邱吉爾瀑布水電站

邱吉爾瀑布水電站

邱吉爾瀑布水電站是1960年開始建造,位於加拿大拉布拉多半島紐芬蘭省哈密爾頓河(又名邱吉爾河)上,在邱吉爾瀑布下游23千米處的一個水電站。

基本介紹

建設歷程,地理水文,技術套用,相關文化,

建設歷程

邱吉爾瀑布水電站工程於1967年8月開工,1971年12月首批2台機組發電,1974年9月最終建成。
工程土石方填築2021萬立方米,地下石方開挖175萬立方米,34個月完成,平均月強度5.15萬立方米。
混凝土澆築15.6萬立方米。
工程總投資約13.1億加元,單位投資250加元/kW。
1967年秋,地下廠房進口隧洞開始開挖,1969年5月13日截流,1971年底2台機組開始試運行,1972年5月開始送電。
在1970年施工高峰時工地人數超過6000人。
地下廠房開挖採用布魯克五臂鑽車1台、七臂鑽車1台,另外還採用了3分半式三平台鑽車,在平台上曾分別採用梯鑽和液壓鑽臂。
邱吉爾瀑布水電站

地理水文

邱吉爾瀑布水電站壩址區基岩為變質花崗片麻岩,帶有輝長岩-閃綠岩及黑花崗岩的侵入體,壩下有分布不規則的粉砂、礫石及卵石的覆蓋層,壩基處覆蓋層厚度為12m。
水庫區地勢較平坦,湖泊眾多。
壩址以上流域面積6.93萬平方公里,多年平均年徑流量439億立方米。
水庫由上水庫、主水庫、西前池和東前池組成,正常蓄水位448.6m,總庫容334億立方米,調節庫容283億立方米,庫容係數β1為0.64,可進行多年調節。
設計洪水標準為萬年一遇,洪峰流量17 000 立方米/秒。校核洪水採用可能最大洪水,洪峰流量30 600 立方米/秒。
電站利用哈密爾頓河上高75m的邱吉爾瀑布以及上下游急灘的集中落差,最大水頭322 m,設計水頭312.5 m。正常尾水位129.3 m。

技術套用

邱吉爾瀑布水電站邱吉爾瀑布水電站
水電站樞紐主要由土壩、溢洪道、引水系統和地下廠房等組成。
88座土壩總長64km,平均高度9m,用以抬高原有湖泊水位並從相鄰河流上游引水,形成水庫;前池壩最大壩高32m,壩頂長度5506m,壩體方量165.8萬立方米。
建有4座控制閘門和2座溢洪道,總泄流量22300立方米/秒。
進水口至發電廠房間有11條壓力斜洞,每條長427 m,上段用混凝土襯砌,洞徑6.1 m,下段用鋼板襯砌,鋼板厚38~44.5 mm,洞徑4.3 m。
斜洞四周岩石採用高壓灌漿。
主廠房為引水式地下廠房,洞室長300 m,寬25m,高50m。
主廠房上游側設變壓器洞,長261 m,寬15.2 m,高11.9 m。下游側設尾水調壓室,長233 m,寬15.9 m,高45 m。
下接2條未襯砌的尾水洞,各寬13.7m,高18.3 m,長1690 m。廠房區基岩為變質花崗片麻岩,廠房埋深256 m。
開關站和電站的控制管理樓設在地面。
地下廠房內安裝11台高水頭混流式水輪發電機組,機組間距22m,單機容量為47.5萬kW,水輪機轉輪直徑為6m和6.1m,轉速200r/min,額定容量47.5萬kW,流量180m^3/s,最大水頭322m,設計水頭312.5m。發電機功率為50萬kVA,電壓為15kV。
發電機通過容量為50萬kVA的一次變壓器,升壓至230kV。
經過230kV母線引出6條電纜,由電纜井接至地面容量為100萬kVA的二次變壓器組,升至735kV後送出。

相關文化

邱吉爾瀑布水電站是當今世界上最偉大的建築工程之一,它位於庫底300米的地下,整個水電站是通過開鑿出堅硬的花崗岩而成的,6300人歷經了5年的時間才將最終將它鑄造而成,工程總耗資達九億五千萬美元。
邱吉爾瀑布水電站的發電量有4000萬千瓦,數百萬升的水從瀑布水庫中流入被稱為“導水管”的巨型管道里,“導水管”再與最下端的渦輪機連線,通過流水的落差推動渦輪機轉動發電,一直為北美地區供應著清潔的可再生能源。
與一般的水電站不同的是,邱吉爾瀑布水電站所有的控制室都在地下300米處,由於匯集了當時全世界最為尖端的建築學專家和技術人員,水電站的各項安全保護設施可謂是盡善盡美,確保能抵禦住任何人類已知的意外和災難。
但就在整個工程幾近完工時,水電站的一位工程師卻在例行檢查中無意間聽到一個施工工人說,如果出現更大的災難,所有的防護措施都無效了,裡面的人該怎么逃?
這本是一句無心話,因為所有的人都知道,如此精良的水電站,是很難出意外的,它可以抵擋一切重大事故發生,比如勢不可擋的洪水或者火災。
但是,這個微小的聲音還是很快被匯報到工程總部那裡,工程總部立即召開會議,設計部門首先帶頭自我批評,表示當初設計時的確沒有考慮到“出乎我們意料之外”的不可抗拒的災難。如果到那時真有這種災難,水電站地下的工作人員的確只能是坐以待斃。
最終,他們決定在控制室的出口旁放一台緊急“逃生巴士”,這個逃生巴士需要一周七天,一天24小時全天候待命,沒有任何訊息的時間,而且雷打不動每天都要修檢一次,以防止它發生故障,在緊急情況下開不走。
在外人看來,放置逃生車似乎已經是杞人憂天,多餘之舉了。但是,多餘之舉還遠沒有就此打住。設計師們又開始捫心自問,如果發生意外,地下控制室的人員被燃燒起來的火或者煙霧圍困住了,上不了巴士,又該怎么辦?
最終出出的解決辦法是,開鑿出一個“避難所”,讓其與控制室相聯!即便這個新增的項目,幾乎要改動整個已經快要完工的控制室。
臨時避難所建好後,裡面被放進足夠多的補給,它能夠保證15個人在裡面呆上一個月(當時整個控制室里只有不到10個人),裡面除了有食物外,睡覺和洗浴等設施也一應俱全,平時,臨時避難所里的食物和補給定期更換,好讓其始終保持新鮮。
但正如當初一些人所認為的那樣,“逃生巴士”和臨時“避難所”的確完全就是一個多餘,自運行以來,直到今天,邱吉爾瀑布水電站從未發生一起事故和意外,牢固保護設施讓它在一次又一次的洪水突襲中安然無恙。
既然,起不到作用,逃生巴士和臨時避難所就應該撤掉了,但事實上,歷屆水電站的頭頭們都從未有要撤走它們的想法,而是嚴格地按照當初所制定的規則和制度,一絲不苟地按時修檢逃生巴士,照料打理臨時“避難所”。
現在,要交代的是,關於逃生巴士和臨時避難所的這些規定和制度,都是在邱吉爾瀑布水電站正式啟用的那一年——40年的前的1971年制定的!

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