三十載厚積薄發，“智”造“最聰明大壩”
——FIDIC工程項目杰出獎項目溪洛渡水電站

文/李文濤 王連生 姚孟迪

編者按

溪洛渡水電站工程曾獲FIDIC 2016年工程項目杰出獎，泄洪功率居世界拱壩之首，大尺寸地下電站洞室群為世界之最，工程規模僅次于三峽工程和伊泰普工程，是目前已建成的世界第三大水電站。其創新理念與開發的創新技術在大體積混凝土結構智能化建設方面居世界領先地位，并成功解決了“無壩不裂”的世界難題，溪洛渡大壩因此被稱為“最聰明的大壩”。本期謹以此文向新中國成立70周年獻禮，向行業同仁展示中國水電的建設實力，展示世界水電工程里的精品風采。

一、前言

溪洛渡水電站是金沙江下游四個水電梯級——烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩中的第三個梯級，壩高285.5米，高地震烈度區大壩設防標準為Ⅷ度，泄洪總功率1億千瓦，泄洪功率居世界拱壩之首，大尺寸地下電站洞室群為世界之最。電站位于四川省雷波縣和云南省永善縣接壤的金沙江峽谷河段，是長江流域防洪體系的重要組成部分，具有發電、防洪、攔沙和改善下游航運條件等功能，樞紐控制流域面積45.4萬平方公里，約占金沙江總流域面積的96%。

溪洛渡水電站工程規模僅次于三峽工程和伊泰普工程，是目前已建成的世界第三大水電站。早在1985年溪洛渡水電站的工程咨詢工作便已展開，經過項目建設、設計、施工、監理、科研等單位近30年不懈努力，成功解決一系列重大關鍵技術難題，取得豐富的創新成果，獲國家科技進步獎1項，省部級科技進步獎特等獎3項、一等獎15項。2016年，溪洛渡水電站工程獲得“菲迪克工程項目杰出獎”。工程質量優良，設計與技術達到國際水電行業先進水平，極大推動了水電行業技術的進步，工程投運5年多來運行正常，綜合效益顯著，實現了人與自然和諧可持續發展。

溪洛渡大壩被稱為“最聰明的大壩”，國際大壩委員會名譽主席Lius Berga教授評價溪洛渡大壩：“創新理念與開發的創新技術在大體積混凝土結構智能化建設方面已居世界領先地位，成功解決‘無壩不裂’的世界難題”。

二、戰略引領，厚積薄發

金沙江是長江的上游河段，其水能資源的富集程度堪稱世界之最，干流可開發裝機容量約1.124億千瓦，是我國規劃建設中“西電東送”的重要水電基地。開發金沙江水能資源對實施西部大開發戰略，優化和改善華中、華東地區能源結構，減少環境污染，實現我國國民經濟持續穩定增長具有十分重要的意義。

2002年，國家正式授權中國長江三峽集團公司滾動開發建設金沙江下游向家壩、溪洛渡、白鶴灘、烏東德四座巨型電站。溪洛渡水電站是金沙江下游四個梯級的第三級，在原水利電力部水電總局安排下，1985年溪洛渡水電站前期勘測設計工作正式啟動；2003年2月，三峽集團首批建設管理人員奔赴溪洛渡，開啟了籌建溪洛渡水電站的序幕；2013年5月水庫開始蓄水、2013年7月首批機組投產發電；2015年10月主體工程完工。歷經30年不懈努力，艱苦卓絕，中國三峽建設管理公司組織建成了中國“最聰明大壩”，向世界展示了中國水電的建設力量。

建設中的溪洛渡大壩

三、追求卓越，勇創一流

（一）攻克技術難關，取得重大創新成果

溪洛渡工程具有窄河谷、高拱壩、巨泄量等特點。拱壩承受總水推力高達1400萬t，對基礎承載能力、抗滑穩定、變形協調、整體穩定要求極高。首創“以巖級為基礎、安全為準則、分壩高區段確定拱壩建基面巖體等級”的拱壩建基面設計原則和評價體系，納入《混凝土拱壩設計規范》，推動了中國拱壩設計技術進步。拱壩壩身共設4層25個孔口，結構復雜，混凝土本體材料抗裂性能較弱，施工期溫控防裂為世界級難題，為此三峽集團聯合多家科研院校首創300m級溪洛渡拱壩智能化建設理論和體系，攻克數字灌漿、智能振搗和智能溫控等關鍵技術并研發了智能控制成套設備，使特高拱壩建設全過程工作性態可預測、反饋與控制，創造了澆筑混凝土680萬m3未出現溫度裂縫的世界紀錄。

溪洛渡大壩表孔泄洪

溪洛渡地下廠房洞室群數量（342條洞室）和尺寸（最大尺寸為443.3m×31.9m×75.6m）均為當期世界之最，地質條件復雜，設計及運行條件均無先例。首創超大地下洞室群圍巖穩定與控制成套技術，成功解決了層狀巖體近庫岸特大洞室群集成化布置、深覆蓋層（130m）大斷面（直徑14m）豎井安全施工等世界級難題，為同類工程提供了開創性成果，總體達到國際領先水平。原中國大壩學會名譽主席潘家錚院士稱贊：“溪洛渡地下工程是世界一大奇觀，溪洛渡地下電站工程堪稱精品，是中國水電工程的驕傲”。

溪洛渡泄洪流量和泄洪功率遠超世界拱壩同期最高水平，泄洪消能綜合技術難度居世界之首。創新提出壩身“7個表孔+8個深孔”、壩下設置水墊塘、左右岸各設2條泄洪洞的樞紐布置形式。壩身采用“分層出流、空中碰撞、水墊塘消能”方式；泄洪洞采用“有壓接無壓、洞內龍落尾”結構形式，出口采用“對稱挑流、水下碰撞”消能方式，成功解決窄河谷、高水頭、巨泄量泄洪消能關鍵技術難題。對混凝土材料、洞室開挖支護快速安全施工裝備和襯砌混凝土施工工藝等全面創新，首次系統提出了大泄量、高流速泄洪洞建設關鍵技術，建成“體形精準、平整光滑、高強耐磨”泄洪洞，成功解決抗沖耐磨、防止空蝕、消能防沖等難題，為類似工程提供借鑒，成果達到國際領先水平。

溪洛渡水電站地下廠房

（二）質量優良，管理先進

·通過對溪洛渡拱壩建基面設計優化，減少壩基開挖和混凝土工程量各100多萬m3，節省投資近7億元，減少了施工對環境的不利影響。

·通過研究拱壩智能化建設關鍵技術，全壩全過程施工仿真和大壩基礎施工質量智能控制，施工期未發現混凝土溫度裂縫，優質、高效建成“無縫大壩”，縮短工程工期9.5個月，提前擋水發揮了工程防洪等顯著社會效益。

·地下廠房埋深超過400m，主要洞室距離洞口最遠達2.9km，通風散煙問題突出。為此，三峽集團系統研發了可靠、節能、環保的施工期通風技術，攻克大埋深、長隧洞、多洞室群施工環境難題，保障了施工人員職業健康安全。形成大跨度、高邊墻超大地下洞室群開挖支護一次成型成套技術，成功解決層間、層內錯動帶和節理裂隙發育等不良地質條件下圍巖穩定問題，施工質量超越同期工程。

·全部18臺機組均一次啟動成功、一次通過72小時試運行、一次通過“首穩百日”考核目標，技術卓越，質量優良。

·首次采用“低熱水泥、低摻硅粉、高摻粉煤灰”混凝土配置技術，成功研制高強抗沖耐磨防裂混凝土及適應大斷面、變坡度、多曲線隧洞混凝土施工成套裝備，顯著提高了水工隧洞建造水平、施工質量和施工效率。

在溪洛渡水電站建設管理過程中，高度契合FIDIC理念，實現工程透明和廉潔，取得豐碩科技創新成果。引進世界一流的咨詢評估機構對工程重大技術方案進行評審，成立由權威專家組成的質量檢査專家組，實現技術透明公開；聘請美國哈扎公司和日本前田公司總監參與工程施工管理，提高工程國際化水平，確保工程高效廉潔建設。依法依規執行工程招標投標制，招標過程接受專業監督機構全過程監督，無違規違紀行為。專項制定廉潔協議并作為工程合同附件簽訂，明確相關方廉潔履約的責任和義務，杜絕腐敗。工程全過程接受了經濟審計、專項巡視、質量監督、安全鑒定和工程驗收，未發生違背咨詢工程師職業道德的情況。溪洛渡工程從2013年運行以來，主要建筑物接受了設計工況考驗，建筑物各項指標均在設計和預計范圍內，運行穩定。

（三）一項工程，多重效益

發電效益。溪洛渡水電站電量大，調節性能好，電力質量高，是金沙江水電能源“西電東送”的最優電源點。電站左右岸各安裝9臺77萬千瓦的水輪發電機組，最大裝機容量1386萬千瓦，多年平均發電量571.2～640億千瓦時(近期-遠景)。長江水系汛期水量豐沛，各電站汛期電量比重大，特別需要調節水庫對汛期和枯水期的水量。溪洛渡水庫總庫容126.7億立方米，調節庫容64.6億立方米，具有年調節能力，除電站自身巨大的發電效益外，對下游梯級水電站有巨大的發電補償效益，使下游的三峽、葛洲壩水電站的供水期增加一個月，增加保證出力37.92萬千瓦，枯水期電量18.86億千瓦時；使向家壩水電站增加枯水期平均出力33.63萬千瓦，年發電量13.54億千瓦時。

防洪效益。溪洛渡水庫防洪庫容46.5億立方米，水庫下游緊鄰川江，距離宜賓市河道里程184公里，具有控制洪水比重大，距防洪對象近的特點，因此興建溪洛渡水電站是解決川江防洪問題的主要工程措施之一。電站建成后，通過合理調度，可使川江沿岸的宜賓、瀘州、重慶等城市的防洪標準從以往的不到20年一遇提高至“百年一遇”，增強了下游地區的自然減災能力，在長江防洪體系中發揮重要的作用。

攔沙效益。金沙江是一條多泥沙河流，多年平均含沙量達1.7千克／立方米，在溪洛渡壩址金沙江年平均輸沙量2.47億噸，占進入三峽水庫入庫泥沙量的47%。溪洛渡工程死庫容51億立方米，建成后除推移質全部留在庫內外，還可以利用巨大的死庫容攔截懸移質泥沙，減少三峽水庫的入庫泥沙。據計算，溪洛渡水電站單獨運行30年，可減少向下游輸沙58.84億噸，占同期來沙量的80%，可有效減少三峽水庫庫尾段重慶港的泥沙淤積，有利于三峽水庫的長期使用和綜合效益的發揮。

改善航運。金沙江的溪洛渡及向家壩水庫建成前，金沙江僅新市鎮～宜賓的108km為通航河段，航道等級為五級。新市鎮以上河段由于河道狹窄、灘多、落差大、水流湍急、流態混亂，該河段為不通航河段。統計2013年至今的實際調度資料，溪洛渡水庫蓄水后，對溪洛渡水電站壩址下游河段，在枯水期平均出庫流量約2190 m3/s，較天然枯水期流量1750 m3/s增加流量約440m3/s，在一定程度上改善了下游向家壩庫區及向家壩水庫下游川江航道枯水期的航運條件。

四、打造環境友好型工程，踐行綠色發展理念

水電是清潔、可再生能源，溪洛渡水電站大量的優質電能代替火電后，每年可減少燃煤2200萬噸，減少二氧化碳排放量約4000萬噸，減少二氧化氮排放量近48萬噸，減少二氧化硫排放量近40萬噸。而且，庫區生態環境和水土保持措施的落實，將有助于提高區域整體環境水平。在水電開發中，始終堅持工程建設好、環境保護好、移民安置好、綜合治理好的“四好”工作方針，努力實現開發與保護“雙贏”。在施工區環境建設與管理上，中國三峽集團堅持做到環境保護與主體工程同時設計、同時施工、同時投產使用。通過設計優化顯著減少了工程占地，對外交通等公路橋隧比達到49%，電站廠房全部采用地下布置；地下工程和拱壩混凝土粗骨料全部利用洞室開挖料1000多萬m3，實現了資源集約、綠色環保。在施工中采用先進的工藝處理了大量的生產廢水和生活污水、達標后再次利用，有效減少了環境污染。溪洛渡水電站用于環境保護和水土保持總投資約12.06億元，工程區人工綠化面積達到120萬m2，施工區林草覆蓋率42%，生態環境得到及時修復，工區環境優美，被當地群眾譽為“后花園”。

溪洛渡水電站全景圖

溪洛渡水電站庫區黃華新鎮

珍稀特有魚類增殖放流站

溪洛渡、向家壩水電站建立了珍稀特有魚類增殖放流站，放流站建成投入運行以來，人工繁殖技術不斷取得新進展，目前可以繁殖9個品種，每年繁殖數量近26萬尾，共向金沙江放流的魚苗總量超過了158.4萬余尾，并與大自然保護協會（TNC）合作研究魚類保護，更好地保護了金沙江流域的生態環境。

五、建好一座電站，造福一批移民

在溪洛渡水電站建設的同時，為溪洛渡庫區新建道路超過370km，使當地的交通運輸更加便捷安全；新建集鎮13個，城鎮化率增加2.5%；幫助7.2萬移民脫貧致富；累計投入移民資金超過250億，20萬庫區群眾生活水平得到顯著提高。

溪洛渡移民安置點—德昌

云南永善縣新貌

目前，溪洛渡水電站移民遷建工程及移民安置工作已基本完成，移民生產生活水平穩步提升。同時為積極支持兩省做好移民后續發展幫扶工作，中國三峽集團成立了公益基金會，并開國內之先河，從溪洛渡、向家壩兩座電站發電收益中拿出專項資金，打造“愛心幫扶、產業扶持、能力提升、民生保障、和諧庫區”五大工程，以充分發揮水電工程對經濟社會發展的輻射帶動作用。中國三峽集團積極倡導和踐行“建好一座電站、帶動一方經濟、改善一片環境、造福一批移民”的水電開發理念，與兩省各級黨委政府一道，密切協作，努力把庫區資源優勢轉化為經濟優勢和扶貧優勢，增加移民群眾在水電開發中的獲得感，確保實現“搬得出、穩得住、逐步能致富”的目標，決不讓一個移民返貧，決不讓一個移民在全面建成小康社會的道路上掉隊落伍。