周雙超, 王 波, 劉 鑫

(三峽總公司金沙江公司籌建處,四川成都 610042)

在 5月 13日至 16日北京召開的金沙江烏東德水電站預可行性研究報告審查會議上,特別邀請了潘家錚等 11位中國科學院、中國工程院院士為工程進行審查把關。會議期間,記者采訪了工程院院士陳厚群、張超然,中科院院士張楚漢,他們從專家的角度談了對烏東德水電站是的看法。

烏東德拱壩寬高比接近 1比 1,對大壩的安全性有很大的好處

在烏東德水電站預可研審查會上,記者又見到了清華大學水利工程系教授、中科院院士張楚漢。記者曾在 2006年的白鶴灘水電站預可研審查會上采訪過他,得知張楚漢是我國大壩安全研究方面的專家,長期從事水工結構工程與抗震研究,曾主持完成過三峽、二灘、小灣、溪洛渡、錦屏、拉西瓦、大崗山、向家壩等 30多項工程靜動力安全關鍵技術研究。當記者請他談對烏東德水電站的認識時,張院士十分謙虛,他說,雖然看了設計報告,但由于沒有去過現(xiàn)場,不便接受采訪。

在審查會水工組的分組討論會上,張院士發(fā)表了他的看法。他說:烏東德水電站預可研報告推薦的壩址所處的河谷狹窄,地形完整,構造簡單,巖體質量優(yōu)良,從地質條件來看,是國內難得的優(yōu)良高拱壩壩址。張楚漢院士進一步分析道:報告推薦的烏東德拱壩寬、高比接近 1比 1,這在國內大型拱壩中少見,這種比例的大壩,承受的水推力小,對大壩的安全性大有好處;另一方面,由于寬高比比較好,大壩體型較薄,便于施工企業(yè)質量控制。當前,對國內施工企業(yè)來說,大體積混凝土澆筑仍然是一個挑戰(zhàn)。大壩混凝土厚度在 60米以上,產生裂縫的控制難度較大。而烏東德拱壩,最大厚度僅 50米,平均只有 40多米,大壩體型薄,施工難度相對易于控制。中國水電界一直想修建一座沒有裂縫的大壩,在烏東德水電站的建設中,國內施工企業(yè)在當前技術條件下是可以實現(xiàn)的。在肯定烏東德壩址擁有建壩的優(yōu)越條件的同時,張楚漢指出,該壩址也存河床覆蓋層深厚、巖溶對壩基巖體質量的影響及金坪子滑坡等工程地質問題,他提醒設計人員在可行性研究階段進一步加強勘測研究。

關于烏東德壩址壩型的好處,工程院院士張超然不約而同地表達了近似的觀點。他認為,烏東德水電站壩址的地質條件相對比較好,作為一個拱壩壩址地形條件相當優(yōu)越,壩頂河谷的寬度與壩高的比值近乎一比一的關系,從目前國內已建、在建的壩高超過 200米的拱壩中,烏東德水電站選的這個壩址,是最優(yōu)的,是一個很難得的壩址,溪洛渡水電站都不如它。溪洛渡拱壩壩頂?shù)幕「弑葹?2.61,而烏東德僅為 1.16,這不僅有利于工程的安全性,也使得烏東德水電站大壩工程量特別少。

烏東德壩址的地形地質條件優(yōu)越,從抗震角度來講是比較有利的

“5?12”汶川地震后,水電站的工程抗震問題引起社會各界的關注。對于地處西南地震高發(fā)區(qū)的烏東德水電站抗震研究同樣受到高度重視。2009年,三峽集團公司組織設計單位對 5?12汶川地震后烏東德水電站地震安全性進行了復核研究,這年年底,設計單位提出了復核研究報告,對烏東德水電站壩址構造穩(wěn)定性進行了全面評價。

作為水電工程抗震專家,在烏東德預可研究階段,陳厚群院士參與了大壩抗震的分析研究工作。談到烏東德水電站的抗震設計,陳厚群院士說,因為烏東德水電站壩址河谷非常窄,兩岸的巖石也很完整,地形比較對稱,其地震強度屬于中等水平,這在西部眾多高壩當中是非常少有的。大渡河大崗山水電站、金沙江溪洛渡水電站及上游的虎跳峽,小灣、錦屏等地震烈度都比它高,經(jīng)過計算分析,在地震工況下,烏東德水電站的拱壩中高部拉應力比以上水電站的應力好。因此,從抗震角度來講烏東德壩址的地形地質條件非常優(yōu)越,適合建高拱壩。

在陳厚群半個世紀的抗震科研工作中,對我國二灘、小浪底、三峽、小灣等許多重大水利水電工程的大壩、進水塔、升船機等結構的抗震試驗和分析研究做出了重大貢獻。他曾兩度主持編寫了我國水工建筑物抗震設計規(guī)范,指導我國水利水電工程的抗震設計實踐。

已經(jīng) 78歲的陳院士精神矍鑠,從烏東德水電站說到我國西南水電開發(fā)與抗震研究,談到他的專業(yè),陳厚群院士充滿了熱情。他說,從我國的國情來講,水電 80%的資源都集中在西部,其中70%是在西南,這一地區(qū)正處在印度板塊向亞洲板塊的擠壓帶,因此我國的強震區(qū)也大都集中在西藏、云南、貴州、四川這些地方,我國的水資源也在這里,這兩個特點相伴相生,建水電站要完全避讓這些地區(qū)是很難的。因為修水電站要利用淹沒土地少,水庫大的峽谷優(yōu)勢,就必須選擇高山峽谷作為建高壩的壩址;而高山峽谷從地質構造成因來說,就是過去區(qū)域構造強烈的地方,也正是這個區(qū)域構造讓這個地區(qū)成為了地震高發(fā)區(qū)。對此,作為搞抗震的技術人員,面臨的任務十分艱巨,我們必須面對這個挑戰(zhàn),而且這也是一個機遇,世界上沒有先例,所以在高壩抗震方面,中國應該對世界作出貢獻。

烏東德水電站壩址比選的設計深度,已經(jīng)達到了可行性研究階段的要求

作為中國長江三峽集團公司的總工程師,張超然院士還向記者介紹了烏東德水電站壩址比選的過程。張超然院士介紹,為加強烏東德水電站壩址比選設計工作,確保選擇到最優(yōu)壩址,從2003年 11月起,由中國水電顧問集團西北勘測設計研究院和長江勘測設計研究院兩家單位分別負責以白灘泥石流溝為界的上、下游的壩址選擇和相應樞紐設計。西北院選定河門口壩址,長江院選定烏東德壩址。由長江院總成、西北院參加完成了壩址比選報告。

2007年 2月,經(jīng)過水電咨詢公司對報告進行咨詢,認為烏東德壩址在地形地質、樞紐布置、施工條件等各方面都有比較明顯的優(yōu)勢。張超然院士告訴記者:2007年以后,又針對成昆鐵路改造和對攀枝花市影響,正常蓄水位從 950米調整為975米,又重新對壩址進行了復核和比選,比較之后還是認為烏東德壩址更具有優(yōu)勢。從烏東德水電站壩址方案比選的設計深度來說,已經(jīng)超過了預可行性研究報告深度,達到了可行性研究階段的要求。

說到烏東德水電站設計方面的技術保障,張超然院士提醒記者:從設計力量上講,西北院和長江院都是我國綜合甲級設計研究院,技術實力都比較強。在壩址比選設計深度來說,西北院在有些方面的設計深度甚至超過了長江院,沒有選擇西北院設計的壩址并不是他們的工作沒有做好,只是由于壩址的先天條件不好。

烏東德水電站工程各項指標相對優(yōu)越,是我國第四個裝機規(guī)模為千萬級的巨型水電站

烏東德水電站與金沙江下游其它三座梯級水電站(白鶴灘水電站、溪洛渡水電站、向家壩水電站)相比較,烏東德水電站有什么樣的特點呢?當記者向張超然問到這個問題時,張超然說:烏東德水電站的壩址地質條件較好,但由于兩岸比較陡峭、交通不便等原因,施工條件相比較要差一些,輸電距離比較遠;金沙江下游四座梯級水電站中,除向家壩水電站是重力壩外,其它三座都是高拱壩,白鶴灘大壩最高,暫定為 289米,溪洛渡285.5米,烏東德為 265米,以烏東德建拱壩的條件最好,工程量最少;從壩址地震基本烈度來說,溪洛渡、白鶴灘為 8級,烏東德為 7級,與向家壩差不多;四座梯級電站中,烏東德水電站大壩所選擇的混凝土骨料比較好,距離近,向家壩水電站的骨料也比較好,但距離較遠;此外,烏東德水電站單位移民人數(shù)最少,1萬千瓦僅 40多人;從裝機容量來說,我國已建、在建的水電站當中,烏東德水電站僅次于三峽、溪洛渡、白鶴灘,是我國第四大裝機在千萬級的水電站。進行一番比較之后,張超然說:烏東德水電站的單位千瓦發(fā)電量的投資、移民人數(shù)、淹沒土地等都相對較少,總的來講,烏東德水電站是一個各項指標比較優(yōu)越、綜合效益很大的水電站。烏東德水電站與白鶴灘水電站構成一組電源,工程建成投產后,對下游的幾個電站可以增加防洪、電量等方面的調節(jié),發(fā)揮梯級調度的積極作用。

對于烏東德水電站下一步的工作重點,張超然說,一是要盡快下達封庫令,開始移民實物指標調查,編制移民安置規(guī)劃,這是工作的重點,任務很艱巨;二是全面進入到可行性研究階段,進一步優(yōu)化樞紐工程設計,細化施工方案。要集中各方力量,做好與水電水利規(guī)劃設計總院和川滇兩省的協(xié)調工作,使之能夠滿足 2020年建成發(fā)電的目標。