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(qū)，擴建項目主要包括:大壩加高和新建發(fā)電站2個部分。在當?shù)卣?、社區(qū)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(qū)提供穩(wěn)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(shè)計與施工過程，以及項目團隊的組成和工程將會發(fā)揮的作用。

關(guān)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(fā)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(fā)電站正式投產(chǎn)發(fā)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(wěn)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(fā)電行業(yè)的未來更趨向于開發(fā)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(huán)境產(chǎn)生的破壞性會很小，而且又能產(chǎn)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(chǔ)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(fā)電機)，剪彩人員中的大多數(shù)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?xùn)|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(zhàn)，但工程還是按預(yù)定計劃、在預(yù)算內(nèi)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(shè)計方案

早在50 a前，工程師在布盧萊克工程的原設(shè)計中就已經(jīng)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(yīng)新建1座能安裝3臺水輪發(fā)電機組的電站廠房。新增的設(shè)施使原布盧萊克大壩和發(fā)電站的輸出能力翻了一番，這樣能保證錫特卡水力發(fā)電的未來運行，該水電站的發(fā)電將成為錫特卡9 000居民生活用電和商業(yè)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(guī)劃和安排。工程建設(shè)所需的所有設(shè)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(jīng)由西雅圖、華盛頓、安克雷奇及阿拉斯加運抵現(xiàn)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(fēng)暴系統(tǒng)就可以在5d內(nèi)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(chǔ);

(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(shù)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(tǒng)及發(fā)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(nèi)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(shè)管理人員和工長每天都必須協(xié)調(diào)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(jīng)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(nèi)的管道，則需要從內(nèi)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(nèi)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(nèi)陷的鋼管內(nèi)部作業(yè)，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(fā)電機完工，項目團隊重建了該城市的生態(tài)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(fā)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(guān)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(zhàn)。通過團隊建設(shè)、為招錄的人員提供具有挑戰(zhàn)性的工作，以及為他們在城鎮(zhèn)周圍提供條件及環(huán)境較好的住房等方式，使該團隊一直保持著緊密團結(jié)的作風(fēng)。

另外，該項目施工的各個環(huán)節(jié)都雇傭了大量當?shù)貏趧恿?。當?shù)爻邪號|南阿斯穆爾(Southeast arthmover)、ASRC麥克勞建設(shè)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?shù)貑T工。

當?shù)厣鐓^(qū)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(yù)算時，錫特卡地區(qū)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(guī)模來說，這是一個天文數(shù)字，但當?shù)鼐用袷熘?該地區(qū)年降雨量超過254 cm，在這種情況下，水力發(fā)電將是他們獲得長期、穩(wěn)定及可靠電力的最佳選擇。

當?shù)厣鐓^(qū)的支持力度在該項目建設(shè)過程中已經(jīng)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(xù)性的大力支持。

當?shù)厣鐓^(qū)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(gòu)成和預(yù)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(xiàn)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(nèi)參觀100處開放地點。

工程快接近完工時，在原布盧萊克發(fā)電站關(guān)閉期間，該建設(shè)團隊申報了65 d停止發(fā)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(jīng)處理后作為錫特卡城市的飲用水。在水電站停機期間，當?shù)厣鐓^(qū)積極響應(yīng)節(jié)約使用能源的號召，從而減少柴油發(fā)電機的數(shù)量。經(jīng)當?shù)鼐用窈晚椖繄F隊的共同努力，在水電站停機期間，幾乎很少使用柴油發(fā)電機。盡管大多數(shù)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(jié)語

工程按原定施工計劃并在預(yù)算范圍內(nèi)順利完工，項目獲得的成功，得益于當?shù)厣鐓^(qū)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(lián)邦政府沒有將水力發(fā)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(qū)提供長期、穩(wěn)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