到大壩的基因和體征、現(xiàn)場變化，而且可以按照計算機設計的程序對數(shù)據(jù)進行比較分析，為優(yōu)化方案提供依據(jù)。

　　為了確保測量工作的'零失誤'，施工局對先進的全站儀進行二次開發(fā)，工程技術人員翻譯大量的英文資料，研究測量技術、計算機網(wǎng)絡技術，成功地研究出集測量、計算、存儲于一體的程序，使測量變得快捷、簡單、精確。

挺進向家壩

向家壩簡介

　　向家壩水電站是我國第三大水電站，世界第五大水電站，也是西電東送骨干電源點。它位于云南水富與四川省交界的金沙江下游河段上，是金沙江水電基地最后一級水電站，也是該水電基地25座水電站中唯一兼顧灌溉功能的超級大壩。

　　向家壩水電站裝機容量775萬kW(8臺80萬千瓦巨型水輪機和3臺45萬千瓦大型水輪機)，保證出電200.9萬kW。目前向家壩也是金沙江水電基地中唯一修建升船機的大壩，其升船機規(guī)模與三峽相當，屬世界最大單體升船機，船舶翻壩效率遠超三峽五級船閘，千噸級船舶過壩只需15分鐘時間。向家壩、溪洛渡電站建成后可以解決三峽最大的心病——泥沙淤積，并對于防洪的作用也十分明顯。

向家壩創(chuàng)造的世界之最

　　1、目前世界最大規(guī)模的沉井群

　　為克服金沙江松軟的地質條件，工程人員為向家壩打造了世界上最大規(guī)模的沉井群。——目前世界最大規(guī)模的沉井群。向家壩水電站采用分期導流施工方案，設計采用10個尺寸為長23米、寬17米的巨型沉井群，最大下沉深度57米，最大入巖深7米，作為壩基開挖時一期土石圍堰的擋土墻和二期縱向混凝土圍堰的部分堰體。其沉井群規(guī)模之大，工程地質條件之復雜，施工技術之先進，開創(chuàng)國內水電建設之先例。

　　2、世界單機容量最大的水輪發(fā)電機組

　　為最有效利用金沙江巨大的水流落差，向家壩安裝了世界上最大的80萬千瓦超級水輪機?！啺l(fā)電機組單機容量世界最大。向家壩水電站采用單機最大容量為80萬千瓦的水輪發(fā)電機組，是目前世界單機容量最大的水輪發(fā)電機組。

　　3、世界最大單體升船機

　　為配合水富萬里長江第一港的區(qū)位優(yōu)勢不影響水富上游航運，向家壩建設了世界最大單體升船機?！嵘叨仁澜缱畲蟮囊患壌怪鄙瑱C。向家壩水電站通航建筑物采用一級全平衡齒輪齒條爬升式垂直升船機，提升高度達114.2米，一次可通過兩艘500噸船隊，兼顧1000噸級單船。

　　4、泄洪總功率為世界同類工程之最

　　由于向家壩緊鄰城市建設，也由于金沙江的松軟地址條件，向家壩不能采用三峽大壩那樣簡單的挑流消能方式而被迫選用技術難度更大維護成本更高的底流消能方式，為此向家壩建設了世界上最大的兩個大型洪水消力池。

　　另外，向家壩水電站泄洪消能采用底流消能方式，設計最大下泄流量達每秒48660立方米，泄洪總功率40718MW，消力池內每米最大平均單寬流量為225立方米每秒，壩面泄槽每米最大單寬流量322.5立方米每秒。

　　5、世界最長的帶式輸送機輸送線

　　為解決向家壩砂石骨料供應問題，向家壩砂石骨料采用灰?guī)r人工骨料，首次采用超長距離帶式輸送機輸送半成品骨料技術，輸送線由5條頭尾相接的帶式輸送機組成，總長31.3公里，小時運量達3000t/h。

　　6、地下廠房開挖跨度、高度世界之最

　　向家壩右岸地下廠房深埋于右岸山體之內，主廠房最大開挖跨度達33.4米、最大開挖高度達88.2米。

　　7、變頂高尾水洞世界最大

　　右岸地下廠房發(fā)電引水系統(tǒng)采用變頂高尾水洞結構形式，洞型呈現(xiàn)為喇叭形狀，入口小，出口大。其最大開挖斷面寬24.3米、高38.2米。

　　8、壩體穩(wěn)定計算、處理難度世界罕見

　　向家壩水電站壩址地質條件非常復雜，存在壩基承載與變形控制、抗滑穩(wěn)定、滲透穩(wěn)定等難題，其處理難度大。在工程設計中運用多種分析方法進行壩基穩(wěn)定和應力變形分析，采用開挖齒槽置換混凝土以及深孔固結灌漿的方法來改善基礎承載力，增大抗滑穩(wěn)定安全系數(shù);首創(chuàng)國內唯一的混凝土重力壩壩基防滲墻，防止不良地質體發(fā)生滲透破壞;創(chuàng)新提出了'可控制的抽排體系'，通過人為調節(jié)壩基排水孔出水量，從而使壩基揚壓力等得到調整，在不影響大壩穩(wěn)定的前提下，盡量減少滲流量;其綜合分析方法和復合處理技術是高重力壩復雜壩基條件下深層抗滑穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定處理工程技術的重大突破。

　　9、世界規(guī)模最大的人工砂石加工系統(tǒng)

　　向家壩水電站主體工程混凝土總量約1400萬立方米，共需半成品砂石料3600萬噸，砂石加工系統(tǒng)設計處理能力每小時3200噸，生產能力每小時2600噸。

　　10、世界最大的導流底孔雙層過流設計

　　向家壩工程二期導流時，通過左岸壩段內留設的6個寬10米、高14米的導流底孔及寬115米的缺口過流，設計過流流量每秒32000 立方米。