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贵州水电装机全国第四 水电资源开发率逾九成
2015-01-30 11:22  来源: 多彩贵州网-能源新观察 作者: 撰文/本刊记者 彭雅 刘坤伦 李姗 摄影/陈盛康 邓泽见  编辑: 吴静秋
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  光照水电站全景

 光照水电站坝顶门机(检修坝体机组时吊闸门用)

  2014年11月18日,位于北盘江中游的马马崖一级水电站,在历时3年多的紧张施工建设后,顺利实现下闸蓄水。首台机组也即将投产发电,这也标志着贵州省内大中型水电站建设即将完美收官。

  截至今年10月底,贵州全口径电力装机容量4495.22万千瓦,其中水电装机1945.50万千瓦,占全省电力装机容量的42%,位列全国第四,水电资源开发率达到96.7%,比全国高出27个百分点。

  目前贵州已建成投产的大型水电站有乌江流域的洪家渡、东风、索风营、乌江渡,构皮滩、思林、沙沱,引子渡,总装机866.5万千瓦;南盘江流域天生桥一级、天生桥二级总装机232万千瓦;北盘江干流有光照和董箐电站,总装机192万千瓦。

  资料显示,贵州省水能资源非常丰富,理论蕴藏量达1875万千瓦(不含单河理论蕴藏量1万千瓦以下小河流),居全国前列。

  据了解,即将投运的马马崖水电站设计总装机为55.8万千瓦,作为贵州大型水电工程的收官工程,贵州黔源电力股份有限公司将把马马崖一级水电站建成精品、环保工程,从工程建设、投资控制到技术创新等方面,都有积极探索。如采用高掺粉煤灰三级配全坝段碾压混凝土的全国先进技术,既节约成本,又提高安全质量。

  马马崖水电站投产发电后,将与北盘江上光照、董箐等大中型水电站组成贵州又一大型水电站基地,与安顺、六盘水火电基地一起实现贵州水火互济的资源优势。

  贵州水电站建设大事记

  1945年4月,桐梓县天门洞水电站建成,装机576千瓦。

  上世纪50年代,水电工作者们开始进行乌江干流水电规划的相关工作。

  1970年4月,由水利部第八工程局承建的乌江渡水电站破土动工,翻开了乌江水电历史新的一页。

  1982年12月4日,乌江渡水电站历经12年半建成并网发电。电站共装有3台水轮发电机组,其中一号、二号机组已分别于1979年、1981年发电,整个工程比原计划提前了27天。

  乌江渡水电站是我国20世纪80年代初在贵州喀斯特地貌上兴建的第一个大型水电站,是乌江梯级电站开发大中型水电站的第一座,总装机容量为三台21万千瓦机组;电站大坝高165米,是当时我国在喀斯特地貌上兴建的第一座高坝。

  1986年,应贵州省人民政府的邀请,国内40多位专家和学者组成考察组,历时26天,对乌江流域贵州段进行了“以促进水电开发为主,振兴流域和地区经济发展”的综合考察,提出了用30年左右的时间进行乌江水电梯级开发的整体规划及基本思路。

  1992年,贵州乌江水电开发有限责任公司(以下简称乌江公司)成立,成为我国第一家流域水电开发公司,按照“流域、梯级、滚动、综合”的开发方针,经营管理、开发建设乌江干流贵州境内河段梯级电站。

  2000年11月8日,洪家渡水电站、乌江渡扩机工程作为拉开西部大开发战略序幕的“西电东送”启动工程正式开工建设,乌江干流水电开发步入黄金发展时期。

  随着洪家渡、引子渡、乌江渡(扩机)、索风营、构皮滩、思林、光照、三板溪等一批百万千瓦级电站相继建成投产,为电力工业成为贵州最大的支柱产业作出了巨大贡献。

  2011年,贵州省最大装机规模的水电站——构皮滩水电站建成,该电站装机规模达300万千瓦,这使其成为贵州“西电东送”的标志性工程也是中国华电集团公司建设的最大水电项目。

  2013年6月,乌江沙沱水电站正式投产运营,成为乌江流域梯级开发的“圆梦工程”。

  从乌江渡水电站的动工,到沙沱水电站的投运,历时43年,乌江干流完成了大、中型水电站的梯级开发任务,水电总装机达到866.5万千瓦,比国家审定的开发规划完成时间提前了12年。

  其中,洪家渡水电站荣获“中国建设工程鲁班奖”、“第八届中国土木工程詹天佑奖”、“中国电力优质工程奖”;索风营水电站荣获“第十届中国土木工程詹天佑奖”。

  伴随乌江梯级电站的陆续建成,一个集卫星水情测报、计算机远程监控的乌江梯级水电站远程集中控制系统也随之建成投运。

  北盘江作为贵州的第二大河流,2009年,随着由贵州黔源电力股份有限公司控股开发的光照水电站工程顺利实现大江截流,拉开了贵州省北盘江流域的开发序幕。

  总装机104万千瓦的光照电站是北盘江干流的龙头梯级电站,自2008年8月5日第一台机组发电以来,共获得国家专利6项,省部级科技成果奖5项、国家级工法2项。还荣获2011年度全国优秀水利水电工程勘测金奖、设计金奖、中国电力优质工程奖、2011-2012年度国家优质工程奖金质奖、2012年度全国工程建设项目优秀设计成果一等奖等荣誉。

  2010年12月,北盘江流域的第二座大型水电站工程——董箐水电站建设完成,电站装机容量88万千瓦。

  2011年11月,位于北盘江上游,属该流梯级开发第八级水电站的善泥坡水电站实现大江截流,电站设计装机容量18.55万千瓦,下游为光照电站,计划于2015年初首台机组投产发电。

  2012年9月,位于北盘江中游,属该流域梯级开发第二级电站的马马崖水电站实现大江截留,电站设计装机容量55.8万千瓦,上游为光照电站,下游为董箐电站,近期首台机组即将投产发电。随着马马崖水电站的投产发电,贵州境内水域大型水电站建设也将完美收官!

  光照水电站:缔造北盘江“不夜天”传奇

 

  水电站的“心脏”内,发电机二号机组正在进行例行检修

  光照镇,距离贵州省晴隆县12公里。十几年前,这里还只是一个位于北盘江中部的偏远小镇,布依、苗、彝、黎、仡佬等多民族世代聚居。

  按当地人的说法,“光照”的由来是因藏在高山峡谷里的这片暖和坝子。在方圆几百里内,每天能最早收获太阳的第一缕霞光,也能眺望落日的最后一丝余辉。

  古时曾有圣人在此地提诗:“冰雾山乡风光好,光照人间不夜天!”未曾料想,这句诗词竟神奇地预见了几百年后的现实——2008年,由贵州黔源电力股份有限公司(以下简称“黔源电力”)负责开发运营的光照水电站正式建成投产,它不仅是国家“西电东送”的主力电厂之一,也是北盘江干流水库容量和装机容量都最大的水电站,并先后荣获中国电力优质工程奖、国际RCC里程碑奖、国家优质工程金质奖等重量级大奖。

  截至2014年12月1日,光照水电站年累计发电量达28.4亿千瓦时,首次突破电站设计多年平均发电量27.54亿千瓦时,实现长周期安全生产记录2309天,企业发电量和盈利均创投产运行以来最好成绩。

  在源源不断输送清洁能源,照亮北盘江流域“不夜天”的同时,光照水电站缔造的不仅是大坝建设和产业发展的奇迹,更谱写着生态环保的绚丽篇章。

  “绿色是大自然的颜色,它象征生命力,象征和谐与发展。在进行水电开发的过程中,绿色不仅是一道色彩,更是我们企业发展的原动力。”黔源电力总经理刘明达如是说。

 

  水电站引水系统(从右至左分别为:两个清污门机、叠梁门机、进水口检修闸门)

  RCC世界第一高坝得与舍

  11月28日,本刊记者一行实地探访光照水电站。从沪昆高速岗乌站下站后,进入驶往水电站的蜿蜒山道,两旁是关岭县一带典型的石漠化山峰和奔腾不止的北盘江水。大约40分钟后,抵达水电站所辖区域。让人意外的是,迎面而来的竟是满目青翠和阵阵花香,若非一株株染遍金黄的银杏树映衬,感觉就像忽然闯入了春意盎然的“世外桃源”。

  在光照水电站冯顺田厂长的带领下,我们来到库区大坝。很多水库的冬季水位都较低,但光照水电站仍是一片湖光山色,高峡碧水波光粼粼,白鹭翩飞生机勃勃。拥有这样的风景与光照水电站在北盘江贵州流域梯级开发中的“龙头”地位密不可分。

  据介绍,光照水电站是北盘江干流的第十个梯级电站,总投资69.03亿元,坝高200.5米,总装机容量104万千瓦,坝址以上流域面积为13548平方公里,年平均流量为257立方米/秒,水库面积为51.54平方公里,总库容32.45亿立方米,调节库容20.37亿立方米。

  “光照水电站是贵州省境内为数不多的以发电为主,结合航运,兼顾灌溉、供水及其他综合效益的一个多年调节性能水电工程。”冯顺田说,该电站在南方电网中主要承担调峰、调频、事故和负荷备用,同时可以提高北盘江干流的水能调节能力,增加下游梯级电站的发电效益。2010年至2014年,光照水电站就为下游董箐电站错峰拦蓄水量超10亿立方米,使整个梯级流域节水增发电量约6.7亿千瓦时,折合人民币约合2亿元,随着今年底下游另一电站马马崖投产发电,创造的经济效益将更加明显。

  据了解,从1983年进行初勘、1995年至1996年进入正式设计,到2000年被正式列为国家"西电东送"的重点工程建设项目、2004年10月大江截流,再到2007年12月30日下闸蓄水、2008年成功实现4台单机容量26万千瓦的混流式水轮机组同时发电,光照水电站工程建设过程中,成功攻克了设计、施工综合筑坝技术领域中的一系列技术难题,解决了高原气候温差大,高温多雨、日照强,对混凝土施工温控要求高等多项施工难点,交出了令人骄傲的“成绩单”——

  仅用23个月就建成目前世界最高的200米级碾压混凝土(RCC)重力坝,混凝土坝浇筑速度世界第一;

  在国内第一个采用架桥机进行大坝弧门安装,大坝表孔15天就完成一套闸门吊装调整,安装速度全国第一;

  自主创新高掺粉煤灰技术,减少了34%的水泥用量,有效解决了大坝坝基混凝土开裂问题。在建设过程中优化重大方案10多项,获得了6项国家专利和2项国家级工法;

  在国内第一个同时获得国际RCC里程碑奖和国家优质工程金质奖的水电工程,是目前中国华电集团公司和贵州省唯一获得的国家优质工程金质奖项目。

  ⋯⋯

  建设者们用智慧与汗水获得了这些璀璨夺目的“得”,背后还隐含着黔源电力主动承担社会责任做出的“舍”。

  “光照水电站正常蓄水位本来可以多提高一米,但那样的话,上游的黑叶猴栖息地就没有了。”冯顺田介绍,为最大限度保护库区内的野生动物,尤其是国家一级保护动物野钟黑叶猴,黔源电力与六盘水市林业局签订了《野钟黑叶猴自然保护区调整补偿协议》,通过一次性补偿投资,专门恢复建设了2000余亩自然保护区。同时,因为坝高的降低,保留了几公里长的天然河段,为黑叶猴及其它野生动物创造了更好的栖息地环境和条件。

  光照水电站首创的进水口叠梁门分层取水装置在国内水电工程中也屈指可数,这一装置的主要作用是通过它取用水库表层水发电,从而保证下泻水温度适于水生生物生长需要,保护了水生生物多样性。

  在水库大坝上,冯顺田指着两道大闸门告诉本刊记者,那就是叠梁门的检修闸门,而六扇叠梁门现在都放置于水下,“很多水电站在水流通过引入隧道再带动发电机之前,只有栏污栅等大型装置,光照就多了这六扇门,直接增加7000万的投资成本(不含运行成本)。”

  据了解,在拦河大坝前,通过采用叠梁门和钢筋混凝土墙挡住水库中下层低温水,水库表层水通过取水孔叠梁门顶部进入引水道,并根据水库运行水位变化情况或下游水温的需要,提起或放下相应数量的叠梁门,从而达到引用水库表层高温水,缓减电站下泄低温水对生态环境的不利影响。

  “在实际使用过程中,我们解决了过栅流速、有害漩涡、流态等复杂技术难题,尤其在每年的汛期,几乎每天都要通过检修闸门人工调节叠梁门的高度,三个人互相协作,最少也要花半天时间。但在采取分层取水设计方案后,大坝下最高水值提高4.6摄氏度,最低水值提高1.9摄氏度,全年平均下泄水提高3.1摄氏度。叠梁门的成功使用,开创了我国通过工程措施解决生态保护难题的先河。”冯顺田说。

  一条江河的“重生”

  为进一步减轻水电站建设及运行对水生生物影响,有效保护北盘江干流珍稀及特有鱼类,保持北盘江流域生态平衡,黔源电力还投资近4000余万元,在光照水电站统一建设占地面积达6万平方米的光照、董箐、马马崖水电站工程鱼类增殖放流站,作为三个水电站永久附属配套设施。目前,这是国内最大的鱼类增殖放流站。

  放流站位于电站一隅,占地面积较大的是投资上千万的鱼苗培育车间和二十几个大小不一的露天驯化池。

  “建设光照大坝淹没了北盘江里部分鱼类的产卵场、食饵场和越冬场,这里就是为了保育那些回游性鱼类,主要有长臀鮠、光倒刺鲃、花䱻和白甲鱼。”据放流站工作人员介绍,这四种鱼的喂养饲料、养殖水温等都不同,为了保障它们能在最逼真的野外环境下成长,必须经过亲鱼捕捞、挑选、运送、暂养或蓄养、人工催产、受精、孵化、鱼苗培育、鱼种培育等步骤,当鱼种培育达到一定规格后即向天然水体放流,鱼类的人工放流能有效的恢复自然鱼类资源。

  “我们对鱼苗的标准要求非常高,放流的幼鱼必须是由野生亲本人工繁殖的子一代,而且还要无伤残和病害、体格健壮。除了人工繁殖外,每年还要定期对全流域鱼类的种群数量进行监测,定期更换保育种类,总体上保持北盘江的鱼种群平衡。”冯顺田表示。

 园林式水电站

  自2009年9月25日正式投运以来,放流站共进行了10次放流,实现增殖放流长臀鮠、光倒刺鲃、白甲鱼、花䱻共计340万余尾,满足近期每年放流数量为60万尾的设计要求。

  2012年,黔源电力还积极与全国高校牵手进行科研合作,成立“北盘江生态环境研究基地”,为光照水电站生态建设系统工程进行学术性研究。

  “主要的课题是北盘江增殖放流效果评估、北盘江中长期放流对象研究、马马崖电站集运鱼系统研究、水库鱼类种群调查与评估、水库水环境监测等。目前已取得一些科研成果,如通过长期监测调研后,推翻了学术界认定长薄鳅可以同时在长江水系和珠江水系生活的说法,研究表明这种鱼类只能在长江生活,从而得出了长江和珠江水系的鱼类不能共融的结论。”冯顺田告诉本刊记者。

  “水下世界”的微妙变化,普通人可能难以察觉,但光照水电站建成后,由于各种环保措施创新超前,曾经的“黑江”变成了“绿江”,两岸的老百姓们却看得真真切切。

  “我听家里的长辈说,很久很久以前,北盘江的江水清澈见底,非常美丽。可打我记事起,这条河就一直浑浊不堪,直到有了水电站,我又亲眼见证了河水一天天变清的全过程。”1986年出生的岑天梅,是土生土长的关岭岗乌人,她告诉本刊记者,小时候家里人都不敢去打捞或者购买江里的鱼来吃,因为那水“脏得连鸭子都不敢下去”。

  北盘江是中国第三大河珠江的上游,其生态保护程度影响着中国经济最发达地区之一的珠三角和粤港澳区域的生态环境。然而这条流经贵州西部高污染、高耗能工业集聚和水土流失严重地区的河流,开发前受上游企业排水、煤炭开挖等影响,一度被称为“黑江”。

  “光照水电站建成后,蓄水形成的光照湖成为了一个大型的天然沉淀池,加上我们对库区植被保护高度重视,叠梁门分层取水技术的采用和增殖放流活动的开展,反而改善了这里的水质,从过去的五类水逐渐变为四类水、三类水。”冯顺田解释道。

“母体”,从毛口乡移栽过来的黄葛树,因树干内两个类似婴孩的树根而得名

  光照发电厂厂长向记者介绍“神树”移栽时的故事,并向记者展示神树上焕发的新芽

  “听说白鹭是大气和水质状况的监测鸟,但凡有白鹭鸟的地方,就证明这个地方的生态环境特别好,在光照库区周围,经常都能看到白鹭,估计有几百上千只呢!”岑天梅乐呵呵地说。

  但刘明达却指出,江水由黑变绿并不能简单地为生态环境的优良下结论,“我们投入大量经费给北盘江生态环境研究基地,就是要通过几年甚至十几年的长期监测,通过对水电站建设前后的水样、土样等不断取样调查,才能用最有说服力的数据,来证明北盘江的生态变好了或变坏了,这也是我们强调开发与保护并重,必须坚持的科学发展观。”

  百年古树“新家园”

  漫步电站办公及生活营地,一株株粗大茂盛的黄葛树和青香木、毛红椿等名贵珍稀树种随处可见。走进一看,从立在这些树木旁的牌子上才发现,它们都是来自于营区十几公里以外的水库淹没区,而且树龄都在百年以上,最老的有500年。

  这些需要几人合抱的古树,当初是怎么运送到此并移栽成活的呢?

  冯顺田告诉本刊记者,工程建设期间,为抢救库区古大树,光照水电站邀请了贵州农科院的环境保护专家对库区珍稀植物和古树进行鉴定并决定进行异地移植保护。

  “当时要迁移这些古树并非易事,有的是因为没有运输通道,为了运一棵树,甚至要开辟一条临时公路;有的则是被当地居民视为保护世代子孙的‘神树’,必须要先做通他们的思想工作。”冯顺田介绍,光照水电站共移栽了库区百岁以上黄葛树、青香木等28株,国家二级保护的珍稀濒危植物毛红椿16株,以及一批草本药材天门冬和淫羊藿等,既保护了古大树和珍稀植物又美化了营地生活环境,各级环保部门、水规总院、中国华电集团公司的专家和领导对光照水电站在工程建设中对水库淹没区的古树和珍稀植物的移栽工作都给予了高度赞赏,并以移栽大古树和珍稀植物为实例在国际环保节作推广与交流。

  “这些树木现已适应新的生长环境,成为业主营地一道独特的风景线。神奇的是,一些古树在移栽前就已枯死的部分枝干,居然还重新发出了新芽,这也从另一个方面佐证了库区生态环境的良好。”冯顺田抚摸着厂区大门一株已有500岁“高龄”的黄葛树说,这棵树来自离库区最远的六枝特区毛口乡的板丰、鲁贡,是当地最有名的“神树”,村民们对它都有着很深厚的感情。移栽到营地后,一些村民还专门来看过它,看到古树仍叶茂林丰,长势喜人,村民们还情不自禁在树下欢快地载歌载舞。

  “水电人的生活艰辛清苦,久而久之,这些古树也成为我们的一种精神寄托和人文标志。”冯顺田说,秉承中国华电集团公司“诚信、求真、和谐、创新”的企业核心价值观,光照人还提炼了独有的‘七彩光缘文化’——诚信文化(赤)、廉洁文化(橙)、成本文化(黄)、安全文化(绿)、学习文化(青)、创新文化(蓝)、责任文化(紫)。

  并以此为激励,积极响应黔源电力“开发清洁能源,造福社会,回馈股东”的能源开发理念,以建设带动当地经济发展,造福库区人民,实现了企业与社会的和谐共赢。

  迄今为止,光照水电站建设与营运过程中梯级调度节水增发、采用分层取水、鱼类增殖放流、库区古大树木及珍稀濒危植物移栽、西泌河挡水坝拆除、施工区环境保护治理措施、渣料场及施工区水土保持工程措施及植物措施等多项环保措施,得到了国家环境保护部专家的高度评价,并誉为“水电环保典范”,获得国家环保部赞誉。

  据不完全统计,光照水电站已完成环保水保投资约2.5亿元。

  刘明达表示,展望国家发展,建设美丽中国,国家水电事业大有作为,建设民生水电、绿色水电、生态水电、和谐水电,将以一种全新的面貌奏响我国能源发展和结构调整的时代强音。黔源电力将一如既往坚持发展绿色清洁能源,锐意进取,奋力拼搏,努力把公司打造为资产结构优、经济效益好、管理水平高,具有综合竞争力的上市企业。

  大道无形,光照无疆。北盘江的“不夜天”传奇必将继续流传!

  背景资料

  北盘江,又名牂牁江,古夜郎文明发源地之一,属珠江流域的西江水系,为红水河上游左岸的最大支流,全长441.9公里,发源于云南省宣威县马雄山西北坡,流经云南省东部,贵州西南部的水城、盘县、普安、晴隆、六枝、关岭、镇宁、贞丰、兴仁等县,于贵州望谟县与南盘江汇合后流入广西境内,以下称为红水河。

  北盘江水资源丰富,流域面积26557平方公里,天然落差1932米,平均流量398立方米每秒,全流域水能储量320.7KWH,蕴藏着巨大的水能资源,经前期勘测规划,北盘江流域可进行11个梯级水电站开发。

鱼类增殖站标本室内标本

鱼类增殖放流站全景

  构皮滩水电站

  喀斯特地貌上的水电奇迹

拦河大坝下游至马鞍山之间就像一个大肚口袋,枢纽泄洪时洪水只能从收紧的“袋口”小水排慢,来不及排出的水将水位抬高以后形成水垫,成为一个天然的消能区。

  “巴路绿云出,蛮乡入洞深”,这是唐代著名诗人卢纶对我国西南地区喀斯特地貌的生动描写。

  2014年11月27日,记者来到贵州省构皮滩水电站,站在电站右岸观景台,相当于80层高楼的232.5米大坝迎面而来,混凝土双曲拱坝壮犹如灰色长龙飞跃江面,在云山雾罩的清晨,与周围的墨山碧水自然融合,将乌江拦截成一动一静两个世界,几十只水鸟高高低低的站在电站的排水口旁,捕食着小鱼。对岸工地机械轰鸣,为确保2017年通航,通航建筑物正在如火如荼的建设着。构皮滩,这个生长构皮树的大山峡谷,已经因为贵州省和乌江干流上最大的水电站和不久后将通航的世界上航道组成最为复杂的通航建筑物而闻名。

  构皮滩水电站是目前岩溶地区最大的水电站。在喀斯特地貌上能不能建高坝?前苏联专家给第一代乌江水电人的结论是:不能。然而,永不言败的构皮滩水电人在数十年的艰苦探索中,用自己的胆识与才干,创造出了喀斯特地貌上的水电奇迹。

  一座电站三代心血

  2001年,雷辉光是十余个首批踏入构皮滩的成员之一,现在,他是构皮滩电站建设公司副总经理兼副厂长。雷辉光既目睹了构皮滩水电站的原始荒凉,也见证了构皮滩水电工程的奇迹辉煌——1年全面启动、2年正式开工、3年大江截流、4年大坝开始浇筑、5年启动机电安装工作、7年水库蓄水,8年投产发电。

  构皮滩水电站是乌江干流梯级第5级电站,是国家“十五”期间开工建设的大型水电工程项目及贵州“西电东送”的标志性工程,也是中国华电集团公司建设的最大水电项目。构皮滩水电站由贵州乌江水电开发有限责任公司开发建设和经营管理。构皮滩水电站的水库总库容64.54亿立方米,正常蓄水位630米。总装机容量300万千瓦,单机容量60万千瓦,年平均发电量96.82亿千瓦时。

  从2001年破土动工、2009年投产发电到2011年工程完工,这十年时间,雷辉光说,他和很多同事只干了一件事情——建设构皮滩水电站。因此他们被戏称为水电站的“活化石”。

  实际上,为这个水电工程付出的不仅仅是构皮滩建设者的10年韶华,还倾注了设计单位三代设计总工程师的智慧与心血。早在上世纪五六十年代,第一批勘测设计工程师就开始为构皮滩水电站进行选址、地质勘探,如今,这个工程的第一位总设计师已经去世;第二批设计总工程师接手了工程的设计工作,着手选坝型、进行枢纽布置,如今他们白发苍苍,早已退休;本世纪初,第三批设计总工程师恰逢工程启动建设,将设计转化为现实。

  时至今日,乌江公司的专家谈起选址仍赞不绝口,甚至把这个选址的重要程度类比为“邓小平南巡在南海边画了一个圈”一样。这个坝址的选择还曾得到了中国工程院院士谭靖夷的高度评价:“太巧妙了。”而这也是长江勘测规划设计研究有限责任公司和乌江公司的杰作之一。

  坝址处为“V”型对称峡谷,在这里河的断面比较窄,可以大大节省工程量。大坝两岸拱肩岩体为强度较高的二迭系茅口组灰岩,为拱坝的建立创造了良好的岩石条件。

  大坝工程建设不仅需要在肉眼可以看到的地面建一个大坝,为了彻底防渗,还要在地下修一个“大坝”,那就是防渗帷幕,而防渗帷幕的末端正好依托韩家店组相对不透水的岩体,为枢纽的工程建设省下了一笔不小的投资。

  位于大坝下游1.36公里的马鞍山,被电站的人视为宝山。“神圣不可侵犯,一草一木都不允许动。”雷辉光说。

  据了解,构皮滩水电站的洪水主要由暴雨形成,具有汇流时间短、洪水陡洪陡落、洪量集中等山溪性河流的特性。当枢纽泄洪的时候,高速水流释放的能量强大,容易导致两岸坡体受到破坏。而乌江在马鞍山处是一个自然形成的龙口,拦河大坝至马鞍山之间就像一个大肚口袋,枢纽泄洪时洪水只能从收紧的“袋口”小水排慢,来不及排出的水将水位抬高以后形成水垫,成为一个天然的消能区。

 

  构皮滩电站入水口,江水由此流入厂房将水能变为电能。

  与岩溶斗争到底

  参与建设的构皮滩水电人谈起建设经历,都有一个共同的感受:建设过程就是与岩溶不断斗争的过程。狭路相逢勇者胜,尽管岩溶危险、难缠,但构皮滩水电人从没有畏惧过,最终把这些岩溶“收拾”得服服帖帖。

  据介绍,构皮滩水电站枢纽处于强岩溶地区的深窄峡谷,岩溶发育规模大、从上游至下游穿越二叠系、志留系、奥陶系、寒武系等地层,左右岸分别发育5号、7号和6号、8号大型喀斯特管道系统及W24特大型喀斯特水系统(以下简称W24岩溶系统),地质条件非常复杂、工程量巨大,给拱坝、引水发电系统、通航建筑物、导流工程、两岸山体防渗及排水工程等的设计与施工带来极大困难。

  在修建电站地下厂房时遭遇的W24岩溶系统,在构皮滩水电站的建设史上赫赫有名,无论参没参与过建设的构皮滩水电站人对它都是如雷贯耳。

  “W24空间展布错综复杂,贯穿了以主厂房、主变洞、尾水调压室三大洞室,其发育程度及分布规模的庞大,在同类地下厂房中实属罕见。从2004年到2008年厂房建设的4年时间,我们就一直在处理其带来的一系列问题。”雷辉光说。

  一方面W24岩溶洞穴的发育,破坏了围岩的完整性,岩溶充填物的大规模跨塌、大量的涌水、涌泥也影响洞室围岩稳定及施工安全。

  在地下洞室群开挖过程中,先后出现数十次突发涌水、涌泥情况,其中,汛期最大涌水量达每小时7000米,最大的突发涌水达每小时6000米左右,持续时间为70分钟,在中层排水廊道和尾水1号施工支洞内均突发单次涌泥,“射程”达40米,单次涌泥近1000米。

  在这样的情况下,就必须不断的给W24找通道,与厂房结构有关系的还要想办法把水截断引排。

  另一方面,要将岩溶里面大量不稳定的填充物清理掉,并灌注水泥、石块等将其封锁,但W24岩溶系统上、下高差大,溶洞及溶缝断面变化复杂,分布范围广,施工通道狭小束窄,许多地方无法使用施工机械作业,完全由人工处理,且施工时段较长。

  很多施工通道十分危险,里面又深、又陡、又滑,施工条件极其艰难,只能让施工人员腰系保险绳深入洞内,用锄头、十字镐对岩溶进行清挖,有时候遇到的填充物的湿度和粘性非常的大,1个人每天挖1立方米的填充物都很困难。

  到底是什么填充物这么难清理?通俗一点说,就是粘性很大的黄泥巴。有一次一位施工人员去到溶洞里面,不想一脚踩进黄泥巴里,无论旁边的人怎么拉都难拔出来,人卡在那里,最后只能调动挖掘机,他坐在前面的反铲斗里,借用挖掘机的力量才将他拔出,得以脱困。

  即便能进行机械作业的地方也非常危险。当时雷辉光开车进入到W24的一个溶洞,开过一个不能回避的小坎时,车抖动了一下,这时车顶上方的一块大石头顺着车尾就掉落下来,差一点砸在车上,让人感到心惊胆颤。

  “有时候溶洞内的岩体刚好处于临界状态,一点轻微的震动,打破了平衡,里面就会产生垮塌,在这样的环境里面工作非常危险。”雷辉光说。

  而另一个让构皮滩水电人记忆犹新的溶岩系统,就是位于水电站右岸的K280溶槽,发育规模巨大自右坝肩槽高程510米延伸到高程565米。

  K280自上游向下游横穿整个坝肩,最深处达20余米,先后发生过七次地质塌方,下面的施工人员在浇筑大坝,山体上却突然就开始不断的涌下填充物,最大一次塌方达上千立方米,给大坝18、19、20、21号坝段施工带来极大干扰,同时也严重制约大坝工程施工进展。

  为解决溶槽对拱坝施工干扰的难题,经过种种研究讨论后,决定在开挖过程中,通过采取防爆网、填石钢筋笼挡渣墙和钢丝绳网防护栏等防护措施,成功实现了同时在水平距离不到10米的高边坡下浇筑拱坝混凝土。

  “也就是溶槽处理工作与浇筑大坝混凝土同步进行。先将K280处理完一部分固定住,使他不再往下掉泥巴,我们再浇筑一部份大坝,到达一定高度以后,再处理上部的K280溶槽,循环往复,取得了不错的效果,为构皮滩拱坝能按期完成打下了基础。”雷辉光解释。

  多事之秋危中求生

  2008年,眼看工程已经通过重重考验,再努力一年就可以投产发电,但谁也没有想到,这一年,对构皮滩水电站而言,却是多事之秋。

  年初,贵州遭遇史上最严重的雪凝灾害天气,全省大范围受灾,多地交通运输受到阻滞、电网遭严重破坏,持续时间近一个多月,构皮滩水电站自不能幸免,停工两个月,当时不仅要确保整个工地生产安全还要确保生活安全。

  1月24日,工地停电停水成为一座孤岛,构皮滩水电站建设公司马上启动应急预案。

  当时W24溶岩系统不断的涌水,机电部、生产筹备部、安全建设部立即组织人员进入厂房,会同水电十四局的工程技术人员迅速投入备用柴油发电机开始抽排积水,切实保证不发生水淹厂房的事故。

  在乌江公司的领导下,构皮滩电站建设公司紧急采购的柴油发电机也从贵阳运往构皮滩水电站。

  当时天寒路滑,为确保安全交警都来开道,平时从贵阳到达工地四个小时的路程,当时却走了两天。

  整个工地有4600多人。每天早上开晨会,第一件事情就是在施工、监理企业等十多家单位之间统筹调度食品和燃料。做到在应急处理中共享资源、相互帮助。对仅存施工物资,合理进行协调安排,加大粮食、蔬菜等生活物资的储备,确保人员生活安全,确保工地人心稳定。

  据经历过那个特殊时期的人回忆:当时水很紧缺,大家都蓬头垢面,虽然就住在江边,但洗澡却是一件奢侈的事情。为了节约食品,一天就吃两顿饭,第一顿早上10点左右,下午第二顿在下午4点左右。没有水洗碗,只能全部使用一次性的碗筷。吃完没有工作任务的,就回寝室睡觉,节省体力。

  好不容易熬过雪凝,原以为终于守得云开见日,可以安安心心的过一个春节,然而祸不单行,在年底却又发生1号导流洞突发岩溶涌水,让所有的人都经历了如坐过山车般的跌宕惊险。

  11月28日构皮滩水电站大坝胜利下闸蓄水,为了庆祝这一里程碑式的事件,整个工地放起了鞭炮,好酒好菜的正式庆祝了一翻。

  工作人员正在中控室监看着发电机的运行情况。

  12月3日,当大家还沉悦于导流洞顺利下闸的时候,突然一声轰响,1号导流洞在毫无征兆下突发性涌水,且涌水量很大,不到20分钟,导流洞出口的挡水土围堰已被淹没。

  经勘察分析,原来是一个与水库连通的W5岩溶系统管道将导流洞洞壁最薄弱的岩体击穿。

  导流洞涌水也就代表着大坝不能蓄水,如果处理不成功,那就意味着整个工程全部前功尽弃。当时工地内弥漫着悲观低迷的情绪,

  经测流,导流洞涌水最大量程达到每秒44立方米,这是什么概念?比贵州省猫跳河的多年平均流量还大。

  因为数据太难让人相信,雷辉光还被公司领导埋怨:“怎么可能这么大的流量?你怎么别人说多少就多少?”

  如此大的涌水处理,在水电工程上均没有出现过,一项被众多专家誉为“具备世界级施工技术难度”的项目摆在面前,一场无硝烟的艰苦鏖战开始了。

  指挥部商量后,决定先从下游划船进去查看情况,但距涌水点约100米的地方,涌水声大如洪钟,船只颠簸不已,丢进水下近50公斤的试验物瞬间冲出数米之外,让人胆战心惊,船不敢再向前。

  只能从上游想办法,再三斟酌之后,最后选择将装满石头和棉絮的钢筋笼从涌水进口定置钟摆式抛掷,期望把水流速度降下来。

  “我们当时把构皮滩镇上的所有能买的棉絮全部买完了,当地人知道我们是拿来往水里面丢,都说你们是不是钱多咯。”雷辉光笑着说。

  但当时谁的心里都没有底。乌江公司副总经理杨宝银在构皮滩水电站坐镇指挥了半年没回家,公司本部所有的会都推掉不参加,就专门处理这个事情。那段时间,杨宝银每天都让潜水员带着水下摄影机去录像,他每天看录像,看钢筋笼有没有投对位置。

  大家一直在祈祷成功,可是直到2009年的春节前测流,水量都没有明显的下降。”

  在想尽办法之后,指挥部决定抛渣,5万立方米的土渣,一倒完,流速马上降到每秒12立方米,为后面的处理创造了条件。

  “整个过程相当曲折痛苦,向水库里面抛渣会占用我们的库容,是下策,也是让人感觉比较笨的一个办法,但最终还是证明最土的办法却最有效,但抛渣之所能取得这么好的效果也与我们之前放钢筋笼起到骨架支撑的作用有关系。”雷辉光称。

  之后,施工人员先用水下混凝土浇筑一个临时堵头,把水挡住,然后再在干燥的环境下浇筑永久性的堵头。2009年的5月,导流洞永久堵头浇筑完毕。不久,水库蓄水成功。

  通江达海梦将成真

  构皮滩水电站不仅将奔腾的江水化为万家灯火,随着世界上航道组成最为复杂的通航建筑物完工后,还将实现通江达海。

  据了解,通航建筑物建成后,可使贵州境内乌江航道由现在的264公里延长到401公里,500吨级船舶可从遵义县的乌江渡到达重庆市的涪陵地区,其经济走廊的价值倍增。

  构皮滩水电站通航建筑物位于构皮滩水电站枢纽左岸,采用三级垂直升船机方案,由上、下游引航道、三级垂直升船机和两级中间渠道组成,线路总长2301米,三级升船机最大提升高度分别为52米、127米和79米,年单向设计通过能力为142.1万吨,总投资约35亿元。

  雷辉光介绍,构皮滩水电站通航建筑物三项指标居世界之最——该水电站最大通航水头为199米,上游通航水位变幅45米,是目前世界上通航水头最高、水位变幅最大的通航设施;通航设施选用三级垂直升船机方案,第一、三级垂直升船机采用下水式,为国内规模最大的下水式升船机;第二级垂直升船机提升高度127米,是目前世界上提升高度最大的垂直升船机。

  据了解,通航建筑物于2007年经贵州省人民政府批准建设。同年,第一级升船机破土动工;目前,第一级升船机的土建工程基本完成,除下游的引航道外,整个工程的土石方开挖基本结束,工程已经进入混凝土浇筑阶段。2012年12月,第二、三级垂直升船机及中间渠道土建工程全面展开,工程按省政府批准的进度计划正在有序推进。

构皮滩电站厂房内的水轮发电机室。

 
作者: 撰文/本刊记者 彭雅 刘坤伦 李姗 摄影/陈盛康 邓泽见  编辑: 吴静秋  
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