世界第七、中国第四大巨型水电站——乌东德水电站近日通过第三阶段蓄水至965米验收，该电站8月中旬将蓄水至水位958米，8月下旬蓄水至水位965米。这个巨型水电站创造了多项世界之最，成为我国水电站建设的又一个里程碑工程。
“最薄”特高拱坝兼顾经济安全
乌东德水电站位于云南省昆明市禄劝县和四川省凉山州会东县交界，在陡峭的峡谷中，乌东德水电站工程大坝稳稳“镶嵌”在两岸峭壁之间。
三峡集团乌东德工程建设部主任杨宗立介绍，乌东德水电站是金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝四座梯级电站的第一级，2015年12月全面开工建设，总投资约1200亿元。该电站是“西电东送”的骨干电源和促进国家能源结构调整的重大工程。
6月29日，乌东德水电站首批两台机组顺利投产发电。7月11日和13日，乌东德水电站第三台、第四台机组投产发电。水电站全部12台机组计划于2021年7月前全部建成投产。
据介绍，乌东德大坝坝顶海拔高程为988米，最大坝高达270米，坝顶弧长326.95米，坝底厚度51.41米。拱坝的厚薄通常以坝底厚度和最大坝高之比，即厚高比来衡量。乌东德水电站大坝的厚高比为0.19，是目前世界上建成的最薄的300米级特高拱坝。
大坝挡水形成的水库正常蓄水位为975米，对应库容58.63亿立方米。薄薄的拱坝需要挡住库水水体形成的809万吨推力，这给设计和建设都带来严峻考验。
拱坝通过向上游方向突出而呈拱形，将水的推力转为对两侧河岸的压力。乌东德大坝不但在水平方向上弯曲，垂直方向上也是弯曲的，这样的坝型被称为双曲拱坝，可以大幅减少建材耗费。为了应对复杂的地质环境，工程师们提出“静力设计、动力调整”的设计思想，在不考虑地震可能的静力条件下选出基本体形，再根据地震动力条件开展优化。最终混凝土量仅增加3.1%，大坝设计地震最大拉应力降低达32%，有效兼顾了经济和安全。
打破大体积混凝土“无坝不裂”魔咒
乌东德水电站大坝被誉为世界上最“聪明”的大坝。建造过程中使用了许多原创性的新技术，其中包括全生命周期应用大坝智能建造系统，实现了“在线采集、后台处理、智能操作、预警控制”的智能生产管控，展示了中国筑坝技术智能建造的最高水准。
对大坝建设而言，预防裂缝是重中之重。裂缝不但会破坏大坝结构，严重时还可能会漏水甚至导致大坝溃决。越薄的大坝，裂缝潜在危害就越大。混凝土在浇筑硬化过程中，一般会产生大量的热量。由于不同位置温度不同，热胀冷缩的程度不同，就很容易形成裂缝。加之乌东德水电站所在的干热河谷大风频繁、日照强烈，混凝土温控防裂更是难上加难。
为了解决混凝土温控防裂这一世界级难题，乌东德大坝采用了低热水泥。低热水泥发热量低，能显著降低混凝土最高温度，有效防止大坝温度裂缝发生。这也是世界范围内第一次全坝采用低热水泥混凝土来建设300米级特高拱坝。通过采用智能建造技术，全面感知、真实分析、实时控制，实现混凝土施工过程管控智能化，有效防止裂缝产生，确保大坝混凝土施工优质高效。
“乌东德水电站大坝建设代表着中国筑坝技术的先进水平，全坝应用低热水泥混凝土开创世界先河，智能通水、智能灌浆、智能喷雾等一批自主创新的智能化成果实施应用，有效地促进了特高拱坝优质高效均衡快速上升，实现了大坝工程安全优质高效建设和全生命期价值创造的目标。”乌东德工程建设部技术部工程师刘科介绍。
自2017年3月16日开工浇筑，乌东德水电站大坝混凝土浇筑历时3年零3个月，浇筑总量270余万立方米，创下单个坝段年上升高度122米的行业最高纪录，未出现一条裂缝，打破了过去大体积混凝土“无坝不裂”的魔咒。
近30层楼高主厂房破世界纪录
为了容纳水电站主要发电设备——水轮发电机组，施工人员在山体中开挖了长333米、宽32.5米、高89.8米的巨大主厂房。光是高度就相当于近30层的高楼，这一高度打破了地下电站主厂房开挖高度的世界纪录。
乌东德水电站开发任务以发电为主，兼具防洪、促进地方经济社会发展、改善航运等综合效益。作为“西电东送”战略的骨干电源，水电站共安装12台单机容量85万千瓦水轮发电机组，总装机容量1020万千瓦。
乌东德工程建设部介绍，水轮发电机组单机容量达到85万千瓦，这是全球首例，仅次于正在建设中的白鹤滩水电站的100万千瓦。理论上，如果满负荷运行，一台机组就能满足大约1000万居民的生活用电所需。乌东德水电站平均年发电量预计为389.1亿千瓦时，差不多相当于北京全社会年用电量的三分之一。每年能够节约标准煤1220万吨，相当于24.4个年产50万吨的中型煤矿的产量；减少二氧化碳排放3050万吨、二氧化硫排放量10.4万吨，相当于种植8.5万公顷的阔叶林。
乌东德水电站12台机组全部投产发电后，将成为南方电网供电范围内调管的最大水电站，产生的巨大电流将源源不断地输送到粤港澳大湾区，为大湾区经济社会高质量发展提供绿色能源保障。
责任编辑： 张世祥
