烏東德水電站打造中國(guó)版水電新奇跡

高山峽谷間，曾經(jīng)湍急的河流變成了平靜的湖泊，大壩穩(wěn)穩(wěn)鑲嵌在狹窄陡峭的山壁中間。大壩里面，工作人員正緊張忙碌著。近日，世界第七大水電站——烏東德水電站12號(hào)水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子成功吊裝，電站最后一臺(tái)機(jī)組進(jìn)入總裝階段。自開(kāi)工建設(shè)以來(lái)，這座電站創(chuàng)造了多項(xiàng)世界之“最”，為我國(guó)“西電東送”、長(zhǎng)江防洪、清潔能源崛起持續(xù)發(fā)揮重要支撐。

中國(guó)清潔能源建設(shè)又一里程碑

金沙江是我國(guó)最大的水電基地，全長(zhǎng)約3500公里，占長(zhǎng)江干流總落差的95%，技術(shù)可開(kāi)發(fā)水能資源達(dá)1.2億千瓦，水電富集程度居世界前列。

金沙江下游山高谷深，水流湍急，地形復(fù)雜險(xiǎn)峻，三峽集團(tuán)布局建設(shè)烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩四座巨型水電站，規(guī)劃裝機(jī)容量4646萬(wàn)千瓦，多年平均發(fā)電量1934.53億千瓦時(shí)，相當(dāng)于兩個(gè)三峽工程。梯級(jí)水電站以發(fā)電為主，兼具防洪、促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、改善航運(yùn)等綜合效益。

烏東德水電站位于四川省會(huì)東縣和云南省祿勸縣交界的金沙江干流河道上，是四個(gè)水電梯級(jí)的第一梯級(jí)，總裝機(jī)容量1020萬(wàn)千瓦。2010年，預(yù)可行性研究報(bào)告通過(guò)審查，國(guó)家發(fā)改委同意開(kāi)展電站建設(shè)前期工作。

籌備工作隨即展開(kāi)，籌備組與設(shè)計(jì)單位一起對(duì)工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、工期等逐項(xiàng)論證，對(duì)施工總布局進(jìn)行優(yōu)化。通水、通電、通路、通電訊、場(chǎng)地平整“四通一平”建設(shè)快速推進(jìn)。

截至2015年12月，施工區(qū)場(chǎng)內(nèi)主干道路形成，從昆明市區(qū)到工地由7小時(shí)變?yōu)?小時(shí)；供水、供電、通訊全部建設(shè)到位；辦公生活營(yíng)地和各類生產(chǎn)廠區(qū)投入運(yùn)行?！八耐ㄒ黄健庇行蜷_(kāi)展，導(dǎo)流洞也穩(wěn)步推進(jìn)。2014年12月，首批四條導(dǎo)流洞完成過(guò)流。

對(duì)比國(guó)內(nèi)同類電站，烏東德水電站的可研工作結(jié)束得最早，且前期設(shè)計(jì)與后期施工基本無(wú)偏差。

2015年12月，烏東德水電站核準(zhǔn)開(kāi)工，工程建設(shè)正式拉開(kāi)大幕。在炎熱的金沙江河谷，大壩修筑、地下廠房開(kāi)挖馬不停蹄。

2019年12月16日，地下廠房進(jìn)入重大建設(shè)階段——機(jī)組最重要組件、重達(dá)2100噸的首臺(tái)轉(zhuǎn)子成功吊裝。隨后，第二臺(tái)、第三臺(tái)、第四臺(tái)轉(zhuǎn)子陸續(xù)吊裝到位。2020年5月4日，270米高的大壩全線澆筑到頂。2020年6月29日，首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，烏東德水電站成為中國(guó)清潔能源建設(shè)又一里程碑。

創(chuàng)造多項(xiàng)世界之“最”

水電站的眾多工程中，大壩尤為引人矚目。烏東德水電站選址在金沙江下游一段非常狹窄的河段，最適合修建特高拱壩，同時(shí)也面臨復(fù)雜地質(zhì)條件和惡劣氣候環(huán)境的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

從遠(yuǎn)處看，這座矗立在金沙江上高270米、壩頂弧長(zhǎng)326.95米的混凝土雙曲拱壩氣勢(shì)恢宏，蔚為壯觀。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(jí)特高拱壩。和以三峽大壩為代表的重力壩相比，烏東德大壩高拱壩的結(jié)構(gòu)、受力情況更復(fù)雜，是全世界公認(rèn)的復(fù)雜建筑物。

大壩建設(shè)中，預(yù)防裂縫是重中之重。溫度過(guò)高會(huì)使混凝土開(kāi)裂，即使是非常細(xì)小的裂紋也會(huì)威脅大壩安全，越薄的大壩，裂縫潛在危害越大。

烏東德水電站所在的干熱河谷地帶，炎熱干燥，夏天氣溫達(dá)40多度。有沒(méi)有辦法讓混凝土始終保持低溫？

為解決混凝土溫控防裂這一世界級(jí)難題，大壩全壩采用低熱水泥混凝土澆筑，開(kāi)創(chuàng)了世界水壩建造史上一道先河。低熱水泥發(fā)熱量低，能顯著降低混凝土最高溫度，有效防止大壩溫度裂縫發(fā)生。

大壩建設(shè)過(guò)程中，混凝土內(nèi)溫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)806萬(wàn)余條，冷卻通水?dāng)?shù)據(jù)439萬(wàn)余條，盯倉(cāng)記錄16萬(wàn)余條……烏東德大壩被譽(yù)為世界上“最聰明”的大壩之一，展示著中國(guó)筑壩技術(shù)智能建造的最高水準(zhǔn)。

最大日發(fā)電量超過(guò)1億度

除了巍峨的大壩，更多建筑隱藏在山體中。

烏東德水電站地下電站主廠房，安裝有12臺(tái)85萬(wàn)千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組。施工人員在山體中開(kāi)挖了長(zhǎng)333米、寬32.5米、高89.8米的巨大主廠房。高度相當(dāng)于近30層樓高，打破了地下電站主廠房開(kāi)挖高度的世界紀(jì)錄。

電站建成后，湍急河流變成巨型湖泊，不僅蓄積起巨大的電力源泉，同時(shí)兼?zhèn)鋸?qiáng)大的防洪功能，在長(zhǎng)江上游筑起一道安全防護(hù)墻，2020年汛期全力攔蓄洪水，馳援長(zhǎng)江流域防汛抗洪。

首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電后，烏東德水電站進(jìn)入邊建設(shè)邊運(yùn)行階段，2020年下半年就投產(chǎn)8臺(tái)85萬(wàn)千瓦機(jī)組。

烏東德水力發(fā)電廠廠長(zhǎng)王金濤介紹，電站強(qiáng)化設(shè)備設(shè)施運(yùn)維管理、加大出力，每天保證5臺(tái)至6臺(tái)機(jī)組發(fā)電運(yùn)行，最大日發(fā)電量超過(guò)1億度。

截至3月22日，已投產(chǎn)的8臺(tái)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)良好，已累計(jì)發(fā)電188億千瓦時(shí)。

“電機(jī)轉(zhuǎn)子吊裝是工程建設(shè)的重要節(jié)點(diǎn)?！睘鯑|德機(jī)電項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王獻(xiàn)奇說(shuō)，隨著最后一臺(tái)即12號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)子成功吊裝，他們將從高強(qiáng)度安裝向機(jī)組總裝全面轉(zhuǎn)序。

按照計(jì)劃，烏東德水電站將于2021年7月實(shí)現(xiàn)全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。全部機(jī)組投產(chǎn)后將成為南方電網(wǎng)供電范圍內(nèi)調(diào)管的最大水電站，有效緩解當(dāng)前廣東電力供需趨緊局面，進(jìn)一步加大粵港澳大灣區(qū)清潔低碳電力供應(yīng)比例，為粵港澳大灣區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展提供綠色能源保障。每年可替代標(biāo)煤消耗1220萬(wàn)噸，減少二氧化碳3050萬(wàn)噸、二氧化硫10.4萬(wàn)噸的排放，不僅可以緩解受電地區(qū)能源短缺局面，還能大幅減輕環(huán)境污染。