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來源：互聯網

構皮灘水電站，位于貴州省余慶縣境內的烏江干流，是中國烏江干流水電開發的第7個梯級電站，是國家“十五”計劃重點工程，是貴州省實施“西電東送”戰略的標志性工程。以發電為主，兼顧航運、防洪及其他綜合利用。

構皮灘鎮電站由水利部長江水利委員會長江設計集團設計，總投資138.42億元。整個工程由大壩、泄洪消能建筑物、地下式電站廠房、通航及導流建筑物等組成。控制流域面積43250平方公里，水庫總庫容64.54億立方米，調節庫容29.02億立方米，正常蓄水位630米。電站裝機容量5×60萬千瓦。構皮灘水電站大壩為混凝土雙曲拱壩，壩頂高程640.5米，最大壩高232.5米，壩頂弧長557.11米。電站于2003年11月8日正式開工，2004年11月16日大江截流。2005年3月8日大壩基坑開挖。地下廠房主廠房于2006年11月30日開挖完成。2009年6月8日導流底孔成功下閘，水庫蓄水；同年7月31日，構皮灘水電站首臺機組投產；12月26日第五臺機組投產發電。2016年8月，通航建筑物工程全線貫通。2021年6月22日，構皮灘水電站通航工程完成全線集控過標船測試正式投入試運行。

構皮灘水電站自投產以來先后榮獲“全國五一勞動獎狀”、“全國安全文化建設示范企業”、“中央企業先進集體”、“中國美麗電廠”等榮譽稱號。2014年，該電站工程榮獲貴州省“黃果樹杯”優質施工工程獎。2021年構皮灘發電廠入選首批100個中央企業愛國主義教育基地。2024年1月，貴州烏江構皮灘水電站入選第二十屆第二批中國土木工程詹天佑獎。

歷史沿革

構皮灘水電站工程2001年籌備進場，2001年10月30日進入四通一平前期工程建設，2002年7月開挖導流洞，同年11月開挖壩肩。于2003年11月8日正式開工，2004年11月16日大江截流。2005年3月8日，大壩基坑開挖。2006年11月30日，地下廠房主廠房開挖完成，主廠房混凝土澆筑。2009年6月8日，導流底孔成功下閘，水庫蓄水。同年7月31日，構皮灘水電站首臺機組投產；12月26日，第五臺機組投產發電，實現了“一年五投”的偉大壯舉。2011年完建。

構皮灘水電站通航工程2012年開工建設。2016年8月，全長2306米的通航建筑物工程全線貫通。2018年6月，烏江構皮灘水電站通航工程建設已接近尾聲，于2018年底全面進入調試工作。2021年6月22日，隨著500噸級“航電1號”貨船順利通過三級升船機，標志著烏江構皮灘水電站通航工程完成全線集控過標船測試，正式投入試運行。

地理環境

地理位置

構皮灘水電站壩址位于余慶縣境內的烏江干流，是烏江流域梯級滾動開發的第五級，上距烏江渡水電站137公里，下距河口涪陵455公里，控制流域面積43250平方公里，占全流域的49%。

烏江，是貴州省第一大江，為長江上游南岸最大支流，發源于烏蒙山東麓。烏江全長1037公里，橫貫貴州中部，在貴州東北部出境，入重慶市，于涪陵市匯入長江。其中，貴州境內802公里，貴州、重慶界河段72 公里，重慶境內163公里。干流總落差達到2124米，平均徑流量達到534億立方米，接近黃河的流量，是水能集中的水電富礦，為中國十二大水電基地之一。根據1989年國家批準的《烏江干流規劃報告》，烏江干流可興建11座大中型水電站，以次為北源六沖河上的洪家渡水電站，南源三岔河上的普定、引子渡水電站，干流上的東風、索風營、烏江渡、構皮灘、思林、沙沱、彭水、大溪口等水電站。除彭水和大溪口(三峽電站興建后取消)外，其于電站均在貴州省境內。

地勢地貌

皮灘水電站是巖溶地區較大的水電站之一，屬于溶洞。構皮灘水電站的洪水主要由暴雨形成，具有匯流時間短、洪水陡洪陡落、洪量集中等山溪性河流的特性。

建造布局

總體布局

構皮灘水電站總投資138.42億元。整個工程由大壩、泄洪消能建筑物、地下式電站廠房、通航及導流建筑物等組成。

設計參數

主要功能

主要作用

電站主要任務是發電，兼顧航運、防洪及其他綜合利用。

發電

構皮灘水電站水庫正常蓄水位630m，死水位585m，調節庫容31.54億m3，單獨運行具有年調節能力，與上游已建和在建大水庫聯合運行，具有多年調節能力。電站保證出力751.8MW，裝機容量3000MW，年發電量96.67億kW·h。作為電網骨干支撐電源，承擔電網調峰、調頻和事故負荷備用等。在烏江干流開發梯級中，構皮灘水電站除調節庫容僅略小于洪家渡水庫外，構皮灘水電站的保證出力、裝機容量和年發電量均位于各梯級之首，同時因其調節庫容大(31.54億m3)，對下游待建梯級的補償效益也大，可增補思林、沙沱和彭水等三級電站的保證出力和年發電量分別達220MW和2.3億kW·h，為下游梯級相繼開發創造條件，進而促進烏江干流水能資源充分開發利用。

航運

烏江源遠流長，橫貫貴州省腹地，與中國黃金水道長江直接過連通，根據其優越的地理位置和國民經濟發展的需要，國家海烏江列為中國西南地區的重要戰略交通航道。但烏江灘險流急，貴州省境內航運條件尤為惡劣，僅壩址下游的大烏江以下可段通航。貴州是資源性經濟省份，境內煤、磷等大量礦產資源需外運至長江中下游平原經濟發達地區，沿江兩岸的生產生活資料也需通過烏江運入，迫切需要打通烏江航道。構皮灘梯級是烏江最大大的控制性工程，開發構皮灘梯級，將渠化烏江通航里程200km，改善下游枯水期通航條件，并為促進下游梯級相繼開發，繼而為全線渠化烏江航道創造條件。因此，開工建設構皮灘工程，也是促進烏江航道渠化的重要措施。

防洪

烏江干流穿行于高山峽谷地區，本身防洪任務不重，壩址以下的思南縣、沿河土家族自治縣、彭水苗族土家族自治縣和武隆區等縣城，均分布在沿江兩岸一級階地，目前尚未設防，現有抗洪能力不足10a一遇，特別是壩下近區思南縣城的抗洪能力不到5a一遇，烏江中下游沿江城鎮的抗洪能力亟待提高。構皮灘鎮水庫控制了烏江中下游地區洪水的主要來源，在主訊期預留一定防洪庫容，與待建的思林、在建的彭水等梯級聯合運用，可提高烏江中下游沿江城鎮的抗洪能力。

長江中下游平原防洪歷來是長江防洪最突出的問題。烏江是長江上游4大主要支流之一，構皮灘位于烏江干流中游，是烏江干流最大的控制性工程，在主訊期預留一定防洪庫容配合三峽庫區運用，以削減長江中下游發生大洪水的超額洪量。

價值意義

構皮灘水電站不僅充分利用了烏江豐富的水能，而且克服了高山峽谷地形限制，創新性地建設了一條“天上的航道”，提升了烏江的通航能力。這為貴州省北部的烏蒙山地區、東部的武陵山西部地區，造就了一條連接長江黃金水道的經濟便捷通道。

作為烏江全面復航的關鍵節點和重要樞紐，構皮灘水電站通航工程在聯通中國西南流域航運網絡方面發揮了重要作用。通航后，500噸級船舶可從貴州遵義的烏江渡到達重慶涪陵，極大地增強烏江航運的輻射能力，對保障電網運行穩定、推動地方經濟高質量發展具有重要意義。

工程組織

關鍵技術

構皮灘水電站大壩為混凝土雙曲拱壩，壩頂高程640.5米，最大壩高232.5米，壩頂弧長557.11米。該工程在峽谷地區、巖溶系統、高200米以上薄拱壩，大流量泄洪消能設計，大型地下廠房洞室群，穿過軟巖的大口經導流隧洞以及高70多米的RCC圍堰等方面頗具挑戰性。

水電站機組

構皮灘水電站機組是中國通過三峽工程建設引進、吸收國際先進發電機設備制造技術后，自行設計、制造的特大型機組，每臺機組垂直高度近25層樓高，安裝各種機械、電氣配件10萬件，重4000噸，最大的配件——發電機轉輪1200噸，各種管道40000多米、電纜總數30000多米，全部實現了國產化。其中1號～5號水輪機由哈爾濱電機廠有限責任公司生產，1號～3號發電機由天津阿爾斯通水電設備有限公司生產，4號、5號發電機由東方電氣股份有限公司生產。在安裝過程中，中國水利水電第八工程局有限公司建設者以發展民族工業，打造“中國制造”為己任，精心組織、精心施工，攻堅克難，挑戰特大型機組安裝極限，從計劃的一年三投，到保三爭四，最后發展到一年五投，實現300萬千瓦機組全部投產發電目標。經啟動委員會對所采集的機組數據進行分析，機組各軸承瓦溫、油溫、各部震動、擺度值均在標準范圍內，機組穩定性和安裝工藝良好。

雙曲拱壩混凝土施工

構皮灘水電站攔河大壩為拋物線雙曲拱壩，位于"V"型對稱峽谷中，壩頂高程640.50m，河床建基面高程408m，最大壩高232.5m，壩頂上游面弧長552.55m;拱冠頂厚10.25m，底厚50.28m，拱端最大厚度58.43m。壩身設有6個表孔、7個中孔、2個放空底孔及4個臨時導流底孔。表孔堰頂高程617.0m，孔口尺寸12m×13m(寬×高)，采用跌流消能;中孔出口尺寸7m×6m，奇、偶數孔的孔底高程分別為550m和543m，出口采用挑流消能;放空底孔出口尺寸4m×6m，孔底高程490m；臨時導流底孔出口尺寸6.5m×8m，孔底高程490m。大壩混凝土總量約275萬m3。

混凝土工程工期緊，月上升高度大，澆筑強度高。計劃最高月澆筑強度為10.3萬m3，最高年澆筑強度為97.8萬m3，須采取大型模板和綜合機械化施工。全壩從拱冠斷面向兩岸按壩頂中心弧長20~24m設徑向橫縫，將壩體自左至右分成27個壩段，其中11~17號壩段為溢流壩段，1~10號和18~27號壩段為非溢流壩段。壩段不設縱縫，最大澆筑倉面面積約1200m2。壩體橫縫面設有梯形鍵槽和接縫灌漿系統，陡坡壩段設有接觸灌漿系統，待壩體內部溫度達到設計要求溫度時，橫縫面和陡坡面須進行水泥灌漿。拋物線型雙曲拱壩對體形結構要求嚴，須研究大型模板施工與保證拱壩體形的措施。混凝土澆筑時須嚴格控制澆筑溫度和混凝土內部最高溫度。

通航工程建設

構皮灘水電站通航工程建設是貴州省融入長江經濟帶的重大舉措之一。構皮灘鎮通航工程位于電站樞紐左岸，采用三級垂直升船機方式，由上下游引航道、3座鋼絲繩提升機垂直升船機和2級中間渠道等建筑物組成。線路總長2306米，最高通航水頭199米，設計代表船型為500噸級機動駁。構皮灘通航工程是世界上通航水頭最高和首座位于峽谷河段拱壩樞紐上的大型過壩通航設施，工程條件復雜、技術難度空前。自2006年起，宜昌西江工程技術有限公司開展了大量的勘察設計研究工作。面對一系列尚無工程先例的技術難題，長江設計院技術團隊潛心鉆研、勇于攻關，成功克服了通航水頭高、上游水位變幅大、下游水位變率快，出口河勢復雜、項目建設受水庫蓄水制約等諸多問題，并實現多個首創——首次采用帶兩級中間渠道三級垂直升船機總體方案及“通航隧洞”穿越壩肩山體的布置新型式，創新提出“上游下水式垂直升船機”布置方式、“分層定向隔流堤”引航道水流控導新技術等。

設計理念

構皮灘水電站通航工程仿照三峽水庫的設計理念，采用多級提升的方式采取建設，整個通航線路長2306米，由兩段中間渠道和三座升船機組成。其中第二座升船機的升降高度達到了127米，比三峽水庫還要高14米。

創多項記錄

截至2021年12月，構皮灘水電站通航工程創造了6項世界之最，被業界專家稱為“升船機博物館”：它是世界首座采用三級升船機方案的通航建筑物；是世界上通航水頭最高的通航建筑物，最大通航水頭199米；是世界水位變幅最大的通航建筑物，上游水位變幅40米；是世界上單級提升高度最高的升船機，第二級升船機垂直提升高度達到127米；是世界規模最大、提升力最大的下水式升船機，第一、三級500噸級下水式升船機；是世界規模最大的通航渡槽，三級升船機之間通航水深3米，通航渡槽最大墩高超過100米。另有一項國內首創，首次采用通航隧洞穿越山體方案。