探访 | 白鹤滩水电站到底有何“过人之处”？

放眼望去，整个施工区域沿金沙江绵延10多公里。这就是位于四川省凉山彝族自治州宁南县和云南省昭通市巧家县境内、金沙江下游在建规模世界第一的大国重器——白鹤滩水电站工程。6月17日，记者来到白鹤滩水电站，只见高高的缆机正在工程工地繁忙工作。据介绍，目前大坝已浇筑至167米，坝体整体浇筑已过半。

（来源：微信公众号“中国水利杂志”  ID：chinawaterresources  作者：韦凤年 梁晨）

作为千万千瓦级的巨型水电站，白鹤滩水电站是当今世界上在建综合技术难度最大的水电工程，需要攻克复杂地质条件下全坝采用低热混凝土浇筑施工、高地应力条件超大规模地下洞室群开挖支护、700米级高边坡地质稳定与施工安全、百万千瓦级水轮发电机组制造安装等一系列世界级难题，挑战前所未有。

面对挑战，中国长江三峡集团有限公司（以下简称“三峡集团”）确立了把白鹤滩水电站打造成世界一流精品工程、创新工程、绿色工程、民生工程、廉洁工程的目标。白鹤滩建设者坚持以最高标准、最优工艺、最严管控，全力以赴建设让人民放心、经得起历史检验的一流精品工程，将把白鹤滩水电站建设成代表世界水电最高水平的创新工程和智能工程。

从2017年8月3日工程全面开工建设以来，创造了在建单机容量100万千瓦、地下洞室群规模、圆筒式尾水调压井规模、300 米级高拱坝抗震参数、300 米级高拱坝首次全坝使用低热水泥混凝土、无压泄洪洞群规模等六项世界第一，备受世人关注。请跟随记者走进工地，探访白鹤滩水电站工程的“过人之处”。

百万发电机组实现自主创新

“白鹤滩水电站左右岸各安装8台100万千瓦水轮发电机组，单机有50多米高、8000多吨重，相当于法国埃菲尔铁塔的重量。” 三峡机电公司白鹤滩项目部工程师吴思源说。白鹤滩水电站的百万千瓦级巨型水轮发电机组可谓世界水电的巅峰之作，其技术的复杂性和难度远大于世界上已有机组，且没有现成的技术可以使用。

三峡集团携手哈尔滨电气集团、东方 电气集团，在水轮发电机组产品研发、设计、工艺上进行了自主创新，形成了多项具有自主知识产权的核心技术。

在100万千瓦水轮发电机组核心技术研发中，实现了整个过流部件强度与水力性能的最佳匹配，各项稳定性指标达到世界先进水平；在转轮制造方面，通过现场建厂解决运输难题，采取转轮全低氢焊接技术、三维模拟精准确定、转轮过程监控等措施，保证了转轮焊后合格率全部实现精品制造目标。转轮的研制成功，标志着白鹤滩水电站百万机组研发制造取得了关键性、阶段性成果，进一步推动了中国水电走向世界水电的“制高点”，向世界水电“无人区”又迈进了坚实的一步。白鹤滩水电站首次全部采用国产的百万千瓦级水轮发电机组，开创了世界水电百万千瓦级水轮发电机组的新纪元，使我国的水电制造技术从“追赶”走向“引领。

奶油夹层蛋糕里掏“地下迷宫”

白鹤滩水电站各类洞室总长度达217公里，洞室开挖量达2500万立方米，其中地下厂房长438 米，岩梁以上宽34 米，岩梁以下宽31 米，高88.7米，是国内外水电工程中规模最大的地下洞室群。这些洞室和通道就像一个巨大的“地下迷宫”，建造这个“地下迷宫”并非易事，由于地下洞室所处地层为层间层内错动带发育的玄武岩地层，这项工作就像是在一个奶油夹层大蛋糕里掏一个个洞的同时又要保证外部不变形。

“针对厂房开挖断面尺寸大、埋深大、地应力高、围岩地质条件复杂、岩性多变等难题，我们采用‘先洞后墙、浅层分块、薄层开挖’ 的施工方式，按照‘短进尺、弱爆破、勤支护’的原则开展工作，有效解决了爆破振动对围岩稳定性影响大、超挖严重的问题。”中国水电七局白鹤滩施工局技术部主任杨帆介绍说。

精雕细刻造洞室

白鹤滩水电站设计有8个圆筒式尾水调压室，直径42~48米，高度为112~128米，为世界水电工程中直径最大的圆筒式尾水调压室群。

尾水调压室埋深大、地应力高、柱状节理发育、层间错动带等地质构造复杂，开挖时极易发生变形、破碎、掉块、崩塌等问题，因此确保白鹤滩水电站尾水调压室穹顶成型和围岩稳定是开挖过程中的一大难题。

在总结国内类似工程施工经验的基础上，建设人员提出了“先中导洞后两侧、分扇形条块、开挖区域逐步扩大、应力分期释放、对穿锚索支护跟进”的施工方案，有效解决了穹顶成型和围岩稳定问题。目前尾水调压室进入混凝土浇筑阶段。

“尾水调压室开挖无论是半孔率、超欠挖率，还是开挖整体水平，都堪称雕刻精品、艺术品。”白鹤滩工程建设部工程师孙会想介绍说。

坝体强健，抗震参数高

白鹤滩水电站最大坝高289米，属于300 米级特高拱坝，所承受的总水推力达到1650万吨，是国内坝址地形地质条件最为复杂的高拱坝之一。因此要求坝体特别强健，其抗震设防类别为甲类。

根据2016年2月中国地震灾害防御中心提出的《金沙江白鹤滩水电站坝址设计地震动参数复核报告》，坝址区地震基本烈度按50年超越概率10%地震动参数确定，最终确定为8度，抗震参数在300米级特高拱坝中居世界第一。

建无缝大坝，筑水电精品

针对特高拱坝防裂难题，白鹤滩大坝全坝应用低热水泥混凝土，打破了“无坝不裂”这个魔咒，低热水泥混凝土总量850万立方米，这在国际上尚属首例，可保证大坝基本上不产生宏观裂缝。

“围绕建设一流精品工程这个目标，白鹤滩建设者利用智能温控系统、智能通水系统等实时监控大坝温度，降低了热胀冷缩导致大坝裂缝的可能性。”白鹤滩工程建设部周孟夏博士说。

在基岩面处理、钢筋施工、模板施工、混凝土下料、平仓、振捣实行“一条龙”作业，收面、保湿、养护、保温环环紧扣，有力保证了施工的质量。“大坝混凝土至开浇以来，上下游面、横缝及仓面未产生一条温度裂缝。”中国水电四局白鹤滩施工局总工程师李晓涛介绍说。

2019年4月，在电站左岸15号坝段和右岸20号坝段分别成功取出两根直径219毫米，长20.3米和20.59米的低热水泥混凝土芯样，经检测所取芯样骨料分布均匀、层间结合良好，混凝土外观面无蜂窝麻面，也证明了白鹤滩大坝真正做到了内实外光。

“镜面混凝土”成为质量名片

白鹤滩水电站泄洪建筑物由大坝坝身6个表孔、7个深孔和左岸3条无压泄洪洞组成，无压泄洪洞群规模居世界第一。泄洪洞工程由进水口、平洞段、龙落尾段、出口挑坎组成，龙落尾段最大流速达到47米/秒，最大坡度23度，对过流面混凝土抗冲耐磨、温控防裂和平整光滑提出了很高的要求。为适应龙落尾段大坡度和衬砌坡比、断面的变化，白鹤滩建设者研制了大坡度变断面液压自行走混凝土衬砌台车。传统的泵送混凝土浇筑方案无法适应泄洪洞龙落尾段的大坡度及其有限的施工通道，同时为提高混凝土的抗冲耐磨和温控防裂性能，白鹤滩建设者研究采用了低塌落度常态混凝土浇筑方案，在没有经验可借鉴、没有成熟工具可利用的情况下，研制了大坡度重载快速自动供料系统，攻克了大坡度环境下常态混凝土运输难题，保证了运输效率和质量。

“通过严格的管理和精细的施工要求，泄洪洞工程混凝土浇筑达到了金结安装的精度标准，呈现‘镜面’效果。‘镜面混凝土’也因此成为泄洪洞工程的质量名片。”中国水电五局白鹤滩施工局技术部主任彭培龙自豪地说。

白鹤滩，传说是白鹤歇息的地方，如今成了水利水电技术“亮翅”的舞台。

工程名片

白鹤滩水电站工程主要由混凝土双曲拱坝、二道坝及水垫塘、左右岸引水发电系统、泄洪洞等建筑物组成，最大坝高289米，正常蓄水位825米，水库总库容206.27亿立方米，总装机容量1600万千瓦，多年平均发电量624.43亿千瓦时。工程建成后对推动长江经济带发展、优化我国能源结构、促进节能减排、提升我国装备制造能力和流域防洪减灾能力、助力库区脱贫攻坚和经济社会快速发展具有十分重要的战略意义。工程计划于2021年4月开始水库蓄水、7月首批机组投产发电，2023年工程整体完工。