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黄河水利工程-拉西瓦水电站

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黄河文化

在中国历史上,黄河及沿岸流域给人类文明带来了巨大的影响,是中华民族最主要的发源地,中国人称其为"母亲河"。

黄河水利工程-拉西瓦水电站

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拉西瓦水电站位于青海省境内的黄河干流上,是黄河上游龙羊峡至青铜峡河段规划的第二座大型梯级电站。位于贵德县拉西瓦镇。拉西瓦水电站最大坝高250米,一期蓄水水位高程2370米,水库正常蓄水位高程为2452米,总库容10.56亿立方米,6台机组总装机容量420万千瓦,多年平均发电量102.23亿千瓦时,动态投资149.86亿元。电站于2004年河床截流,开始坝肩开挖,目前大坝浇筑到2390米高程,已具备水库一期蓄水的工程条件。拉西瓦水电站是黄河上最大的水电站和清洁能源基地,也是黄河流域大坝最高、装机容量最大、发电量最多的水电站。电站2009年4月,首批两台机组投产发电,其中6号机组是中国电力装机容量8亿千瓦的标志;2010年8月,拉西瓦水电站一期五台机组全部正式并网发电。

主要施工力量

拉西瓦水电站主要由中国水利水电第三工程局有限公司、第四工程局有限公司、第十一局有限公司,葛洲坝集团公司等单位承建。

其中中国水电四局有限公司更是承担了其导流洞、左岸缆机平台、左高线交通洞、左岸拌和系统、主坝混凝土浇筑、主坝各类灌浆和部分机组安装等主要施工任务。从2002年12月28日,导流洞开始施工至今,水电四局有限公司广大建设者秉承着"开挖是雕刻、浇筑是雕塑"的精品施工理念。在施工中严抓安全、质量和进度,面对着艰苦的施工环境和很多不利的施工因素,干部职工团结一心,一年之内将导流洞全面贯通;与2005年10月8日提前将左岸坝肩开挖竣工;2006年4月15日11时46分,随着水电四局第一分局局长党存文的向调度室下达了主坝第一罐混凝土浇筑的任务,在操作人员的细心操作下,缆机大罐的第一罐混凝土徐徐下落,浇筑在基坑主坝基岩面上,从而拉开了拉西瓦主坝浇筑的序幕。截至到2011年12月底,拉西瓦主坝已经基本施工完毕,现在四局的广大建设者正在进行着大坝尾期工程,预计与明年拉西瓦主坝将会全部施工完毕。在整个施工过程中,四局所有承建的项目合格率全部达到了100%,优良率全部在90%以上,部分施工项目得到了上级单位的一致好评。目前在拉西瓦,水电四局又新承建了拉西瓦南干渠饮水隧洞工程和主坝上游果卜错落体一号梁的加固工程,广大建设者必将再接再厉,干好这些工程,为青海人民交上一份满意的答卷!

地理位置

拉西瓦水电站位于青海省贵德县及贵南县交界处,是黄河上游龙羊峡-青铜峡河段的第二个大型梯级电站。

防洪标准

主要建筑物防洪标准按5000年一遇洪水校核,1000年一遇洪水设计,相应流量分别为6310立方米/秒。

工程结构

枢纽建筑物由双曲薄拱坝、坝身泄洪建筑物、坝后消能建筑物和右岸全地下厂房组成。电站正常蓄水位2452米,总库容10.79亿立方米,最大坝高250米,电站装机容量6×700兆瓦,保证出力990兆瓦,多年平均发电量102.23亿千瓦时。工程的任务是发电。工程规模为Ⅰ等大(1)型工程,主要建筑物:大坝、厂房、泄洪消能建筑物为1级,次要建筑物:消能区水垫塘下游护岸为3级;两岸高边坡防护为1级防护。

坝址区为高山峡谷地貌,河谷狭窄,两岸岸坡陡峻,高差近700米。泄洪建筑物及下游消能区位于坝体至下游1公里范围内,该段河流前300米流向为NE75°~80°,向下游转为NE55°~60°。河谷基岩上的枢纽建筑物由双曲薄拱坝、坝身表、深、底孔和坝下消能防冲水垫塘。河床基岩岩性前600米为印支期花岗岩,后400米为三迭系变质岩;河床基岩顶板高程2215米~2225米,河床内出露断层约10条,最大破碎带宽0.3米~0.7米。左岸变坡岩石卸荷带深10米~20米,弱风化岩体入岸水平深15米~25米,右岸弱风化岩体埋藏深度浅于左岸,表部分布有第四纪松散堆积体。左坝肩下游70米~120米范围内存在Ⅱ#变形体,其地面出露高程前缘2400米,后缘2650米。

组成部分

泄洪表孔有三孔组成,三孔均由进口段、平直段、WES曲线段和反弧段(左、右表孔包括鼻坎段)或斜直段(中表孔包括跌坎)组成。进口设平板检修门共一扇,弧形工作门各一扇,单孔净宽13米;进口堰顶高程2442.0米,工作门底坎高程2441.5米,消能工均为舌型挑(跌)坎。

泄洪深孔由两孔组成,两孔布置相同,均由进口段、有压段(下倾10°)、弧形工作门闸墩段(包括鼻坎段)组成。进口底坎高程2371.8米,进口设平板事故门,孔口尺寸5.5米×8.5米;弧形工作门底坎高程2362.0米,孔口尺寸5.5米×6.0米。

底孔除承担提前发电期汛期施工导流,同时承担降低库水位及库水位降至2339米左右向下游供水底任务;临时底孔主要为提前发电期承担汛期施工导流,后期进行封堵。底孔、临时底孔布置相同,均由进口段、有压段、弧形工作门墩段(包括鼻坎段)组成。进口底坎高程2320.0米,进口设平板事故检修门,孔口尺寸4.0米×9.0米;工作弧门底坎高程2320.0米,孔口尺寸4.0米×6.0米 。

消能区采用水垫塘形式集中消能,反拱水垫塘全长约217.30米,等宽布置,2227.0米高程处宽度为72.0米,反拱中心角73.74°,内半径60.0米,底板最低点高程2251.0米;底板及两岸边坡2265.0米高程以下均采用钢筋混凝土衬砌。混凝土二道坝位于坝后240.00米处,最大坝高31.5米,坝顶宽7米,坝底宽33米。二道坝后设混凝土护坦,长33米。

建设难点

拉西瓦水电站户外出线楼由水电十一局拉西瓦施工局承担施工任务。我们到该局采访时,女科长李矫娜告诉我们,水电十一局承担该项任务后,首先要破冰清理基础面。由于出线楼的基础是在峭壁上开凿出来的,因下雪和山体渗水,在基础面上结了一米多厚的冰。当时正是二月天气,天气非常寒冷,项目要赶在三月一日开工,开工前必须把冰清除。

这是一场硬仗。春节的喜庆气氛未尽,水电十一局就从河南三门峡大本营调400名职工到拉西瓦参战。在出线楼的基础面上寒风吹袭,滴水成冰。为尽快清除冰层,参战职工把整个基础面用帆布帐篷罩起来,然后安装了四台暖风机,又用铁桶制做了20个火炉来加热,用大锤、钢钎一点一点地破冰,一桶一桶地往外清除冰块。有几次大风把帐篷撕开,一些冰块化成的水又结成了冰,职工们补好帐篷继续干。施工局的领导、机关干部也都加入了清除冰层的战斗。干群同心,上下同欲,在出线楼摆开了人声鼎沸、热火朝天的战场,仅用20天时间,就将基础面清理得干干净净,保证了出线楼的按期开工。这些大禹的后代、鲁班的传人用自己的聪明才智和无私奉献的精神,在高原峡谷创造着一个又一个水电建设的奇迹。

楼址选择

拉西瓦水电站750千伏户外出线楼是目前我国北方电压等级最高、带电负荷最大、楼体最高的"三最"出线楼,为钢筋混凝土结构,全线楼长126.80米,宽30.8米,最大高度为55.5米,相当于18层楼高。按高程分为两层,第一层为电抗器层,第二层为出线设备层。按水平该楼又分为西宁出线区和官亭出线区。

由于拉西瓦峡谷狭窄,枢纽布置受到场地的限制,黄河工程建设分公司和设计单位将如此庞大的建筑物巧妙地设计在距离河床300多米高的悬崖峭壁上。在半山腰里开凿出一个平台,顺山势建造高达55米的出线楼,使亮点纷呈的拉西瓦水电站又添新景。

细节把关

过程关系质量,细节决定成败。水电十一局拉西瓦施工局土建综合队的80名员工将这一理念落实在行动中,认真对待每一道工序,严格控制施工过程的每个环节,把工作做精做细做实。土建一队队长赵科伟说"我们这个队是立模、绑扎钢筋和浇筑混凝土的专业队伍,出线楼的施工工序非常严谨,从底板清理、凿毛、搭设承重设施、绑扎钢筋、模板安装到混凝土浇筑和拆模养护,都关系到安全和质量,不能有丝毫地马虎。"

我们在施工现场看到:已搭设施工的21多米高的承重系统由密密麻麻的钢管组成,钢管与钢管之间的排距是60厘米,所用的钢管总量为2500吨。要从厂家运到工地,载重量10吨的汽车要用250辆;要是把钢管一根一根地接起来,可以延伸到600公里以外的地方。这么多的钢管就是靠职工一根一根地运到工作面,再一根一根地接起来,绑扎牢靠,那是多么大的工作量啊。了解了施工过程,不禁让人肃然起敬。

为了解决出线楼一层楼板无法承重的问题,他们对顶层H型组合梁采用了吊模施工法,在H型钢结构组合梁上部焊接组合槽钢,再用圆钢将下部组合槽钢拉住固定,作为模板支撑系统底模围檩和操作平台,既方便了施工,又保证了施工安全。在模板的选用上,梁侧模采用20毫米厚竹胶模板,底膜采用定型钢模板,减轻了吊模系统承受的荷载,加快了施工进度。

在钢筋安装中,他们实行画线安装,严格按规范进行,一丝不苟。职工们以强烈的责任感把好每道工序的质量关,混凝土震捣密实,拆模后精心养护,对28根柱子的柱角,用5毫米厚的角钢保护,以防碰撞。在封顶楼板的拼装中,对施工中出现的裂逢,采取加塞海棉条、贴透明胶带等办法,严防漏浆。工程技术人员坚持24小时盯仓,实行现场质检,对每道工序由质检、安全和监理单位的技术人员评定一次,精细的过程控制确保了工程质量。

工期保证

拉西瓦水电站户外出线楼是电站按原计划投产发电的重要节点工程项目,3月1日至11月15日为计划工期。业主黄河工程建设分公司进一步加强现场管理,有效地控制工程进度和质量,管理人员、监理工程师每天坚持在现场检查指导工作。在出线楼和出线竖井出现交叉施工的局面时,拉西瓦工程建设部的领导积极协调各方关系,科学调度,优化方案,为施工单位排忧解难,营造良好的施工环境。水电十一局拉西瓦施工局的领导和职工以向业主负责、向国家和人民负责的高度责任感,奋力拼搏,使该工程项目按照计划工期推进。

拉西瓦施工局土建综合队的职工大都来自中原,初到青藏高原,对气候不适应,普遍感到气喘、头疼,经常感冒,但为了完成肩负的使命,大家把工作放在了首位,时刻坚守工作岗位。下班后许多人看病、输液打针成为生活区的一景。一队副队长李国文连续感冒一个月,但他一直带领职工奋战在施工现场,没有因病休息一天;副队长苏成印的儿子患肺病要动手术,爱人力促他回河南照看孩子,但他考虑到肩负的责任,把照看孩子的责任推给了爱人;赵子文的女儿考上了大学,让他回去帮助填报志愿,这关系女儿的前途,但他考虑到工期紧、任务重,也留了下来……他们就是这样的一个群体,一个无私奉献的群体。

为了保证工期,土建一队、三队、十二队之间开展了比进度、比质量的劳动竞赛,班组与班组之间开展了比工艺、比效率、比奉献的对手赛。每根柱子的拉杆头不用焊机切割了,为了保证外观质量采用费工费时的切割机割除,避免了焊机切割对混凝土外观质量的影响,仅此一项增加了不少工作量。出线楼每层有600根钢筋头,四层为2400根,西宁、官亭两个区4800根,切割机切割时比比焊机切割费时、费力,可他们无怨无悔,加班加点,既保证了梁、柱的外观质量,又按计划完成了工程量。目前,出线楼西宁区已完成一层施工,达到26米高;官亭区也完成一层施工,达到31米高,总工期比计划工期提前了一个月,为拉西瓦水电站首台机组发电创造了条件。

丰硕的果实来自于春天的播种。待到机组发电之时,强大的电能将从职工们用汗水浇筑的出线楼出发,将远远不断的电流通过750千伏高压输电线路,输送到千家万户、城市乡村……这座"三最"出线楼和他的建设者们也必将载入中国水电开发的史册。

技术攻关

拉西瓦水电站户外出线楼的施工难点是高空作业,一层封顶封顶梁、楼板、梁柱要一次性浇筑完成。此外,楼板横向跨度大,面积大,梁柱结构交叉,同时要兼顾的部位多,混凝土浇筑强度大,浇筑时支撑系统的受力要均衡,否则会造成承重脚手架发生偏移失衡。为了克服这些难题,从施工局领导、工程技术人员到一线职工,出谋划策,群策群力。浇筑过程中进一步优化施工方案,采取从官亭区下游侧开始全断面单向向上游推进的方法施工,先浇柱、梁,后浇楼板,一跨一跨地整体向上游推进,有效地防止了支撑系统受力不均的难题。在梁、板浇筑时,在横梁和纵梁上布设混凝土泵管,先浇纵、横梁,后浇楼板,同时采用了新的"赶浆法",按50厘米一层计,分层浇筑成阶梯形,当梁、柱浇筑达到板底位置时与楼板一起浇筑,随着阶梯形不断延伸,使梁、板浇筑连续进行。

出线楼的横向跨度长达12米,纵向跨度长达20米,垂直高度达到55米,但一层楼板每平方米的承重力只有1.5吨,如果按现浇楼板的方案施工,承重系统难以承受。针对这一难题,他们将原设计的混凝土现浇楼板优化为预应力空心板,引进了美国SP技术的预应力空心板生产设备,进行空心板生产。李矫娜说:"我们虽然投入了一定的资金,但预应力空心板的综合造价低,并可根据建筑物的功能和造型需要,可以开洞、切圆、悬挑,不受模数限制,自重轻,可减少梁柱数量,还具有防震的作用,实用范围广"。

出线楼的纵向梁原设计为钢结构现浇混凝土梁,也是考虑到一层楼板的承重问题,优化为型钢结构外包混凝土梁。但这种梁每跨长20米,重达24吨,密度大、施工空间小,大型吊运设备用不上,施工又遇难题。技术人员和职工集思广益,一根梁分三节施工,在空中焊接,实现了优化目标。出线楼的顶层盖板原设计长度为5.7米,经拉西瓦工程建设部副经理周勇提议,将长度延至12米,并能一次成型,同时减少了中间的两根纵向梁,仅此一项节约钢材300多吨。

设计理念创新

针对拉西瓦的特殊地理构造,西北水电设计院的设计者采用特高薄拱坝。坝高250米,底部却只有49米宽。厚高比例为0.196,低于国家标准0.2,属于薄形坝。这种坝给施工带来了不少难题,经过不断研究,建设者决定改变过去平面开挖的方式而采取反拱型开挖,这在国内属首创。如今,这座大坝已近50米高,预计全部完成要到2011年。该坝最大限度地减少了重力坝开挖量大、混凝土用量大的缺陷,成本大大降低。

在拉西瓦,自主创新体现在山洞支护、山体加固、75万伏电压、导流洞的开挖等各个方面。据不完全统计,该水电站在筹建的4年多中,仅设计优化和工程优化,就节约资金2.8亿元。建设者们的创新理念和聪明才智在优化中体现得淋漓尽致。

科学管理

拉西瓦海拔2200米以上,属高寒地区。这里气候寒冷,温差变幅大 恶劣的自然环境给施工者及机械设备的使用等带来了诸多不利。

在拉西瓦,质量与工期始终是令人关注的大问题。整个拉西瓦电站竣工后,每天发电的效益约是600万元,一年就是20亿元。在2008年底,若两台机组能按计划提前发电,日效益将是200万元。工期的重大现实意义不言而喻。要工期,还要质量,在现实中如何处理好其间的关系?拉西瓦建设分公司党委书记、总经理杨存龙说,他每天考虑的都是质量、进度、投资与安全等方面的事。有些事有时很难决策,让他和同事们绞尽脑汁。

有效的措施和不懈的努力,使拉西瓦前期工程质量在国内同期电站建设中名列前茅。去年,中电投集团公司先后验收了拉西瓦电站单元工程7058个,合格率达100%,其中优良工程6398个,优良率达90.6%,特别是两岸坝肩开挖工程质量均达优良,创造了国内水电建设史上的最好水平。

人本化管理也在这偏远的山谷里得到了体现。为了保障施工者的安全,施工时首先要把陡峭山壁上的危石、浮石去掉,然后用铁丝网将岩面笼罩起来,各单位对施工现场实行定期与不定期巡视检查。投资方中国电力投资集团公司还拿出项目投资的1.5%,用来奖励在安全生产中做得好的单位。职工生活也有充分保障,所有人员都住在水电暖齐全的楼房里,生活区内商场、邮局、网吧、洗浴中心等早已设立起来。职工们在食堂就餐后可打球或看电视。建设意义

拉西瓦水电站是黄河流域装机容量最大、发电量最多、单位千瓦造价最低、经济效益良好的水电站。电站建成后主要承担西北电网的调峰和事故备用,对西北电网750千伏网架起重要的支撑作用,是"西电东送"北通道的骨干电源点,也是实现西北水火电"打捆"送往华北电网的战略性工程。