樞紐布置
烏東德水電站工程為一等大(1)型工程,大壩、泄水建筑物、引水發(fā)電建筑物等主要永久性水工建筑物為1級(jí)建筑物,使用年限為100年。
大壩為混凝土雙曲拱壩,泄洪采用壩身表孔、中孔與岸邊泄洪洞聯(lián)合泄洪方式,壩身布置5個(gè)表孔和6個(gè)中孔,3條泄洪洞均布置于左岸靠山側(cè);電站廠房采用兩岸各布置6臺(tái)機(jī)組的地下式廠房,兩岸地下廠房均靠河側(cè)布置;引水系統(tǒng)采用單機(jī)單洞,尾水系統(tǒng)采用兩機(jī)一洞,設(shè)尾水調(diào)壓室,兩岸尾水出口均位于基坑下游,均有兩條尾水洞與導(dǎo)流洞結(jié)合;左岸靠山側(cè)布置2條導(dǎo)流洞,右岸靠山側(cè)布置3條導(dǎo)流洞。
中孔、表孔及泄洪洞主要作用是在汛期或特殊時(shí)期(比如戰(zhàn)爭(zhēng))泄洪分流,一般情況下,先開啟表孔,泄洪能力不足時(shí),同時(shí)開啟中孔,如還不能滿足泄洪要求,則再開啟泄洪洞。
施工規(guī)模
經(jīng)濟(jì)學(xué)家胡鞍鋼考察烏東德水電站說:這次國(guó)務(wù)院核準(zhǔn)的烏東德水電站和兩大核電站,他稱之為一是典型的有效投資,擴(kuò)大有效投資需求,直接帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。二是綠色投資,大力發(fā)展綠色能源,確保到2020年中國(guó)非化石能源占能源消費(fèi)比重達(dá)到15%的目標(biāo),也拉開了綠色創(chuàng)新的大幕。
烏東德水電站工程施工規(guī)模大,樞紐工程主要工程量:土石方開挖3152萬立方米、石方洞挖1207萬立方米、土石方填筑483萬立方米、混凝土937萬立方米。
另外,可以帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)。比如,鋼筋41萬噸、噴混凝土53萬立方米、錨桿(錨樁)184萬根、錨索3.5萬束、帷幕灌漿66萬米、固結(jié)灌漿241萬米、金屬結(jié)構(gòu)8萬噸。
樞紐工程主要施工材料用量:水泥293萬噸、粉煤灰57萬噸、鋼筋及鋼材63萬噸、炸藥3萬噸。
施工高峰人數(shù)約16000人。
工程進(jìn)度
樞紐工程:2016年一季度啟動(dòng)基坑開挖,四季度澆筑大壩混凝土;2019年四季度實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流洞下閘;2020年6月大壩澆筑至壩頂高程,2020年7月開始水庫(kù)蓄水,8月份實(shí)現(xiàn)首批機(jī)組發(fā)電目標(biāo);2021年12月全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。
移民工程:2019年3月完成水庫(kù)淹沒影響區(qū)移民搬遷安置工作,11月完成庫(kù)底清理及移民驗(yàn)收工作。
輸變電工程:2019底,外送線路完成建設(shè)及調(diào)試。
導(dǎo)流洞工程
烏東德水電站工程施工導(dǎo)流采用河床一次斷流、圍堰全年擋水、左右岸導(dǎo)流隧洞泄流方式,初期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)選用50年一遇洪水,相應(yīng)流量26600立方米/秒,共設(shè)置“左2右3、4低1高”5條導(dǎo)流隧洞,4條低洞(1#~4#導(dǎo)流洞)出口段與電站1#、2#、5#、6#尾水隧洞相結(jié)合。導(dǎo)流洞由進(jìn)口、進(jìn)水塔、洞身段、導(dǎo)流洞與尾水洞洞身結(jié)合段、尾水塔、出口等建筑物組成。2014年12月,烏東德水電站1#~4#導(dǎo)流洞已實(shí)現(xiàn)通水過流,2015年8月,5#導(dǎo)流洞實(shí)現(xiàn)汛期分流過水。
站在右岸壩頂平臺(tái)上,想象著幾年后那桀驁不馴的江水被270m高的鋼筋混凝土拱壩攔住,奔騰不息的江水在這里放慢了她的腳步,仿佛在聆聽大壩的呼吸,裹挾的泥沙也慢慢沉淀,使得泛著金黃色的渾濁江水變得清幽,儼然已是一番“高峽出平湖”的景象。不過它們稍作歇息后又沖向兩岸地下廠房?jī)?nèi)的水輪機(jī),轉(zhuǎn)動(dòng)的水輪發(fā)電機(jī)組就像電站跳動(dòng)的脈搏,在高山峽谷間奏響著美妙的樂章。
上下游圍堰工程
烏東德水電站大壩上下游圍堰采用土石圍堰結(jié)構(gòu)形式,圍堰堰基覆蓋層及堰體水下填筑體防滲采用混凝土防滲墻形式。
上下游土石圍堰均為3級(jí)臨時(shí)建筑物,上游土石圍堰堰頂高程873米,堰頂寬度10米,最大堰高72米。下游土石圍堰堰頂高程847米,堰頂寬度10米,最大堰高45米。堰體主要利用導(dǎo)流隧洞和壩肩開挖的塊石料、石渣混合料等填筑而成。上下游圍堰均采用塑性混凝土防滲墻上接復(fù)合土工膜心墻防滲,并對(duì)堰肩和堰基基巖透水帶采用帷幕灌漿防滲。河床圍堰塑性混凝土防滲墻墻厚1.2米,上、下游圍堰防滲墻最大深度分別為95米、91米。
大壩混凝土澆筑“夏吃冰棍,冬穿棉襖”,確?;炷粮哔|(zhì)量澆筑
烏東德水電站大壩采用混凝土拋物線型雙曲拱壩,壩頂高程988米,最大壩高270米。
大壩混凝土澆筑總量約為291萬立方米,主要采用3臺(tái)30噸平移式纜機(jī)澆筑方案,最大月澆筑強(qiáng)度11萬立方米,年澆筑強(qiáng)度約105萬立方米。
目前,烏東德水電站左右岸壩肩處于邊坡開挖階段,纜機(jī)平臺(tái)澆筑已完成,1#纜機(jī)已完成安裝并投入運(yùn)行。
每一次混凝土澆筑就如給她嬰兒般的呵護(hù),為大壩混凝土施工創(chuàng)造良好的溫度環(huán)境。烏東德水電站的大壩是一座250多萬方的大體積混凝土雙曲特高拱壩,作為烏東德水電站的關(guān)鍵樞紐工程,對(duì)其溫度控制提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)格的要求。
烏東德雙曲拱壩屬于300m級(jí)特高拱壩,結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜,大壩混凝土體積龐大,受水泥水化熱和氣溫、水溫等邊界條件的影響,壩體內(nèi)部以及大壩和基礎(chǔ)之間由于溫度變化可能會(huì)導(dǎo)致開裂,輕則影響大壩的整體受力,重則甚至危及大壩安全。因此,制定出合理的溫度控制標(biāo)準(zhǔn)和有效的防裂措施,是大壩設(shè)計(jì)、施工過程中的重要課題和關(guān)鍵技術(shù)之一。
烏東德壩址區(qū)處于金沙江干熱河谷地帶,晝夜溫差很大,大壩混凝土澆筑時(shí)應(yīng)從骨料開采加工、混凝土拌合、皮帶運(yùn)送等各個(gè)環(huán)節(jié),采取“夏吃冰棒,冬穿棉襖”的一系列嚴(yán)格的溫度控制工藝和措施。通過建立大壩智能溫控系統(tǒng)進(jìn)行全方位、全過程的溫度控制,從而保證烏東德混凝土雙曲拱壩的施工質(zhì)量。
高邊坡工程
烏東德水電站施工區(qū)地形地質(zhì)條件復(fù)雜,峽谷深切,兩岸邊坡高度在1500~1800米左右,邊坡坡度60~70度,高位邊坡在邊坡淺表層存在塊體和坡面滾石等局部穩(wěn)定問題。
這里邀請(qǐng)了中國(guó)地質(zhì)大隊(duì)專業(yè)的“蜘蛛人”隊(duì)伍來進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。他們像美國(guó)影視大片蜘蛛俠一樣,凌空起舞,被譽(yù)為懸崖上的舞者。
高位自然邊坡整治
烏東德水電站樞紐區(qū)高邊坡系指樞紐布置區(qū)所在峽谷邊坡,左岸自上游紅崖灣溝至下游彪水溝,右岸自上游大紅溝至下游船房溝均為超高型高邊坡,因此高邊坡穩(wěn)定問題一直以來就是烏東德水電站的主要工程地質(zhì)問題之一。
烏東德水電站自工程籌建以來已投資約5億元,已實(shí)施主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)工程約55萬平方米,被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)工程約12萬平方米,錨索約1400束。
泥石流溝治理
烏東德水電站施工區(qū)地形地貌及地質(zhì)條件復(fù)雜,水文氣象條件獨(dú)特,為泥石流易發(fā)區(qū),施工區(qū)分布有4條災(zāi)害性泥石流溝,分別為花山溝、陰地溝、白灘溝和豬拱地溝。目前,4條泥石流溝均布置了表觀監(jiān)測(cè)、雨量監(jiān)測(cè)等有效的監(jiān)測(cè)手段,通過實(shí)施谷坊壩、排導(dǎo)槽等有效工程措施,施工區(qū)泥石流風(fēng)險(xiǎn)處于可控狀態(tài)。
解密工程布置
烏東德水電站樞紐布置緊湊。受地質(zhì)條件限制,左右岸地下廠房均靠江側(cè)布置,導(dǎo)流洞、泄洪洞靠山側(cè)布置,3條泄洪洞靠左岸位于地下廠房?jī)?nèi)側(cè)布置,防滲要求高。#深基坑、高圍堰
深基坑、高圍堰是烏東德水電站工程的關(guān)鍵技術(shù)難題之一,河床圍堰基礎(chǔ)覆蓋層深度在55米~77米之間,防滲墻最大深度達(dá)95米,屬國(guó)內(nèi)同類工程之最。
300米級(jí)高拱壩
烏東德水電站為首個(gè)高拱壩壩身不設(shè)導(dǎo)流底孔、尾水調(diào)壓室采用半圓型調(diào)壓室的水電站。
探秘地下洞室群——迷宮
每一個(gè)地下洞室都是人類水電工程建設(shè)技術(shù)的智慧結(jié)晶,烏東德水電站規(guī)模龐大且布置緊湊的地下洞室群的設(shè)計(jì)施工更是將水電工程技術(shù)推上了一個(gè)新的高度。
烏東德水電站左右岸山體內(nèi)布置有地下廠房、泄洪洞和導(dǎo)流洞等,受地形地質(zhì)條件限制,整個(gè)地下洞室群規(guī)模龐大、洞室布置密集、空間組成復(fù)雜,其中創(chuàng)造了多項(xiàng)世界紀(jì)錄,如地下電站主廠房高度、尾水調(diào)壓室開挖半徑和導(dǎo)流洞開挖斷面等均居世界第一。大跨度、高邊墻的地下洞室群的圍巖穩(wěn)定問題大大增加了地下洞室設(shè)計(jì)和施工的難度。
在各種限制條件下,烏東德水電站的設(shè)計(jì)者和工程師不斷進(jìn)行著工程技術(shù)的完善與創(chuàng)新。比如在設(shè)計(jì)上首創(chuàng)了半圓筒型尾水調(diào)壓室來避開不良地質(zhì)段的影響,在開挖支護(hù)時(shí)采用的精細(xì)化爆破技術(shù)和快速支護(hù)法施工,同時(shí)建立和完善了大型地下洞室群圍巖穩(wěn)定性的快速預(yù)測(cè)、預(yù)警系統(tǒng)。這些工程技術(shù)的完善、創(chuàng)新與實(shí)踐讓烏東德水電站地下洞室群的設(shè)計(jì)和施工更加安全、科學(xué)和精細(xì)。
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