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我国第四大水电站创造多项世界之最
2020-08-17 08:40:28 来源: 经济参考报
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  世界第七、中国第四大巨型水电站——乌东德水电站近日通过第三阶段蓄水至965米验收,该电站8月中旬将蓄水至水位958米,8月下旬蓄水至水位965米。这个巨型水电站创造了多项世界之最,成为我国水电站建设的又一个里程碑工程。

  “最薄”特高拱坝兼顾经济安全

  乌东德水电站位于云南省昆明市禄劝县和四川省凉山州会东县交界,在陡峭的峡谷中,乌东德水电站工程大坝稳稳“镶嵌”在两岸峭壁之间。

  三峡集团乌东德工程建设部主任杨宗立介绍,乌东德水电站是金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝四座梯级电站的第一级,2015年12月全面开工建设,总投资约1200亿元。该电站是“西电东送”的骨干电源和促进国家能源结构调整的重大工程。

  6月29日,乌东德水电站首批两台机组顺利投产发电。7月11日和13日,乌东德水电站第三台、第四台机组投产发电。水电站全部12台机组计划于2021年7月前全部建成投产。

  据介绍,乌东德大坝坝顶海拔高程为988米,最大坝高达270米,坝顶弧长326.95米,坝底厚度51.41米。拱坝的厚薄通常以坝底厚度和最大坝高之比,即厚高比来衡量。乌东德水电站大坝的厚高比为0.19,是目前世界上建成的最薄的300米级特高拱坝。

  大坝挡水形成的水库正常蓄水位为975米,对应库容58.63亿立方米。薄薄的拱坝需要挡住库水水体形成的809万吨推力,这给设计和建设都带来严峻考验。

  拱坝通过向上游方向突出而呈拱形,将水的推力转为对两侧河岸的压力。乌东德大坝不但在水平方向上弯曲,垂直方向上也是弯曲的,这样的坝型被称为双曲拱坝,可以大幅减少建材耗费。为了应对复杂的地质环境,工程师们提出“静力设计、动力调整”的设计思想,在不考虑地震可能的静力条件下选出基本体形,再根据地震动力条件开展优化。最终混凝土量仅增加3.1%,大坝设计地震最大拉应力降低达32%,有效兼顾了经济和安全。

  打破大体积混凝土“无坝不裂”魔咒

  乌东德水电站大坝被誉为世界上最“聪明”的大坝。建造过程中使用了许多原创性的新技术,其中包括全生命周期应用大坝智能建造系统,实现了“在线采集、后台处理、智能操作、预警控制”的智能生产管控,展示了中国筑坝技术智能建造的最高水准。

  对大坝建设而言,预防裂缝是重中之重。裂缝不但会破坏大坝结构,严重时还可能会漏水甚至导致大坝溃决。越薄的大坝,裂缝潜在危害就越大。混凝土在浇筑硬化过程中,一般会产生大量的热量。由于不同位置温度不同,热胀冷缩的程度不同,就很容易形成裂缝。加之乌东德水电站所在的干热河谷大风频繁、日照强烈,混凝土温控防裂更是难上加难。

  为了解决混凝土温控防裂这一世界级难题,乌东德大坝采用了低热水泥。低热水泥发热量低,能显著降低混凝土最高温度,有效防止大坝温度裂缝发生。这也是世界范围内第一次全坝采用低热水泥混凝土来建设300米级特高拱坝。通过采用智能建造技术,全面感知、真实分析、实时控制,实现混凝土施工过程管控智能化,有效防止裂缝产生,确保大坝混凝土施工优质高效。

  “乌东德水电站大坝建设代表着中国筑坝技术的先进水平,全坝应用低热水泥混凝土开创世界先河,智能通水、智能灌浆、智能喷雾等一批自主创新的智能化成果实施应用,有效地促进了特高拱坝优质高效均衡快速上升,实现了大坝工程安全优质高效建设和全生命期价值创造的目标。”乌东德工程建设部技术部工程师刘科介绍。

  自2017年3月16日开工浇筑,乌东德水电站大坝混凝土浇筑历时3年零3个月,浇筑总量270余万立方米,创下单个坝段年上升高度122米的行业最高纪录,未出现一条裂缝,打破了过去大体积混凝土“无坝不裂”的魔咒。

  近30层楼高主厂房破世界纪录

  为了容纳水电站主要发电设备——水轮发电机组,施工人员在山体中开挖了长333米、宽32.5米、高89.8米的巨大主厂房。光是高度就相当于近30层的高楼,这一高度打破了地下电站主厂房开挖高度的世界纪录。

  乌东德水电站开发任务以发电为主,兼具防洪、促进地方经济社会发展、改善航运等综合效益。作为“西电东送”战略的骨干电源,水电站共安装12台单机容量85万千瓦水轮发电机组,总装机容量1020万千瓦。

  乌东德工程建设部介绍,水轮发电机组单机容量达到85万千瓦,这是全球首例,仅次于正在建设中的白鹤滩水电站的100万千瓦。理论上,如果满负荷运行,一台机组就能满足大约1000万居民的生活用电所需。乌东德水电站平均年发电量预计为389.1亿千瓦时,差不多相当于北京全社会年用电量的三分之一。每年能够节约标准煤1220万吨,相当于24.4个年产50万吨的中型煤矿的产量;减少二氧化碳排放3050万吨、二氧化硫排放量10.4万吨,相当于种植8.5万公顷的阔叶林。

  乌东德水电站12台机组全部投产发电后,将成为南方电网供电范围内调管的最大水电站,产生的巨大电流将源源不断地输送到粤港澳大湾区,为大湾区经济社会高质量发展提供绿色能源保障。

【纠错】 责任编辑: 张世祥
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