本報(bào)記者 陳磊 付麗麗

　　8月3日，歷時(shí)十多年的勘測(cè)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)研究和6年多籌備，裝機(jī)規(guī)模全球第二大、在建規(guī)模全球第一大水電站——白鶴灘水電站主體工程全面建設(shè)。

　　雖有三峽大壩這位世界第一的“老大哥”在前，但作為千萬千瓦級(jí)的巨型水電站，白鶴灘還是有諸多“過人之處”：在建裝機(jī)容量、單機(jī)容量、300米級(jí)高壩抗震參數(shù)、地下洞室群規(guī)模、無壓泄洪洞包括調(diào)壓井的規(guī)模、300米拱壩全壩采用低熱水泥混凝土等，均排名全球第一。

　　“白鶴灘水電站是當(dāng)今世界在建的綜合技術(shù)難度最大的水電工程，施工難度挑戰(zhàn)前所未有。”中國(guó)三峽集團(tuán)董事長(zhǎng)盧純認(rèn)為。

　　集世界水電高精尖技術(shù)于一體，“超級(jí)工程”白鶴灘水電站創(chuàng)新和智能究竟體現(xiàn)在哪兒？科技日?qǐng)?bào)記者奔赴大壩施工現(xiàn)場(chǎng)，為您一一揭秘。

　　“身體”強(qiáng)?。嚎拐鸺?jí)別高 抗裂能力強(qiáng)

　　3日，金沙江干流下游河段，艷陽高照。在白鶴灘18號(hào)壩段，一個(gè)個(gè)黃色吊罐將攪拌好的混凝土從高空送至倉(cāng)內(nèi)，建筑工人們正在忙碌地澆筑混凝土。

　　在這里，最常被提及的一個(gè)指標(biāo)，就是溫度。全壩31個(gè)壩段，每一倉(cāng)混凝土都埋設(shè)有數(shù)支溫度計(jì)和冷卻水管，澆筑好的混凝土鋪著“保溫被”，現(xiàn)場(chǎng)還有降溫噴霧器隨時(shí)待命。

　　混凝土有水化熱，澆筑入倉(cāng)后體積膨脹，遇寒又會(huì)收縮，熱脹冷縮后，致使大壩產(chǎn)生溫度裂縫，因此有“無壩不裂”的說法。白鶴灘全壩使用低熱水泥混凝土，這在世界上還是第一次。

　　“美國(guó)的胡佛大壩雖使用低熱水泥，但其占比只有40%左右?！睂?duì)低熱水泥混凝土研究十余年的長(zhǎng)江三峽技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有限公司執(zhí)行董事、黨委書記李文偉告訴科技日?qǐng)?bào)記者，為了從源頭上解決大壩的溫度裂縫問題，三峽工程應(yīng)用了中熱水泥，白鶴灘大壩將全面采用低熱水泥，其水化熱比中熱水泥低15%，后期強(qiáng)度性能優(yōu)于中熱水泥，并能減少后期冷卻手段，以降低成本，“只要措施得當(dāng)，大壩將不會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫”。

　　“目前大壩主體已澆筑了16萬立方米，各個(gè)階段的混凝土溫度均低于設(shè)計(jì)要求2—3攝氏度，施工效果很好，其性能也滿足設(shè)計(jì)要求。”大壩項(xiàng)目部副主任郭增光說。

　　白鶴灘水電站最大壩高289米，所承受的總水推力達(dá)到1650萬噸，它也是國(guó)內(nèi)壩址地形地質(zhì)條件最為復(fù)雜的高拱壩工程之一。其壩址烈度參數(shù)為8度，在高拱壩中防震級(jí)別最高。

　　“白鶴灘水電站有一個(gè)獨(dú)特的地質(zhì)現(xiàn)象，那就是玄武巖柱狀節(jié)理?！敝锌圃涸菏筷愖骒辖榻B，它是發(fā)育玄武巖中的一種原生張性破裂結(jié)構(gòu)。“從形狀上看就像麥當(dāng)勞的薯?xiàng)l一樣，開挖后則容易產(chǎn)生松弛、崩落等現(xiàn)象?！标愖骒险f，在國(guó)內(nèi)外工程中，柱狀節(jié)理玄武巖偶有碰到，但分布位置未涉及主體建筑物，因而對(duì)其特性的研究甚少。

　　陳祖煜說，白鶴灘是國(guó)內(nèi)首個(gè)利用柱狀節(jié)理玄武巖作為壩基的高拱壩工程，科研人員首次系統(tǒng)和深入地開展了柱狀節(jié)理玄武巖工程特性研究并掌握了其處理措施。該工程選擇微新柱狀節(jié)理玄武巖作為建基面，對(duì)開挖表層巖體預(yù)留保護(hù)層、預(yù)錨、強(qiáng)化灌漿等處理。

　　“白鶴灘所處的地形左高右低，我們還進(jìn)行了拱壩不對(duì)稱性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?！崩钗膫フf，柱狀節(jié)理玄武巖出露部位設(shè)置混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)以有效降低壩趾壓應(yīng)力水平，確保大壩“腳下有根”、受力均勻，“也算是給大壩修整體形了”。

　　“頭腦”聰明：頭痛腦熱 自行體檢自開藥方

　　大塊頭有大智慧。白鶴灘水電站還是個(gè)聰明的大壩，有著智慧的頭腦，能實(shí)現(xiàn)“智能建造”。像李文偉這樣的工作人員手機(jī)上，都有一個(gè)名叫“白鶴灘智能通水2.0溫控平臺(tái)”APP。

　　李文偉介紹，這個(gè)由清華大學(xué)和三峽集團(tuán)共同研制的智能通水成套裝備和移動(dòng)實(shí)時(shí)軟件平臺(tái)，通過在新澆筑混凝土壩塊和水管中安裝數(shù)字溫度傳感器，實(shí)時(shí)測(cè)量混凝土溫度和進(jìn)出水溫。點(diǎn)開手機(jī)，工程進(jìn)度和各種參數(shù)盡在掌握。在冷卻水管中還安裝溫度、流量、開度和一體流溫集成控制裝置，因此還可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)智能控制。

　　“大壩埋設(shè)了成千上萬的傳感器，我們利用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行大壩全生命周期工作性態(tài)監(jiān)控。生產(chǎn)施工數(shù)據(jù)都會(huì)被采集和分析，從而實(shí)現(xiàn)了施工質(zhì)量全過程的在線實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)報(bào)、預(yù)警及智能控制，可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整施工方案，即做到‘全面感知、真實(shí)分析、實(shí)時(shí)控制’?！卑Q灘工程建設(shè)部副主任陳文夫打了個(gè)形象的比方，就像一個(gè)人頭痛腦熱，不用大夫，靠自己就能夠采集血液等進(jìn)行體檢，然后開出應(yīng)對(duì)處方。

　　智能設(shè)計(jì)無處不在。在白鶴灘泄洪洞，科技日?qǐng)?bào)記者看見已經(jīng)澆筑好的混凝土表面緩緩流淌著細(xì)水，這是在進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，它也是通過“智能養(yǎng)護(hù)控制柜”實(shí)現(xiàn)的。參數(shù)設(shè)計(jì)好后，通過編程，系統(tǒng)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)養(yǎng)護(hù)水管的啟動(dòng)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)養(yǎng)護(hù)。

　　溪洛渡大壩被稱為“智能大壩”，白鶴灘則是在溪洛渡大壩基礎(chǔ)上智能全面升級(jí)的2.0版?！啊悄芙ㄔ臁瘜⒇灤┱麄€(gè)工程的全生命建設(shè)周期，其深度和廣度都有提升，白鶴灘將更‘聰明’?！崩钗膫フf。

　　超級(jí)容量：引領(lǐng)世界水電進(jìn)入“百萬單機(jī)時(shí)代”

　　在白鶴灘水電站眾多工程技術(shù)指標(biāo)中，“百萬機(jī)組”格外引人注目。在左右岸電站廠房?jī)?nèi)將各自布置8臺(tái)百萬千瓦的“超級(jí)機(jī)組”。

　　“經(jīng)過三峽工程等一系列重點(diǎn)工程建設(shè)，中國(guó)水電裝備的設(shè)計(jì)制造能力得到飛速發(fā)展。目前，向家壩和溪洛渡水電站都采用了技術(shù)已經(jīng)成熟的70萬千瓦級(jí)巨型水輪機(jī)組。這是目前全世界單機(jī)容量最大的機(jī)組群，然而，還有一個(gè)高點(diǎn)等待人們?nèi)フ鞣?，那就是‘百萬機(jī)組’。它就像是水電行業(yè)的珠穆朗瑪峰，大家都想上去看一看?！痹谡劦讲捎谩鞍偃f機(jī)組”的初衷時(shí)，三峽集團(tuán)副總經(jīng)理樊啟祥打了這樣一個(gè)比方。

　　“從三峽到金沙江，從30萬千瓦到70萬千瓦，再到100萬千瓦，中國(guó)水電裝備設(shè)計(jì)制造實(shí)現(xiàn)了兩次大的跨越。在三峽，我們走的是‘引進(jìn)、消化吸收、再創(chuàng)新’的路子；而在白鶴灘，我們實(shí)現(xiàn)了完全自主創(chuàng)新。”樊啟祥說。

　　在金沙江下游四個(gè)水電梯級(jí)電站中，烏東德、溪洛渡、向家壩的水輪發(fā)電機(jī)組均有外資公司參與設(shè)計(jì)制造，而白鶴灘將成為國(guó)內(nèi)首個(gè)純國(guó)產(chǎn)機(jī)組的大型水電站。100萬千瓦水電機(jī)組也將是世界上最大容量的高端產(chǎn)品，超出現(xiàn)有技術(shù)水平和規(guī)范，世界范圍內(nèi)都無現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)可借鑒。

　　“百萬機(jī)組”不是一蹴而就，為創(chuàng)新而創(chuàng)新。三峽集團(tuán)在重大裝備科研、設(shè)計(jì)和制造、安裝和運(yùn)行鏈條中分層次有步驟地穩(wěn)步推進(jìn)國(guó)產(chǎn)化，已在機(jī)組設(shè)備，在高壓電氣設(shè)備、輔助設(shè)備乃至基礎(chǔ)材料上取得了重要成果，特別是白鶴灘電站已成功研制800Mpa級(jí)高強(qiáng)蝸殼鋼板、750Mpa級(jí)磁軛鋼板。

　　國(guó)際大壩委員會(huì)榮譽(yù)主席賈金生表示，從三峽到向家壩電站，再到白鶴灘，增加的不僅是容量，更需要高精尖的技術(shù)作支撐?！斑@足已證明中國(guó)不僅在建壩規(guī)模上領(lǐng)先世界，技術(shù)制造也已進(jìn)入引領(lǐng)的階段?！?/p>

　　參與白鶴灘關(guān)鍵技術(shù)咨詢的中國(guó)工程院院士鄭守仁指出，借鑒了二灘、小灣、錦屏一級(jí)、溪洛渡等工程的經(jīng)驗(yàn)，白鶴灘水電站的大量關(guān)鍵技術(shù)問題已經(jīng)得到解決。沒有制約工程建設(shè)的因素?！八鼘⒊蔀槭澜缢姲l(fā)展過程中里程碑式的水電工程?！?/p>

　　根據(jù)規(guī)劃，白鶴灘水電站大壩將于2021年5月下閘蓄水，同年首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，全部機(jī)組將于2022年底建成投產(chǎn)。屆時(shí)，16臺(tái)“超級(jí)機(jī)組”將世界水電帶入“百萬單機(jī)時(shí)代”。

　　題圖為白鶴灘水電站樞紐布置圖