金沙江下游第一個梯級電站烏東德水電工程探訪

趙冉

編者按：滾滾金沙江，不息長江水。由于金沙江落差大，水能資源豐富，具有建設大型水電站的天然優勢。金沙江全流域共計劃開發27級水電站，其中，從四川攀枝花至宜賓的下游河段共分四級開發，分別為烏東德、白鶴灘、溪洛渡和向家壩水電站，裝機總容量相當于兩個三峽水電站。目前，溪洛渡和向家壩水電站已建成投運，烏東德和白鶴灘工程正在如火如荼地進行中。近日，記者走進正在建設中的兩座水電工程工地，感受我國水電建設者的高超技術和奮斗精神。

山峰崒兀的峽谷間，一條300多米寬的金黃色河流被一堵“高墻”截為兩段，3臺形似“纜車”的卸料機在“高墻”上空左右穿梭，將混凝土倒在“墻”的頂部，再由機車推平，增添幾厘米的高度。站在烏東德水電工程的觀景平臺遠眺大壩建設現場，頓覺人如螻蟻般渺??；置身于千仞絕壁之下，又驚嘆于人們欲與天公試比高的智慧和勇氣。

烏東德水電站總裝機容量為1020萬千瓦，其擋水建筑物為世界最薄300米級雙曲拱壩，電站廠房靠河床側布置于左右兩岸山體中，乃全國最高的地下電站主廠房。

世界最薄的雙曲拱壩

從大壩前水平位置大約100米遠的平臺上看去，烏東德水電站大壩被呈“V”字形的兩山夾于其中，地勢險要。兩岸山石若有松動，處于夾縫中的大壩和施工人員就如同籠中之鳥。中國能建葛洲壩三峽建設公司（以下簡稱“葛洲壩三峽公司”）烏東德施工局工程技術部李哲朋告訴記者，烏東德水電站建設的最重要前提就是兩岸邊坡治理。

“烏東德水電站邊坡工程包含人工邊坡和自然邊坡兩類，具有范圍廣、高差大、分布散的施工特點，其中自然邊坡治理面積總量達130萬平方米。自然邊坡就是把山體用編制鐵絲網的方式‘罩起來，同時結合下拉網的方式防護，人工邊坡則用錨釘和錨桿打入山體固定?！崩钫芘笳f。

陡峭的山坡峭壁危巖，若非攀巖高手爬上去都難以想象，而這么大面積的山體的每一寸都經過了“蜘蛛人”的精準勘察和防護治理。遙想若干年前，曾經幾十位身懷絕技的“蜘蛛人”攀爬于這四周的大山之上，他們手拿幾十千克重的鉆機，帶著干糧從早到晚一直“懸浮”在山上，是一幅讓人怎樣驚嘆的畫卷！

如果說邊坡治理是人類不畏艱難的氣魄，大壩工程則體現著水電人的智慧和科技力量。

烏東德水電站大壩采用雙曲拱壩，大壩型適用于地勢險要、江面不十分寬闊但落差大的地形地貌，在以前的大型水電工程中很少采用。壩體垂直看一面呈弧形，水平看壩底也成弧形，故名雙曲拱壩?！半p曲拱壩依靠水和壩體之間的物理作用形成壩的穩定狀，可大大節省建設材料，建設用混凝土約是三峽電站的五分之一?！备鹬迚稳龒{公司烏東德施工局混凝土工程處副經理趙賢安對記者說。

不同于三峽工程垂直型大壩的大氣恢宏，雙曲拱壩呈現的是小而精的靈秀之美，而作為世界最薄300米級雙曲拱壩，烏東德工程的大壩更是這種技術的突出體現。

底寬45米、頂寬10米，長度345米、高270米———這是烏東德工程大壩澆筑完成后的尺寸，它將以四兩撥千斤的力量，承載著一座千萬千瓦級特大型水電站的蓄水需求。

擁有世界第一榮譽的工程，施工難度也可想而知?！盎炷练懒芽p的壓力非常大。壩越薄，抗裂縫的能力越差，一旦裂縫壩就會漏水失去作用，工程對防裂抗裂工作提出了空前的考驗?！壁w賢安介紹，為預防開裂，需要壩體保持連續上升，每倉（大壩澆筑的每一單元叫做“倉”，高度為3米或4.5米）澆筑間隔時間不能超過14天，即從上一倉澆灰結束到下一倉立模板澆筑完成的時間，而通常這個施工時間是一兩個月。

烏東德大壩地處干熱型河谷，環境溫度高，環境與混凝土內部的溫差會導致混凝土裂縫。為有效控制混凝土內部溫升，工程采用了新研發的智能通水2.0系統對大壩混凝土進行通水冷卻。在此以前，水電大壩中冷卻水溫控制全憑人的經驗，通過測量進水和出水溫度差來估計，而烏東德工程的智能通水系統，可以通過埋于大壩混凝土中的大量探頭實時掌握混凝土內部的溫度，并通過控制柜的集成電腦，自動控制進水溫度和流量來保證循環水的溫度值，從而達到澆筑無縫大壩的目標。

“鏡面工程”彰顯精湛技藝

置身于烏東德左岸地下電站主廠房，仿佛置身于碩大的宮殿。長方形的室內空間長約330米，寬約32米，高約90米，全部置于山體之中，是目前全國最高的地下電站主廠房。廠房拱形的頂部弧度均勻、光滑平整，仿佛是用水泥抹平。

李哲朋告訴記者，其實拱形的電站主廠房頂部是裸露的巖石，為人工雕鑿而成，當年精挑細選出200名技藝精湛的工匠以12×10平方米的施工洞穴為突破口，用炸藥、電鉆、鑿具等一點一滴地雕刻出了電站的“天空”。這樣精美的雕刻藝術應用在烏東德工程每一個現場。2016年，“巖石上的雕刻”———《降低大壩拱肩槽開挖不平整度》QC成果在中國電力建設協會、中國施工企業協會以及中國質量協會的成果發布暨評審會上獲得一等獎。

烏東德左岸地下電站工程主要建筑物由52個施工項目組成，具有工程規模大、結構類型多，結構尺寸大以及龐大而復雜的地下洞室群施工特點。記者看到地下廠房內，巨大的蝸殼已經安裝完畢，進入混凝土澆筑標段，現場架設地臨時通道崎嶇難行，工人從蝸殼下方的爬梯爬到大約20米高的混凝土最高層，動作輕松靈活?，F場鋼筋的焊接產生的巨大火花，刺鼻的氣味和機器的轟鳴聲混作一團?；炷翝仓矫嫔?，鋼筋橫豎交叉成20×20平方厘米大小的中空方格，記者走在上面如履薄冰，而工人們卻如履平地。

“現在正在進行混凝土澆筑過程中的埋管，發電機組后續要用到各種油管、水管、電線管等共有近千組，工序之間相互干擾比較大，哪個工序先上、哪個后上需要詳細的計劃和配合?！笔┕す芾聿扛辈块L盧艷彪介紹說。

傳統混凝土施工采取搭排架的方式，而烏東德工程采用鋼模臺車進行澆筑施工，“我們希望在地下工程的所有流道創一個鏡面工程。這個過程要每個洞室的每一倉不能錯臺（錯臺是指一級一級分縫錯位的程度），要求它的外觀要能達到非常平整的程度?；炷脸Ｒ姷腻e臺通常要求5毫米以內，而我們能控制在2毫米左右?！壁w賢安介紹說。

單機容量85萬千瓦的混流式水輪發電機組混凝土澆筑的體量非常大，然而，地下廠房空間有限，結構復雜，如果采用常規泵機澆筑的方法只能采用二級骨料，而骨料級別直接決定了混凝土強度和壽命。于是，葛洲壩三峽公司烏東德施工局在左岸地下電站主廠房混凝土施工中，布置了改進型梭式布料機作為混凝土入倉的主要手段，布料機可以在各機組間來回移動，滿足6臺機組的混凝土澆筑需要。

據介紹，梭式布料機布料半徑22米，額定生產能力為120立方米/小時，澆筑范圍高程772.5～811.35米，盲區更少，澆筑更連續，生產效率提高一倍的同時，也使更加堅固耐用的三級骨料得以使用。

水電站泄洪洞的混凝土襯砌外露面日后需經受高速水流沖刷，對混凝土的結合縫面處理、密實度及平整度等外觀質量，以及抗沖耐磨混凝土溫控都有很高的要求?；炷翝仓挟a生反弧段的氣泡直接影響混凝土的耐用性，通常是水電施工中讓人頭痛的問題。

“氣泡是振搗過程中產生的，不振搗混凝土就不密實，反弧段的振搗中尤易產生氣泡。因此，我們通過研究，盡量減少料子含水量和含氣量，另外把振搗工藝進行提升，對振搗的間距、振搗的時間、振搗的頻次都做了相應的規定，來達到表面沒有氣泡的標準?！壁w賢安說。

同時，烏東德工程還是全國第一個采用智能振搗的水電工程?！白钤绲乃姽こ淌侨斯ふ駬v，從人工振搗到機械振搗的三峽工程是一次革命，而烏東德工程實現了機械振搗向智能振搗轉變?！壁w賢安介紹說，智能振搗可對混凝土內部的形態（質樣）直接觀測，精確掌握振搗狀況，體現了新時代水電建設的科技力量。