作者：付麗麗

累計(jì)安全生產(chǎn)綠色電能200億千瓦時(shí)，相當(dāng)于減少標(biāo)準(zhǔn)煤消耗624萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放1602萬(wàn)噸。前不久，白鶴灘水電站交出亮麗的成績(jī)單。

國(guó)產(chǎn)機(jī)組單機(jī)容量100萬(wàn)千瓦，世界第一；總裝機(jī)容量1600萬(wàn)千瓦，僅次于三峽電站，位居世界第二。2021年6月28日，白鶴灘水電站首批機(jī)組正式投產(chǎn)發(fā)電。

在川滇兩省交界的金沙江上，白鶴灘與其上游的烏東德，下游的溪洛渡、向家壩、三峽、葛洲壩水電站共同構(gòu)成一條世界上最大的清潔能源走廊。

世界首臺(tái)最大的百萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機(jī)組、世界最大的地下廠房、世界“最聰明”的智能大壩……大國(guó)重器白鶴灘水電站實(shí)現(xiàn)了多個(gè)世界之最。而這背后，是中國(guó)幾代水電人數(shù)十年如一日的不懈探索，他們一步一個(gè)腳印，用行動(dòng)書寫出中國(guó)水電裝備實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的篇章。

特種水泥解決“無(wú)壩不裂”難題

白鶴灘水電站全景。攝影：謝雷

壩高289米，相當(dāng)于100層樓，整體澆筑低熱混凝土803萬(wàn)立方米，從外形看，白鶴灘水電站絕對(duì)是個(gè)大塊頭。

2021年5月29日，白鶴灘水電站大壩最后一倉(cāng)溢流面混凝土澆筑完成，這標(biāo)志著大壩表孔已具備過(guò)流條件。

白鶴灘水電站處于V形河谷，兩岸懸崖峭壁，復(fù)雜的地質(zhì)條件決定其只能采用混凝土雙曲拱壩，以使受力更科學(xué)，同時(shí)節(jié)省壩體材料，提高安全性。

在業(yè)界，“無(wú)壩不裂”是橫亙?cè)谒娬窘ㄔO(shè)過(guò)程中的世界級(jí)難題。白鶴灘水電站尤其如此。規(guī)模巨大，壩體結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，加上持續(xù)的干熱、大風(fēng)天氣，導(dǎo)致溫控難度極大。

為此，科研人員研制出特種水泥——低熱硅酸鹽水泥，也叫低熱水泥。它具有水化熱低、放熱速率慢、堿含量低、后期強(qiáng)度增進(jìn)率高等優(yōu)良性能，為解決大體積混凝土開裂問(wèn)題提供了更好的技術(shù)途徑。同時(shí)，在每一方澆筑的混凝土中，都埋設(shè)有數(shù)支溫度傳感器和循環(huán)冷卻水管，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土內(nèi)部的溫升，并進(jìn)行相應(yīng)降溫。

自開澆以來(lái)，白鶴灘水電站大壩沒(méi)有出現(xiàn)一條溫度裂縫。2019年，在鉆孔取芯質(zhì)量檢查過(guò)程中，人們從大壩取出25.7米混凝土長(zhǎng)芯，混凝土芯樣光滑密實(shí)、骨料分布均勻、氣泡少。這樣一份高質(zhì)量混凝土澆筑施工成績(jī)單的背后，是建設(shè)者對(duì)大國(guó)重器質(zhì)量細(xì)節(jié)的精準(zhǔn)把控。

“最強(qiáng)大腦”提升工程效率

2021年5月，建設(shè)中的白鶴灘水電站大壩。攝影：黃正平

從長(zhǎng)江到金沙江，三峽集團(tuán)組織創(chuàng)新“300米級(jí)溪洛渡拱壩智能化建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)”，開創(chuàng)了我國(guó)智能高拱壩建設(shè)的先河。

而白鶴灘水電站則借助物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算以及大數(shù)據(jù)等技術(shù)，向建設(shè)管理智能化又邁出了一大步。

在白鶴灘工程建設(shè)部技術(shù)管理部副主任周孟夏看來(lái)，手機(jī)中安裝的智能通水系統(tǒng)和施工過(guò)程智能監(jiān)控系統(tǒng)，是他最親密的“工作伙伴”。

“大壩施工中，混凝土溫度控制的主要手段是冷卻通水，以前全靠人工操控。按照規(guī)范，至少每4個(gè)小時(shí)就要對(duì)所有倉(cāng)號(hào)進(jìn)行一次測(cè)溫，需要投入大量的人員手工操作，大壩溫度情況掌握也比較滯后?！?/p>

如今，智能通水系統(tǒng)不僅能實(shí)時(shí)感知溫度，還可以自主分析溫度變化趨勢(shì)，按照預(yù)設(shè)的控制算法進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控。在降低人工作業(yè)強(qiáng)度的同時(shí)，極大提升了工程效率與溫控精度。

“這個(gè)'最強(qiáng)大腦’還可以積累工程實(shí)踐數(shù)據(jù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析完善預(yù)設(shè)的經(jīng)驗(yàn)算法，進(jìn)行部分自主決策，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)快速響應(yīng)。如此一來(lái)，工程師便能從大量日常管理工作中解放出來(lái)，僅在數(shù)據(jù)異常時(shí)糾偏處理即可，管理效率隨之提高?！敝苊舷慕榻B。

“最強(qiáng)大腦”高效整合物質(zhì)流與數(shù)據(jù)流，為精細(xì)化施工創(chuàng)造了更大的空間。

“以混凝土振搗為例，振搗幾遍，振搗棒型號(hào)如何選擇，初振多久，復(fù)振多久，這些專業(yè)試驗(yàn)的參數(shù)，都會(huì)印成標(biāo)準(zhǔn)化工藝手冊(cè)，用以培訓(xùn)員工?！卑Q灘工程建設(shè)部大壩項(xiàng)目部工程師劉春風(fēng)介紹。

如今，這些標(biāo)準(zhǔn)被“翻譯”成代碼進(jìn)入智能系統(tǒng)，智能系統(tǒng)實(shí)時(shí)分析振搗棒的覆蓋范圍、插入深度、振搗時(shí)長(zhǎng)等數(shù)據(jù)是否“合格”，讓施工質(zhì)量不再僅靠人工肉眼觀察和經(jīng)驗(yàn)判斷，而是“數(shù)”說(shuō)了算。

勇登水電行業(yè)“珠穆朗瑪峰”

大壩表孔過(guò)流。攝影：朱永祥

100萬(wàn)千瓦巨型水輪發(fā)電機(jī)組，是世界水電行業(yè)的“珠穆朗瑪峰”。白鶴灘水電站機(jī)組是全球首個(gè)單機(jī)容量最大的水電機(jī)組，也是中國(guó)自主設(shè)計(jì)制造的完全國(guó)產(chǎn)化百萬(wàn)千瓦機(jī)組，研制與安裝難度遠(yuǎn)大于世界在建和已投運(yùn)的任何機(jī)組。

在白鶴灘建水電站的設(shè)想始于二十世紀(jì)五十年代。當(dāng)年，在研討白鶴灘水電站機(jī)組單機(jī)容量的時(shí)候，為穩(wěn)妥起見(jiàn)，有專家提出采用2臺(tái)100萬(wàn)千瓦機(jī)組，其余機(jī)組采用80萬(wàn)千瓦的方案。但最終決定16臺(tái)機(jī)組全部用國(guó)產(chǎn)百萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機(jī)組，是在2006年。

白鶴灘工程建設(shè)部主任汪志林說(shuō)，選擇100萬(wàn)千瓦機(jī)組，其一是具備建設(shè)能力，其二是客觀要求。白鶴灘兩岸均為雄厚山體，復(fù)雜地質(zhì)條件已帶來(lái)一系列世界級(jí)難題。在樞紐建筑工程布置上，單機(jī)容量越大，機(jī)組臺(tái)數(shù)就越少，地下洞室群、地下廠房的規(guī)模將更趨合理，穩(wěn)定性安全性也會(huì)更好。其三是資源稟賦，金沙江干流落差大，水流湍急，白鶴灘水電站是高壩大庫(kù)，水頭高達(dá)200多米，從水能利用率來(lái)看，可以滿足1600萬(wàn)千瓦的總裝機(jī)容量。

而最重要的一條是，中國(guó)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要與之相適應(yīng)的大規(guī)模清潔電能的支撐，白鶴灘水電站是國(guó)家重大工程，是“西電東送”骨干電源點(diǎn)，遠(yuǎn)景發(fā)展電力的需要為其提出更高要求。

有人算了這樣一筆賬，白鶴灘水電站投入使用后，每年平均發(fā)電量約為624.43億千瓦時(shí)，一天的發(fā)電量可滿足50萬(wàn)人一年的生活用電。每年可節(jié)約標(biāo)煤約2500萬(wàn)噸，減排約6500萬(wàn)噸二氧化碳、60萬(wàn)噸二氧化硫，相當(dāng)于少建近6座年產(chǎn)400萬(wàn)噸的大型煤礦。

“水電是清潔能源的主力軍。而白鶴灘水電站即將加入中國(guó)清潔能源的主力陣容，備受關(guān)注?！敝袊?guó)科學(xué)院院士錢七虎說(shuō)，電站建設(shè)本身亦是對(duì)藍(lán)天的守護(hù)，對(duì)人類可持續(xù)發(fā)展有重要意義。

在保護(hù)中發(fā)展、在發(fā)展中保護(hù)。助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，中國(guó)水電人正在持續(xù)書寫生態(tài)文明的新時(shí)代答卷。