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        糯扎渡:中國土石壩的里程碑工程
        發布時間:2022-12-30
        瀏覽次數:2942

        版權歸原作者所有,如有侵權,請聯系我們

        趕上電站投產發電十周年

        時值金秋,我們坐火車從昆明到普洱,植被在車窗外肉眼可見地茂密起來,雖然云南被稱作植物王國、彩云之南,但不得不說,瀾滄江下游的普洱、西雙版納地區更是其中翹楚。目之所及,蔚藍的天空仿佛被水洗過,高山茂林看不見土壤的顏色,即使在城市里,花草樹木也是絕對的主角兒。出了普洱火車站,生生有了一種來旅行度假的錯覺。體內回歸大自然的原始情感被點燃,我們逐漸變得歡欣雀躍起來。沒想到在糯扎渡水電站,每個電廠員工臉上也掛著同樣歡欣雀躍的表情。吃飯時間,食堂坐得滿滿當當,大家一邊進食一邊小聲交流,愉悅的情緒在空氣中彌漫。我立馬“偵探”到“有情況”,原來兩天后就是電站首臺機組發電十周年,電廠職工已經提前預熱起來,舉辦了各種各樣的體育競技比賽。這幾天絕大部分員工都齊聚電廠,以各種形式的活動迎接2022年9月6日——糯扎渡水電站發電十周年紀念日的到來。剛好,我們趕上了這樣的盛況。

        糯扎渡水電站

        糯扎渡水電站位于云南省普洱市思茅區和瀾滄縣的交界的瀾滄江下游干流上,是瀾滄江上最大的水電工程,總裝機容量585萬千瓦,保證出力2506兆瓦,設計多年平均發電量239.12億千瓦時。工程以發電為主,兼具防洪、改善下游航運、灌溉、漁業、旅游和環保等綜合效益。

        糯扎渡水電站工程規模巨大,創新成果突出,為我國300米級心墻堆石壩的建設、質量管控、運行管理及規范標準的制定提供了寶貴的經驗,是中國乃至亞洲超高土石壩的里程碑式工程。

        英雄過江的地方

        第一站,終于見到了糯扎渡的礫石土心墻堆石壩。

        來之前我一直很疑惑,21世紀前十年,是我國水利水電行業全面、高速發展時期,也是我國水庫大壩建設技術進步的黃金10年,而在這一時期開工建設的糯扎渡水電站,為什么選擇了非常傳統的土石壩,而非這一時期比較常見的混凝土壩型。而且,就土石壩建設而言,國內現行規范僅適用于200米以內的大壩,而糯扎渡的壩高達到了261.5米,從國內外水電行業來看,300米級別的土石壩并無多少經驗可借鑒。對于這樣巨量級土石壩而言,工程規模一旦變大之后,其建設難度就會由量變引起質變,呈幾何級數方式增長。

        到現場后,謎底終于揭開。奔流而下的瀾滄江到了糯扎渡,山勢突然收窄,生生束出了個“小蠻腰”。糯扎渡是拉祜族語言,對應的漢語意思是英雄過江的地方,可見此處水流之湍急,地勢之險峻。但這樣的地形,恰恰適合修建水電站。不僅地形條件好,糯扎渡的地質條件也相對完美,壩址區分布的巖層主要包括花崗巖體和砂泥巖地層,壩基部位主要為花崗巖,巖性單一,砂泥巖主要分布在左岸壩頂以上平臺部位。壩址河床及左岸巖體淺風化、斷層規模小而且少,巖體完整性較好。唯獨壩基右岸的構造軟弱巖帶規模較大,且走向平行岸坡、傾向坡內,工程性狀差,是糯扎渡水電站主要工程地質問題之一。因此,經過綜合比較,電站建設者選擇了能較好適應壩基工程地質條件且基礎處理工程較為簡單的心墻堆石壩壩型。

        糯扎渡工程樞紐區

        蓄水之后的糯扎渡水庫特別美,不似一般水庫蓄水后形成的平湖如鏡,這里的瀾滄江是有風浪的。天晴時浪小,陽光如碎金般撒在水面上,又被一朵朵小浪花推攘著往岸邊涌去;下雨時浪大,將我們乘坐的快艇打得左搖右晃。9月的天就像孩子的臉,我們在細雨蒙蒙中乘船觀賞了水庫,下船時已經是“也無風雨也無晴”。不過我驚喜地發現,水的顏色變了,從剛才的淺綠變成了淺藍,工作人員告訴我,這里的水一年會變12種顏色,不僅會隨著天氣和季節變化,不同時間不同角度顏色也不一樣,“不過這里的水質是達到二類飲用水質標準的,變的應該是外部因素?!?/p>

        寬厚雄偉的大壩

        糯扎渡水電站于2004年籌建,2012年首臺機組發電,2014年全部機組投產,是“西電東送”和“云電外送”的主要電源點。電站樞紐工程由礫石土心墻堆石壩、左岸開敞式溢洪道及消力塘、左右岸各一條泄洪洞、左岸飲水發電系統及地面副廠房、出線場、下游護岸工程等組成。整個大壩樞紐區仿佛一個美麗的大花園,工作人員向我們“抱怨”這里草木瘋長,剛剛修剪過幾天的草地和花壇,一場雨就恢復原樣,更遑論在路上大搖大擺出現的野生動物,完全把自己當作了這里的主人。我們從中多少聽出了些“凡爾賽”的意味,卻不得不承認,這里的自然環境的確如同人間仙境。

        大壩壩面上修建了“之”字形道路,應該說是連環“之”字,從壩頂到壩底,寬闊的雙向行車道蜿蜒而下,我們坐車在上面穿行,新奇不已。與混凝土壩型相比起來,糯扎渡格外敦實而寬厚,讓靠近它的人類顯得渺小如螞蟻。但就是這么一個龐大的工程,卻最害怕白蟻的侵蝕?!扒Ю镏?,愧于蟻穴”,在糯扎渡的一個展廳里,我見到了在電站附近挖出的一米多高的白蟻巢穴,密密麻麻的穴孔看得人密集恐懼癥都犯了。幸而糯扎渡水電站建立了集“誘、殺、控”為一體的土石壩白蟻綜合防治體系,成功將電站樞紐區蟻患率降至0.97以下,禁止區蟻患率始終保持在0%,獲得了多項專利及獎項,保證了工程的安全運行。

        美麗的糯扎渡水電站

        糯扎渡礫石土心墻堆石壩壩頂高程為821.5米,心墻基礎最低建基面為560米,最大壩高為261.5米。壩頂寬度為18米,上游壩坡坡度為1:1.9,下游壩坡坡度為1:1.8。壩體中央為直立心墻,心墻兩側為反濾層,反濾層外是堆石體壩殼。我們從外部只能看到壩面上密布的石塊兒?!翱梢韵胂笠幌?,最里面的心墻摻的石子最細最少,越往外面石子就越粗越多?!惫ぷ魅藛T這樣一解釋,大壩的剖面圖就在眼前形象地展開。

        開敞式溢洪道布置于左岸平臺靠岸邊側,呈直線布置,采用挑流與消力塘消能,消力塘采用護岸不護底的襯砌形式?,F場看過去,開敞式溢洪道就像一個巨型滑滑梯,渠道到消力塘末端的水平總長度為1445米,寬151米。我們當場提問工作人員,為何消力塘護岸不護底?巨大的洪流從頂端沖下,會不會把消力塘底部沖出一個大坑?”“消力塘底部本來就是堅硬的花崗巖,而且采用了消力塘護岸邊界底板的新型結構形式,可以保護消力塘底板不被沖損,所以不需要混凝土襯砌,護岸是怕從消力塘迸出的洪水沖刷兩岸植被和土壤?!惫ぷ魅藛T向我們仔細介紹道,“不過這條溢洪道是為了應對特大洪水修建的,目前還沒有派上用場,只是在實驗時使用過一次?!?/p>

        糯扎渡的紅色黏土心墻原料

        糯扎渡的主要工程材料來自于就地取材,這里富產一種紅色土壤,黏性強,密度大,非常適合作為心墻的原料。為了充分利用工程開挖料作為壩體填筑料,減少料場補充開采量,不僅是心墻料,包括堆石料、反濾料、接觸黏土及護坡石塊兒都優先使用工程開挖料。據統計,糯扎渡工程主要建筑物土石方開挖總量約5345.66*104立方米,壩體填筑總量為3268.42*104立方米,回填率達到半數以上,這種“回收再利用”的方法不僅最大限度降低了對環境的影響,同時也節約了成本,縮短了工期。

        于高山之巔,看大河奔涌

        糯扎渡水庫

        第一次見到這樣寬厚雄偉的大壩,壩面上還可以跑車,難以想象這個龐然大物是怎樣建設起來的。工作人員告訴我們,當時的糯扎渡是亞洲最高的土石壩,比之前建成的小浪底、瀑布溝工程跨越了約100米級臺階,建設過程中缺乏現成的經驗以供借鑒,急需針對“高水頭、大體積、大變形”條件下260米高以上超高心墻堆石壩成套筑壩技術進行研究。

        糯扎渡水電站是國內首次建設300米級心墻堆石壩,是超規范、超經驗的世界級里程碑式工程,每一步都是摸索前行。

        就大壩而言,隨著壩高增加,壩體沉降變形量迅速增加,變形控制難度越來越大,作為當時中國最高的土石壩,糯扎渡天然土料不能滿足用量需求。建設人員及專家提出摻人工碎石防滲土料的解決方案,并通過開展室內和大型現場試驗研究,確定了既滿足變形要求且經濟合理的摻入比例(35%),并制定了防滲、力學等合適的設計指標參數要求。這一舉動在之前的土石壩中是沒有先例的,大家潛意識里都認為摻入石子的土心墻防滲功能肯定會大打折扣,但實驗數據表明,采用摻人工碎石防滲土料后,心墻土料壓縮模量提高近一倍,使壩體沉降變形大幅減小,同時防滲性能也很好。根據大壩建成后的監測資料顯示,大壩實際變形及滲流量指標均遠遠優于國內外同類工程。

        糯扎渡大壩施工場景

        建設者們還開創了平鋪立采的摻合方法,以及合適的土、石鋪層厚度和具體的摻合工藝;研發了600毫米直徑超大型擊實儀,并與等量替代法進行相關對比分析,確定了152毫米三點快速擊實法檢測心墻摻礫石土料填筑質量的快速檢測方法,提高了檢測效率。首次系統提出了人工碎石摻礫防滲土料設計、施工工藝、質量控制成套技術。

        現如今糯扎渡作為國內最高土石壩的紀錄已被2021年投產發電的雅礱江兩河口水電站打破,兩河口水電站最大壩高295米。雖說作為當地材料壩,每一座土石壩都有著獨一無二的地形地質、水文氣象、筑壩料源等外部環境制約條件,其工程難點也各不相同,但糯扎渡電站作為國內首個已建成的300米級超高土心墻堆石壩,依然給后來者留下了許多寶貴經驗。而中國的筑壩技術,正是在無數次摸索中勇于創新,又無數次站在巨人肩膀上砥礪攀登后,最終到達世界巔峰。

        于高山之巔,方見大河奔涌;于群峰之上,更覺長風浩蕩。

        土石壩一點也不“土”

        由于填筑物料為石料、黏土等材料,一般人眼里的土石壩“土氣”十足,與混凝土大壩相比,土石壩體型巨大,顯得粗獷豪放,給人以“科技含量不夠”的印象,但是走進糯扎渡才知道,土石壩不僅不土,反而科技又環保。

        糯扎渡工程建設過程中,建設者們不僅對超高心墻堆石壩的特性、計算分析方法、壩體結構、抗震措施、施工工藝及質量控制標準展開了系統深入的研究,解決了制約超高心墻堆石壩筑壩關鍵技術問題,還首次成功研發了“數字大壩”系統,實現了對壩料來源、質量、施工工藝和方法等全過程實時、在線監控,確保了大壩的施工質量優良,是世界大壩建設質量控制技術的重大創新。

        對于大壩以外的附屬建筑,建設者們提出了消力塘護岸運動邊界底板的新型結構形式,不僅減少底板混凝土方量16.1萬立方米,降低了施工難度,還大大減小了消力塘底板沖損風險,提高了運行安全性;研發并建成疊梁門分層取水新型進水口,有效控制了下泄水溫,為魚類繁衍創造了良好條件。

        糯扎渡地下廠房開挖時期

        地下主、副廠房修建在左岸山體當中,總長418米,最大跨度31米,最大高度81.6米,布置9臺單機容量為65萬千瓦的發電機組。尾水調壓室為圓筒式,尾水隧洞共3條,三臺機組共用一個調壓室和一條尾水隧洞。糯扎渡地下引水發電系統規模巨大,由140條地下洞室群組成。地下廠房的所在的山體全是堅硬的花崗巖,開挖難度很大,“人家打洞子就怕地質條件不好,容易塌方,需要各種支撐錨固,我們地質條件太好了也愁,挖不動啊,太硬了,體量太大了?!惫ぷ魅藛T又開始向我們笑著“抱怨”,“為了布置出線廠等設施,半個山頭都被平整了,花崗巖的山啊?!彪y怪地下廠房頂部似一座平整的小花園,我們曾在上面向下眺望深不見底的出線口,絲毫沒意識到這里原來是一座高山,并且是將瀾滄江“掐”成小蠻腰,為修建糯扎渡電站創造條件的兩山之一,實在失敬。

        糯扎渡地下廠房

        糯扎渡工程建成投產后,電站生產運營堅持智能化發展道路,努力探索“狀態檢修、運維合一、無人值班”的新型生產管理模式,終于在首臺機組投產發電8周年之際,2020年9月6日9時6分6秒,正式實施無人值班。

        無人值班模式是現代化巨型水電廠值班方式改革和發展的高級階段,不是簡單地將運行人員從中控室撤出,而是涉及電廠人員素質、思想觀念及電廠機組設備自動化水平、應急處置能力及運行管理機制等方面的復雜系統工程,是創建國際一流水電廠、打造智慧電廠的必經之路。

        生態底色繪就綠野仙蹤

        從電站樞紐區回到電廠生產管理營地,就仿佛走進了一個綠野仙蹤的童話世界,小橋流水、亭臺樓榭掩映在高大的樹木之間,番石榴、芒果掛在樹上散發著香甜的氣息。

        營地后面的芒果樹

        大中河從營地中間穿過,夏天時這里定是荷香陣陣,而秋天河中只留下枝枝殘荷,以及讓人眼見生饞的肥碩蓮蓬,有的正綠得生動飽滿,有的已經干枯成藝術風骨。營地里最多的便是各種蕉類和鐵樹,它們都有寬大的葉子和直挺的樹干,讓人有些分不清,直到工作人員把我們帶到了珍稀植物園。

        篦齒蘇鐵

        珍稀植物園就建在廠區營地內,占地約100畝,包含珍稀植物保護區40畝,珍貴植物園區10畝,苗圃區15畝,珍稀植被撫育區35畝。主要對樞紐區及水庫淹沒區分布的2種國家一級保護植物寬葉蘇鐵和篦齒蘇鐵,9種國二級保護植物如疣粒野生稻、金毛狗、中華桫欏、蘇鐵蕨、合果木、千果欖仁、勐侖翅子樹、黑黃檀、紅椿、金蕎麥及其它珍貴植物和群落進行遷地保護移栽。起初我們多次從營地路邊經過,只覺得各種植物生機盎然,長勢極好,還有一個個木牌上寫著關于它們的介紹,卻絲毫沒意識到這就是珍稀植物園。工作人員向我們仔細介紹了寬葉蘇鐵和篦齒蘇鐵,也就是我們在營地里看到最多的植物,它們是這里唯二的國家一級保護植物,且確實觀賞性極高。

        疣粒野生稻

        二級保護植物有9種,“這是疣粒野生稻,你看這小小的顆粒就是它的種子,別看它長得像野草一樣不起眼,它可是雜交水稻的母種之一,非常古老?!惫ぷ魅藛T給我們一一介紹著它們的身份和長勢,“這是小花龍血樹,是由云南西雙版納植物園已故的蔡希陶教授為了尋找用于槍傷的快速止血藥——血竭的代用品而發現的,觀賞價值也很高?!?/p>

        小葉龍血樹

        我開玩笑說這個珍稀植物園建得好,不僅可以供員工日常觀賞,還能讓珍稀植物知識科普于無形當中。工作人員說他們營地不僅有植物園,還有個“動物園”以及魚類增殖站。我們步行去看,本以為營地內的魚類增殖站會很小,沒想到這里建有20余個大大小小的露天水池,池壁上插著標牌,上面寫著各種拗口的名字“巨魾”、“中華刀鲇”、“叉尾鲇”、“中國結魚”等。十年里,糯扎渡魚類人工增殖技術不斷取得突破,先后實現巨魾、中國結魚人工增殖成功,實現中華刀鲇人工馴養,每年人工增殖魚苗4-8萬尾。巨魾為國內首次人工繁育成功,開創了世界上首個鮡科魚類人工繁育紀錄。

        魚類增殖站

        截至目前,電站累計組織人工增殖放流活動29次,放流叉尾鲇、巨魾、中國結魚等魚苗38.62萬尾。為促進上、下游魚類基因交流,糯扎渡電站每年春、秋開展網捕過壩,累計捕撈放流中國結魚、云南四須鲃、長臀刀鲇、中華刀鲇及其它魚類10萬余尾,為優化瀾滄江水域群落結構,保護魚類資源和生物多樣性做出了積極貢獻。

        糯扎渡庫區魚類增殖放流

        邂逅“熊大熊二”

        魚類增殖站不遠處就是野生動物拯救站,也被職工們戲稱為足不出戶就能看到的“動物園”,它是全國第一個由水電企業投資建設、運行管理的野生動物拯救站。

        俯瞰野生動物拯救站

        我們去的那天陽光很好,許多動物都在院子里曬太陽。沒錯,每種動物都有自己的房間和小院子,一個個院落緊密相連,整齊得分布在道路兩邊,飼養員領著我們穿行其間,就像在逛著一個規模不小的“居民”胡同。胡同口上住著猴子一族,“你看這個頭頂有塊兒黑色的像帽子一樣的猴子,它們是僧帽猴。這些猴子都是受傷了被當地村民送過來的?!憋曫B員說再過一兩個月,等它們養好傷,就會被放生到野外。

        野生動物拯救站放生猴子

        原本十年前,野生動物拯救站只用于開展受工程建設及蓄水影響的野生動物的收救、暫養及放生。十年間,動物拯救站作為普洱市林業局的珍稀動物救護站和珍稀動物繁育中心,動物拯救保護范圍已擴大至普洱市全境。

        “有些動物受傷或離群后,經過救助后達不到放生條件的,就在這里安家了?!蔽覀冊谶@里見到了禿鷲、白鷴、眼鏡蛇、野豬、黑熊、凹甲陸龜、孔雀、印度野牛等多種動物,“這只禿鷲受傷掉隊后被我們養胖了,都飛不動了。每天要吃兩斤瘦肉,肥肉它還不吃?!憋曫B員對這里每只動物都了如指掌,“為什么不讓它減肥了放生呢?”我們開始好奇地提問?!半x群了,放生了也活不了?!薄八皇浅愿獾膯??”“禿鷲只是不吃活的動物,新鮮肉它不更香嗎?”我們被逗得哈哈大笑起來。

        長胖了的禿鷲

        在“胡同尾部”我們見到了三只黑熊,站起來有一人多高,十分唬人。其中兩只住在一起,另一只單獨住著。我問飼養員別的動物都是同族聚居,怎么黑熊還搞特殊待遇,分開住著呢?“這兩只關在一起的是兩兄妹,另一頭和它們不是一家的,關在一起會打架的。熊打架很兇的,這兩兄妹就經常打,只是溫柔多了?!闭f著它們隔著鐵絲網站了起來,張開大嘴流著口水,把我們嚇壞了。飼養員笑著說不用怕,它們對人類很溫順的?!八鼈儽粙寢寬仐壍臅r候還在吃奶,小時候我們還經常抱著它們去辦公室玩兒,特別可愛?!憋曫B員說它們是這里元老級的動物了,現在都已經十歲了?!按蠹医o它們取名為熊大、熊二,動畫片里的熊是兩兄弟,我們這兒是兩兄妹?!?/p>

        站起來的黑熊

        截至2022年8月,野生動物拯救站累計救護野生動物74種451(頭只條),累計放生或轉交科研機構救助動物248(頭條只),為區域珍稀動物保護發揮著重要作用。



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