Guri Hydropower Station
古里水電站位于委內(nèi)瑞拉東南部奧里諾科河支流卡羅尼(Caroni)河上,距首都加爾加斯600公里,是世界上最大的水電站之一,具有發(fā)電、防洪、灌溉等效益。大壩為重力壩/土石壩,最大壩高162米,水庫(kù)總庫(kù)容達(dá)1350億立方米。整個(gè)工程分二期建設(shè):第一期工程于1963年9月開工,1968年開始發(fā)電,1977完成,歷時(shí)14年,一期壩高110米,裝機(jī)容量266萬(wàn)千瓦;第二期工程于1978年開工,1984年開始發(fā)電,1986年10月全部竣工,歷時(shí)為8年,二期將壩加高52米,擴(kuò)大裝機(jī)容量至1030.5萬(wàn)千瓦,年發(fā)電量達(dá)510億千瓦·時(shí)。
壩址處年徑流量1537億立方米,多年平均流量4870立方米/秒,水庫(kù)調(diào)節(jié)水量98%,調(diào)節(jié)性能很好。壩址控制流域面積85000平方千米,可能最大洪水48100立方米/秒。
水庫(kù)正常高水位270米,水庫(kù)面積4252平方千米。最低水位240米,最高洪水位271.2米。水庫(kù)死庫(kù)容496億立方米,有效庫(kù)容854億立方米,是世界上最大的人工湖和水庫(kù)之一。
卡羅尼河是南美洲奧里諾科(Orinoco)河的支流,長(zhǎng)640千米。古里壩址位于河口以上95千米,集水面積85000平方千米,流域內(nèi)平均年降水量達(dá)2920毫米,多年平均流量4870立方米/秒。流域內(nèi)有森林被覆62500平方千米,泥沙很少。壩址地質(zhì)為堅(jiān)硬的花崗片麻巖,可建高壩大庫(kù)。庫(kù)區(qū)人口稀少,淹沒(méi)損失小,河道也不通航,這些是分期建設(shè)的有利條件。
工程包括河床混凝土重力壩,河床溢洪壩,左、右岸均質(zhì)心墻土石壩,一、二期發(fā)電廠房及開關(guān)站。壩后從左到右布置第1、2號(hào)發(fā)電廠房。在壩下游左岸設(shè)有一座800千伏和兩座400千伏開關(guān)站。
水電站一期工程正常蓄水位高程為215米,相應(yīng)水庫(kù)面積765平方千米,水庫(kù)庫(kù)容170億立方米。最低水位195米,相應(yīng)庫(kù)容59億立方米。大壩壩頂高程220米。左翼重力壩長(zhǎng)483米,壩頂寬度2.5~16.25米;右翼重力壩長(zhǎng)179米,壩頂寬度3米。重力壩壩高110米。體積112.7萬(wàn)立方米,右側(cè)土石壩段壩高90米,壩長(zhǎng)220米,頂寬12米,上游坡度1∶2.5,下游坡度1∶1.75。溢流壩段長(zhǎng)183.76米,堰頂高程195.20米。設(shè)9孔弧形閘門,閘門尺寸為15.24米×20.76米(寬×高),每3個(gè)孔口采用混凝土墻分隔為單獨(dú)的溢流段和挑流鼻坎。最大泄洪能力40000立方米/秒。壩右側(cè)1400米處,建有自潰式非常溢洪道,泄洪能力15000立方米/秒,右側(cè)更遠(yuǎn)處有一座副壩,為心墻土石壩。一期所建1號(hào)廠房長(zhǎng)245米,安裝10臺(tái)機(jī)組,機(jī)組寬度23米。廠房挖方63.8萬(wàn)立方米,澆筑混凝土24萬(wàn)立方米。水輪機(jī)為混流式,單機(jī)容量分別為:1~3號(hào)18萬(wàn)千瓦,轉(zhuǎn)輪直徑5米,4~6號(hào)22.3萬(wàn)千瓦,轉(zhuǎn)輪直徑5.2米,7號(hào)34萬(wàn)千瓦,8~10號(hào)37萬(wàn)千瓦,總裝機(jī)容量266萬(wàn)千瓦,一期庫(kù)水位215米時(shí),發(fā)電水頭為92米。發(fā)電機(jī)為傘式,總功率268.5萬(wàn)千伏安,功率因數(shù)分別為0.95(1~6號(hào)機(jī)組)和0.9(7~10號(hào))機(jī)組。1號(hào)尾水渠長(zhǎng)1497米,底寬70米,挖方235萬(wàn)立方米。大壩加高后,1~3號(hào)機(jī)組容量增至21.8萬(wàn)千瓦,4~6號(hào)機(jī)組增至27萬(wàn)千瓦。
在大壩下游壩址距第一期廠房之間,預(yù)留50米作為將來(lái)加高大壩時(shí)下游面加寬之用。
二期工程包括以下項(xiàng)目的施工:將河床混凝土重力壩加高到272米;增建兩岸混凝土重力壩的延伸段;新建左右岸土石壩與重力壩壩尾相連接段;新建數(shù)座庫(kù)區(qū)埡口副壩;在右岸增建二號(hào)壩后式廠房。
擴(kuò)建施工時(shí),不影響已建10臺(tái)機(jī)組的正常運(yùn)行,且隨著大壩的逐步加高而提高水頭,發(fā)電能力得到逐步增大,同時(shí)還要經(jīng)常保留相當(dāng)大的泄洪能力。
二期擴(kuò)建工程將正常蓄水位高程提高至270米,壩頂高程達(dá)272米。重力壩加長(zhǎng)至1242米,其中右翼長(zhǎng)1073米,頂寬2.5~21.0米,左翼重力壩長(zhǎng)169米。壩體混凝土方量528萬(wàn)立方米。左岸連接的土石壩壩長(zhǎng)2000米,壩高102米,壩頂高程276米,頂寬11米,上游坡度1∶3,下游坡度1∶2.5,總體積2170萬(wàn)立方米。右岸連接的土石壩壩長(zhǎng)4000米,壩高97米,壩頂高程277米,頂寬11.0米,坡度與左岸土石壩相同,總體積4743萬(wàn)立方米。
溢流壩段將堰頂抬高55米,達(dá)到高程250.2米,混凝土總量達(dá)74.6萬(wàn)立方米。為保證施工期安全泄洪,3條泄槽分期錯(cuò)開施工,以便在加高其中1條泄槽時(shí),另外2條可泄洪。溢洪道泄洪能力30000立方米/秒。
庫(kù)區(qū)埡口副壩總長(zhǎng)32000米,最大壩高45米,壩頂高程275米,頂寬7米。上游坡1∶3,下游坡1∶2.5,挖方191.4萬(wàn)立方米,填方1348.6萬(wàn)立方米。
二期增建的2號(hào)廠房長(zhǎng)392米,寬83米,高64米。安裝10臺(tái)機(jī)組,機(jī)組段長(zhǎng)28米,挖方100.6萬(wàn)立方米,澆筑混凝土61.4萬(wàn)立方米。水輪機(jī)為混流式,轉(zhuǎn)輪直徑7.2米,轉(zhuǎn)輪重250噸,設(shè)計(jì)水頭130米,最大水頭146米,最小水頭111米,額定轉(zhuǎn)速112.5r/min,單機(jī)引用流量512立方米/秒,額定容量61萬(wàn)千瓦,最大容量73萬(wàn)千瓦,總裝機(jī)容量730萬(wàn)千瓦。發(fā)電機(jī)為空冷、半傘式,額定出力80.5萬(wàn)千伏安,功率因數(shù)0.9。電壓1818千伏,飛逸轉(zhuǎn)數(shù)215r/min,轉(zhuǎn)子直徑18.277米,重1244噸,GD為155000t·m,2號(hào)尾水渠長(zhǎng)3070米,底寬150米,挖方114.6萬(wàn)立方米。
由于大壩加高,1號(hào)廠房的裝機(jī)容量由原來(lái)的266萬(wàn)千瓦增加至300.5萬(wàn)千瓦。1、2號(hào)廠房合計(jì)裝機(jī)容量達(dá)1030.5萬(wàn)千瓦。
在壩下游左岸設(shè)一座800千伏和二座400千伏開關(guān)站,目前有2回800千伏輸電線路總長(zhǎng)1300千米,通往首都加拉加斯附近;有5回400千伏線路送往圭亞那工業(yè)區(qū)和加拉斯加地區(qū)。
古里水電站一期工程主要工程量:土石方開挖767萬(wàn)立方米,土石方填筑347萬(wàn)立方米,混凝土澆筑174萬(wàn)立方米。一期工程于1963年開工,1968年開始發(fā)電,1977年完成。二期擴(kuò)建工程主要工程量:土石方開挖1433萬(wàn)立方米,土石方填筑8543萬(wàn)立方米,混凝土澆筑671萬(wàn)立方米。二期擴(kuò)建工程于1976年開工,1984年開始發(fā)電,1986年完成。土石開挖月最高強(qiáng)度達(dá)420萬(wàn)立方米,土石方填筑月最高強(qiáng)度達(dá)370萬(wàn)立方米,混凝土澆筑月最高強(qiáng)度17萬(wàn)立方米,現(xiàn)場(chǎng)高峰人數(shù)達(dá)17000人。
大壩加高:分期建設(shè)的特點(diǎn)是第一期工程布置必需考慮第二期工程的需要,而在第二期工程施工時(shí)又不會(huì)影響已完成工程和第一期廠房的安全運(yùn)行。
(1)右岸重力壩及土石壩的分期建設(shè)。第一期右岸重力壩布置一期發(fā)電廠房的進(jìn)水口和高壓管道,共分10個(gè)壩段(12~21),其右側(cè)為兩個(gè)常規(guī)混凝土重力壩段(10~11),與右岸一期堆石壩相連結(jié)并被土石壩包圍。其右側(cè)接曲線形擋土墻(1~10),作為堆石壩的下游擋墻,曲線以右的壩軸線和原壩軸線呈45°角。第二期重力壩即沿此方向延伸。
一期土石壩作為二期大壩的上游施工圍堰,二期大壩建成后即行拆除。
第二期右岸混凝土重力壩是將一期曲線形重力式擋墻加高并延長(zhǎng)約588米,以便布置2號(hào)水電廠房的進(jìn)水口,其延長(zhǎng)段和右岸土石壩相接,作為土石壩的下游擋墻,并可繼續(xù)加長(zhǎng)修建遠(yuǎn)期第三期廠房進(jìn)水口,無(wú)需再修圍堰。這種接頭方式,防滲可靠,施工簡(jiǎn)便,又利于工程擴(kuò)建。
(2)左岸重力壩及土石壩。在第一期工程中,溢洪道左側(cè)有一混凝土重力壩,其軸線折向上游,與溢洪道軸線呈90°夾角并與上游一天然山頭相接,原設(shè)計(jì)擬在第二期施工時(shí)繼續(xù)加高,利用上游山脊形成左岸擋水線。但經(jīng)補(bǔ)充勘探工作查明,該山頭基巖裂隙發(fā)育,易形成滲漏,因此決定重新修建一段左岸重力壩,該段重力壩與上游透水山脊平行,并位于其下游,共有11個(gè)壩段,其左側(cè)與土石壩連結(jié),一部分壩體埋入土石壩中起防滲的作用。
(3)溢洪道加高。首先,在溢洪道上修建一條高棧橋,作為混凝土澆筑的運(yùn)輸?shù)缆?。然后,?個(gè)陡槽分若干步交替加高。在每一步加高中,先用堵水門在閘墩首部將一個(gè)陡槽封堵。把閘門從支座上卸下,提升到預(yù)計(jì)的支座位置上。之后,將溢流堰頂加高。堵水門為浮式,共需3套,每個(gè)高35米、寬20米、重800噸。溢洪道按預(yù)定水位,分期逐步進(jìn)行加高。
(4)混凝土澆筑系統(tǒng)和骨料加工廠。2座拌和樓布置在右岸新建重力壩端頭的右下方,距壩腳約200米左右。每座拌和樓設(shè)4個(gè)3.44立方米的自落式攪拌機(jī)和一套篩分設(shè)備,實(shí)際月產(chǎn)17萬(wàn)立方米混凝土。在預(yù)冷階段通過(guò)噴灑冷卻水、風(fēng)冷、加冰拌和等方式使混凝土出機(jī)溫度達(dá)到7℃,在原重力壩上加澆混凝土?xí)r,沿老壩的表面連續(xù)地水平上升,一般對(duì)老壩面噴砂漿,僅在垂直面上鉆孔,插入錨桿,并進(jìn)行接觸灌漿。
從拌和樓將混凝土運(yùn)至壩上,采用9列自動(dòng)推進(jìn)式槽車,沿一條寬14米、長(zhǎng)1400米的施工棧橋運(yùn)行,棧橋上安裝有6臺(tái)垂直起吊混凝土的門機(jī)。
初碎設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為2700噸/h,材料最大粒徑為1219毫米,最終生產(chǎn)小于153毫米的石料。骨料加工過(guò)程包括二次篩分,系統(tǒng)生產(chǎn)能力1820噸/h。
水電站建壩對(duì)環(huán)境的影響主要是在壩上游形成一個(gè)巨大的人工水庫(kù),而對(duì)下游則使河流的水文條件發(fā)生很大的變化。水庫(kù)建成后,帶來(lái)了庫(kù)區(qū)淹沒(méi)損失,同時(shí)破壞了野生動(dòng)植物的生態(tài)環(huán)境。這些損失將由水電開發(fā)的利潤(rùn)中加以補(bǔ)償。
受淹沒(méi)影響的居民數(shù)接近3600人,對(duì)于移民安置,最終采用的辦法是將淹沒(méi)區(qū)的居民集體搬遷安置在新村落中。共設(shè)置了3個(gè)新村。
水庫(kù)對(duì)卡羅尼河季節(jié)性的流量變化有很好的調(diào)節(jié)作用,使之下泄流量趨向均勻,不會(huì)影響奧里諾科河口的生態(tài)環(huán)境。
古里水電站一期工程施工5年即開始發(fā)電,以后邊發(fā)電邊擴(kuò)建,根據(jù)用電負(fù)荷的增長(zhǎng)逐步擴(kuò)大電站規(guī)模。其所發(fā)廉價(jià)水電,為委內(nèi)瑞拉節(jié)省大量石油,并出口換取外匯,經(jīng)濟(jì)效益顯著。