世界第七、中國第四大巨型水電站——烏東德水電站近日通過(guò)第三階段蓄水至965米驗收，該電站8月中旬將蓄水至水位958米，8月下旬蓄水至水位965米。這個(gè)巨型水電站創(chuàng )造了多項世界之最，成為我國水電站建設的又一個(gè)里程碑工程。

　　“最薄”特高拱壩兼顧經(jīng)濟安全

　　烏東德水電站位于云南省昆明市祿勸縣和四川省涼山州會(huì )東縣交界，在陡峭的峽谷中，烏東德水電站工程大壩穩穩“鑲嵌”在兩岸峭壁之間。

　　三峽集團烏東德工程建設部主任楊宗立介紹，烏東德水電站是金沙江下游烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩四座梯級電站的第一級，2015年12月全面開(kāi)工建設，總投資約1200億元。該電站是“西電東送”的骨干電源和促進(jìn)國家能源結構調整的重大工程。

　　6月29日，烏東德水電站首批兩臺機組順利投產(chǎn)發(fā)電。7月11日和13日，烏東德水電站第三臺、第四臺機組投產(chǎn)發(fā)電。水電站全部12臺機組計劃于2021年7月前全部建成投產(chǎn)。

　　據介紹，烏東德大壩壩頂海拔高程為988米，最大壩高達270米，壩頂弧長(cháng)326.95米，壩底厚度51.41米。拱壩的厚薄通常以壩底厚度和最大壩高之比，即厚高比來(lái)衡量。烏東德水電站大壩的厚高比為0.19，是目前世界上建成的最薄的300米級特高拱壩。

　　大壩擋水形成的水庫正常蓄水位為975米，對應庫容58.63億立方米。薄薄的拱壩需要擋住庫水水體形成的809萬(wàn)噸推力，這給設計和建設都帶來(lái)嚴峻考驗。

　　拱壩通過(guò)向上游方向突出而呈拱形，將水的推力轉為對兩側河岸的壓力。烏東德大壩不但在水平方向上彎曲，垂直方向上也是彎曲的，這樣的壩型被稱(chēng)為雙曲拱壩，可以大幅減少建材耗費。為了應對復雜的地質(zhì)環(huán)境，工程師們提出“靜力設計、動(dòng)力調整”的設計思想，在不考慮地震可能的靜力條件下選出基本體形，再根據地震動(dòng)力條件開(kāi)展優(yōu)化。最終混凝土量?jì)H增加3.1%，大壩設計地震最大拉應力降低達32%，有效兼顧了經(jīng)濟和安全。

　　打破大體積混凝土“無(wú)壩不裂”魔咒

　　烏東德水電站大壩被譽(yù)為世界上最“聰明”的大壩。建造過(guò)程中使用了許多原創(chuàng )性的新技術(shù)，其中包括全生命周期應用大壩智能建造系統，實(shí)現了“在線(xiàn)采集、后臺處理、智能操作、預警控制”的智能生產(chǎn)管控，展示了中國筑壩技術(shù)智能建造的最高水準。

　　對大壩建設而言，預防裂縫是重中之重。裂縫不但會(huì )破壞大壩結構，嚴重時(shí)還可能會(huì )漏水甚至導致大壩潰決。越薄的大壩，裂縫潛在危害就越大?；炷猎跐仓不^(guò)程中，一般會(huì )產(chǎn)生大量的熱量。由于不同位置溫度不同，熱脹冷縮的程度不同，就很容易形成裂縫。加之烏東德水電站所在的干熱河谷大風(fēng)頻繁、日照強烈，混凝土溫控防裂更是難上加難。

　　為了解決混凝土溫控防裂這一世界級難題，烏東德大壩采用了低熱水泥。低熱水泥發(fā)熱量低，能顯著(zhù)降低混凝土最高溫度，有效防止大壩溫度裂縫發(fā)生。這也是世界范圍內第一次全壩采用低熱水泥混凝土來(lái)建設300米級特高拱壩。通過(guò)采用智能建造技術(shù)，全面感知、真實(shí)分析、實(shí)時(shí)控制，實(shí)現混凝土施工過(guò)程管控智能化，有效防止裂縫產(chǎn)生，確保大壩混凝土施工優(yōu)質(zhì)高效。

　　“烏東德水電站大壩建設代表著(zhù)中國筑壩技術(shù)的先進(jìn)水平，全壩應用低熱水泥混凝土開(kāi)創(chuàng )世界先河，智能通水、智能灌漿、智能?chē)婌F等一批自主創(chuàng )新的智能化成果實(shí)施應用，有效地促進(jìn)了特高拱壩優(yōu)質(zhì)高效均衡快速上升，實(shí)現了大壩工程安全優(yōu)質(zhì)高效建設和全生命期價(jià)值創(chuàng )造的目標?！睘鯑|德工程建設部技術(shù)部工程師劉科介紹。

　　自2017年3月16日開(kāi)工澆筑，烏東德水電站大壩混凝土澆筑歷時(shí)3年零3個(gè)月，澆筑總量270余萬(wàn)立方米，創(chuàng )下單個(gè)壩段年上升高度122米的行業(yè)最高紀錄，未出現一條裂縫，打破了過(guò)去大體積混凝土“無(wú)壩不裂”的魔咒。

　　近30層樓高主廠(chǎng)房破世界紀錄

　　為了容納水電站主要發(fā)電設備——水輪發(fā)電機組，施工人員在山體中開(kāi)挖了長(cháng)333米、寬32.5米、高89.8米的巨大主廠(chǎng)房。光是高度就相當于近30層的高樓，這一高度打破了地下電站主廠(chǎng)房開(kāi)挖高度的世界紀錄。

　　烏東德水電站開(kāi)發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，兼具防洪、促進(jìn)地方經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展、改善航運等綜合效益。作為“西電東送”戰略的骨干電源，水電站共安裝12臺單機容量85萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機組，總裝機容量1020萬(wàn)千瓦。

　　烏東德工程建設部介紹，水輪發(fā)電機組單機容量達到85萬(wàn)千瓦，這是全球首例，僅次于正在建設中的白鶴灘水電站的100萬(wàn)千瓦。理論上，如果滿(mǎn)負荷運行，一臺機組就能滿(mǎn)足大約1000萬(wàn)居民的生活用電所需。烏東德水電站平均年發(fā)電量預計為389.1億千瓦時(shí)，差不多相當于北京全社會(huì )年用電量的三分之一。每年能夠節約標準煤1220萬(wàn)噸，相當于24.4個(gè)年產(chǎn)50萬(wàn)噸的中型煤礦的產(chǎn)量;減少二氧化碳排放3050萬(wàn)噸、二氧化硫排放量10.4萬(wàn)噸，相當于種植8.5萬(wàn)公頃的闊葉林。

　　烏東德水電站12臺機組全部投產(chǎn)發(fā)電后，將成為南方電網(wǎng)供電范圍內調管的最大水電站，產(chǎn)生的巨大電流將源源不斷地輸送到粵港澳大灣區，為大灣區經(jīng)濟社會(huì )高質(zhì)量發(fā)展提供綠色能源保障。