布盧萊克大壩擴建工程

［美國］C．布列塔尼

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布盧萊克大壩擴建工程

［美國］C．布列塔尼

摘要:布盧萊克大壩擴建工程位于美國阿拉斯加州錫特卡地區，擴建項目主要包括:大壩加高和新建發電站2個部分。在當地政府、社區和居民的大力支持下，布盧萊克大壩擴建項目按計劃圓滿完工，擴建工程將為錫特卡地區提供穩定、持久和安全的的能源保障。介紹了布盧萊克大壩擴建工程的背景、方案的設計與施工過程，以及項目團隊的組成和工程將會發揮的作用。

關鍵詞:擴建工程;貫流混流式水輪機;布盧萊克大壩;美國

1　概述

2014年11月13日中午，人們聚集在美國阿拉斯加州錫特卡市，為布盧萊克(Blue Lake)水電站舉行投運發電剪彩儀式。該水電站的裝機容量為5．3 MW，剪彩儀式的舉行，標志著阿拉斯加州錫特卡(City and Borough of Sitka Alaska)索米爾(Sawmill Creek)河上新建的裝機容量為15．9 MW的水力發電站正式投產發電。

當人們在嶄新的、高度計算機化的控制室中看到表示電力輸送一致性的紅線趨于平緩，確認機組平穩運行后，才去切蛋糕慶祝。這一時刻凝聚了該工程2 a的建造工作以及先前審批和融資階段的所有工作。

“水力發電行業的未來更趨向于開發小型水電項目，比如錫特卡新建的這座水電站”。俯瞰這座20 m×43 m的廠房時，巴納德建筑有限公司(Barnard Construction Company)的主管解釋道:“小型水電項目大多為徑流式水電站，至少在北美洲是如此。這樣，它們對環境產生的破壞性會很小，而且又能產出可觀的電能”。

2014年11月13日，人們聚在一起剪掉了5號機組基礎上金色鏟子上的彩帶(該機組裝機容量為5．3 MW，為貫流混流式水輪機/發電機)，剪彩人員中的大多數特地站在2 a前破土動工時的位置進行剪彩。盡管該項目是位于阿拉斯加東南海岸線上一座多山的小島嶼上，遭遇了許多天氣和施工組織方面的挑戰，但工程還是按預定計劃、在預算內基本完工。截至本文付印時，只有電站廠房裝修項目以及大壩的拆模工作還未完成。

2　原設計方案

早在50 a前，工程師在布盧萊克工程的原設計中就已經采用了1個3期方案，該方案可以讓布盧萊克大壩加高7 m。第3期工程完工時，錫特卡政府要求工程師們將大壩加高至25 m，并且還應新建1座能安裝3臺水輪發電機組的電站廠房。新增的設施使原布盧萊克大壩和發電站的輸出能力翻了一番，這樣能保證錫特卡水力發電的未來運行，該水電站的發電將成為錫特卡9 000居民生活用電和商業用電的主要來源。

從一開始，就對布盧萊克大壩擴建項目進行了精心規劃和安排。工程建設所需的所有設備和材料，不論是45 t卡車(包含利勃海爾(Liebherr) LR/1600吊車)，還是13000CY(貨柜)的混凝土材料，都至少提前2周通過駁船，經由西雅圖、華盛頓、安克雷奇及阿拉斯加運抵現場。在施工過程中，遭遇以下幾大難題。

(1)進入大壩工作的實際方式;

(2)在巴拉諾夫(Baranof)島降雨量豐富的典型年進行施工(一次風暴系統就可以在5d內將水位抬升3m以上) ;

(3)在緊鄰索米羅河處，開挖深6 m的電站廠房基礎;

(4)在大型機械無法到達的部位，需要重建直徑為2．4 m的壓力管道。

該項目需要將該混凝土拱壩加高至技術上所允許的最高值，即在原高44 m的大壩上再加高25 m，并且需要重建城市供水系統及發電站的取水口。這些工作幾乎都是在3臺起重機的工作范圍內實施的，其中還包括阿拉斯加最大的吊裝工作。由于該大壩只能從一邊上壩，這就意味著工程建設管理人員和工長每天都必須協調好如何利用起重機來運送施工材料和施工人員。

用于隧道施工的壓力管道，大部分已經得到了加固。對直徑為2．4 m的壓力管道裸露在外的部分，可以實施更換，但是對于建在堅固基巖內的管道，則需要從內部實施加固。

原來的3條隧洞入口的鋼襯并未延伸到后面隧洞中，在對壓力管道改造的項目中，是將這些鋼襯延伸至隧洞內部，以保護壓力管道不被因水位抬高而增加的水壓力所破壞。鋼襯延伸項目要求施工團隊進入內陷的鋼管內部作業，這樣就需使用液壓千斤頂將鋼管撐圓，先將每段鋼管的縱縫焊接起來，然后再將每段鋼管焊接在一起，最后用水泥漿填充鋼襯與隧洞間的空隙。

壓力管道在電站廠房的正上方分叉，進入到升級改造的自來水處理廠。此外，隨著裝機容量為1．7 MW的水輪機/發電機完工，項目團隊重建了該城市的生態機組(原文為魚閥機組)，而新建的裝機15．9 MW的電站廠房可以控制該市在格林水庫(Green Lake)其他地方安裝的水輪發電機組。由于該項目位于一個小島上，因此按計劃運送所有的施工材料就成為整個項目的關鍵。

3　組建團隊

不像一些施工場地比較偏遠的項目，在該項目施工過程中，如何吸引并留住勞動力并不是很顯著的挑戰。通過團隊建設、為招錄的人員提供具有挑戰性的工作，以及為他們在城鎮周圍提供條件及環境較好的住房等方式，使該團隊一直保持著緊密團結的作風。

另外，該項目施工的各個環節都雇傭了大量當地勞動力。當地承包商東南阿斯穆爾(Southeast arthmover)、ASRC麥克勞建設者有限公司(ASRC McGraw Constructors)以及施莫克機械公司(Schmolck Mechanical)，都在該項目中扮演著重要角色。此外，巴納德建筑有限公司(Barnad)、NAES電力承包商(NAES power Contratorsy)以及布盧萊克隧道開挖公司都雇傭了大量當地員工。

當地社區從一開始就支持大壩擴建項目，并且在整個項目實施期間都扮演著重要角色。當電價被提高35%來支付1．5億美元的預算時，錫特卡地區的居民能夠非常理解并支持這一計劃，因為他們了解該計劃的必要性。阿拉斯加能源局只撥付了0．5億美元，剩下的1億美元將由消費者通過地方政府的債券來直接償還。然而對于錫特卡的城市規模來說，這是一個天文數字，但當地居民熟知:該地區年降雨量超過254 cm，在這種情況下，水力發電將是他們獲得長期、穩定及可靠電力的最佳選擇。

當地社區的支持力度在該項目建設過程中已經得到驗證，即使是在試運行期間的短暫中斷供電，而且將他們的飲用水源改為不達標水源長達3個月的情況下，依然得到了他們持續性的大力支持。

當地社區完全參與了該項目的整個施工過程，并且通過多種渠道了解電費構成和預算的最新消息。其中最主要的消息來源為在施工期間每月定期參觀大壩施工現場，該活動在項目施工期的每年夏天進行。每次觀光前，簽署報名表即可在幾個小時內參觀100處開放地點。

工程快接近完工時，在原布盧萊克發電站關閉期間，該建設團隊申報了65 d停止發電期。另外，由于錫特卡城市用水是從布盧萊克水庫取水，在此期間，該項目團隊安裝了臨時自來水廠，從該島北部的印第安河抽水，經處理后作為錫特卡城市的飲用水。在水電站停機期間，當地社區積極響應節約使用能源的號召，從而減少柴油發電機的數量。經當地居民和項目團隊的共同努力，在水電站停機期間，幾乎很少使用柴油發電機。盡管大多數人都明白電站為什么停機，但是仍有部分居民對水電站停機表示不滿。

4　結語

工程按原定施工計劃并在預算范圍內順利完工，項目獲得的成功，得益于當地社區及居民的鼎力支持和理解。錫特卡的每一個居民都知道布盧萊克大壩在實施擴建工程，并且也明白該項目對他們的日常生活極其重要。盡管美國聯邦政府沒有將水力發電作為可再生能源進行撥款，但卻得到大部分居民的理解與支持。錫特卡布盧萊克大壩的擴建項目很榮幸地將為錫特卡地區提供長期、穩定和安全的綠色電力。

(周榮胡平編譯)

收稿日期:2015-05-12

文章編號:1006-0081(2015) 07-0011-02

中圖法分類號:TK733．1; TK733．8

文獻標志碼:A