《科技创新与品牌》杂志社成果 ACHIEVEMENTS

乌东德水电站见证新壮举

金沙水拍云崖暖,红军两万五千里长征时,巧渡金沙江的渡口皎平渡,就位于现在乌东德水电站库区内。这里曾见证过先辈们可歌可泣的跨江壮举,薪火相传,这里又一次见证历史,我国第四座、世界第七座跨入千万千瓦级行列的超级水电站——乌东德水电站,正在这里拔地而起。2020年6月29日,乌东德水电站首批2台85万千瓦机组正式投产发电。

乌东德水电站位于四川省会东县和云南省禄劝县交界处的金沙江河道上,是金沙江下游四个梯级电站(乌东德、白鹤滩、溪洛渡和向家坝)中最上游的发电站。自上世纪50年代开始,就进行了水电站的前期勘察工作。2015年,水电站正式全面开工,预计将于2021年7月全面建成,建成后通过南方电网,柔性直流送达广东和广西,实现“西电东送”,为粤港澳大湾区的经济开发建设,提供可靠稳定优质的清洁能源。

乌东德水电站全景图

岩壁里的最高地下厂房


“两厓峻极若登天,下视此江如井里”。金沙江下游地势险峻,两岸巉岩连绵,河床陡峭,这对乌东德水电站的工程是极大的挑战。水电站的主厂房就建造在两岸接近90度的岩体之中,洞群交错复杂。主厂房长度相当于3个标准足球场,高度89.80米,将近30层楼高,是世界上最高的地下电站厂房。 

乌东德水电站设计总工程师翁永红说,乌东德大坝的建筑物布置在两岸十多亿年前的古老岩体中,岩性复杂多变,构造运动强烈,优质岩体十分有限,工程难度极大,需要技术人员精准勘察,精巧布置,精心设计,精益管理,精细施工。

为解决地下厂房各类地质问题,建设者们采用浅层及深层加固处理等办法,避免下挖后引发山体变形、塌方。同时,创新“小洞进大洞、先洞后墙、锚索深层加固”施工方案,确保山体受力平衡,同时进行填缝灌浆,增强岩体整体性,从而抑制变形增长。由于施工影响,地下厂房四周的岩体状态、应力实时变动,为了增强厂房的稳定性,乌东德地下厂房在开挖时,综合采用具有针对性的固结灌浆、锚杆处理等技术,有效保障了施工安全。


“身强体健”的智能大坝


乌东德水电站采用双曲拱坝建设,从天空俯瞰,犹如一块蛋壳精妙地卡在河床之中;从江面看,水电站像展开的双翼,紧锁两岸的峭壁。最大坝高270米,平均厚度40米,坝顶厚度12米,坝底厚宽51米,厚高比仅为0.19,是目前世界上最薄的300米级拱坝。双曲拱坝即坝体在水平方向和铅直方向都呈现弯曲的形状,这是一种兼具经济性和安全性的坝型,受力、传力都更加安全可靠。所以说,别看大坝身体纤细,却格外强健。

大坝在浇筑过程中,预埋了冷却水管和数千只监测仪器。这些监测仪器像神经末梢一样,实时感知大坝的健康状态。在大坝的温度出现问题时,神经末梢就会将信息传达给神经中枢,也就是智能建造信息管理平台,进行分析和预判,再通过预埋的冷却水管,实施控制大坝的冷却通水,从而确保大坝的温度稳定,防止产生裂缝。

融合云计算、大数据、物联网等技术的智能建造信息管理平台,采用特高拱坝智能建造,覆盖了大坝工程建设与运营的全过程,可实现大坝全生命周期的“在线采集、后台处理、智能操作、预警控制”的智能生产管控,展示着中国筑坝技术智能建造的最高水准,是名副其实的最聪明的“智能大坝”。


勇攀世界水电技术新高峰


乌东德水电站所处的金沙江干热河谷地区,昼夜温差悬殊,坝体受到的温度不均,就极易产生裂缝。高温低湿环境中,如果使用普通中热水泥修筑大坝,温控防裂难度大,而在水电工程中,温控问题一直属于世界性难题。为此,乌东德全坝使用由三峡集团自主研发的低热混凝土,这种混凝土的发热量低,就像大坝的“退烧药”,可以显著降低大坝的温度应力,有效解决混凝土温控防裂,造就了真正意义上的“无缝大坝”,实为世界水坝建造史上的创举。

除此之外,乌东德水电站还首次在300米级高拱坝上不设坝深导流底孔,首次全坝采用无盖重固结灌浆,首次应用半圆筒形调压室设计方案,坝肩精准爆破技术,深厚覆盖层下超高防渗墙施工工艺,800MPa级高强钢蜗壳焊接,首次在世界范围内实现85万千瓦机组安装。

中国三峡集团董事长、党组书记雷鸣山说:“乌东德水电站工程建设中,开展了一系列技术和管理创新,攻克了一项项世界级难题,在地下工程、坝工技术、装备制造等方面提升了中国乃至世界水电科技发展水平,展示了全球大型水电工程智能建造的中国智慧。”三峡集团牢牢将大国重器掌握在自己手中,坚持自主创新,突破掌握关键核心技术。

备受关注的乌东德水电站,承载着新时代赋予的重要使命。在兼顾“西电东送”使命的同时,还肩负着长江流域的防洪重任,利民惠民,任重道远。