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对此,成都理工大学进行了专门的研究。经过细致地实地考察和数学模拟分析,研究人员发现,金江滑坡的整体稳定性很好,整体失稳的可能性不大,但仍然存在局部失稳的可能。
经计算,如果确实受到8度强烈地震的作用,滑坡体发生失稳滑落时,会在下游5公里的大坝处掀起6米左右的浪高。这虽然会对大坝的正常使用造成一定的威胁,但不存在翻坝的危险。
此外,白鹤滩水电站还有更高层面上的安全保障。
在白鹤滩水电站下游245公里处,就是与其相配合的溪洛渡水电站。它的发电量与白鹤滩水电站接近,二者相互配合,即使白鹤滩水电站发生了事故,溪洛渡水电站处所形成的次生洪峰也只会引起江水位上涨4米。
这对防洪库容达42.8亿立方米的溪洛渡巨型水利枢纽基本上不构成威胁,对于整个金沙江的安全通航和下游的防洪也不会造成威胁。
(四)几百米高、几十万吨重的巨型大坝如何维持坚固?
大坝与普通建筑最大的不同点就是其体积巨大。
在几百米、几十万吨的尺度上,在人类看起来坚如磐石的混凝土结构也会显得十分柔软。外界条件稍有变动,或是内部应力稍微错乱,再坚硬的大坝也会像饼干一样发生开裂乃至破坏。因此,大坝的建设者必须十分精密地计算和施工,才能让大坝维持稳固。
大坝的建设需要面临的首要问题,就是大坝自身的体积变化。
大坝浇筑时,混凝土本身会水化放热,在浇筑入模后会发生体积膨胀。膨胀本身问题不大,但当后期温度逐渐下降时,已经成型的混凝土又会发生收缩。
对于普通的建筑而言,这种收缩问题还不大;但大坝的体积巨大,内外都有很强的约束,这种收缩就会产生强大的拉应力,将坝体拉出许多的裂缝。因此,在筑坝领域向来有“无坝不裂”的说法。
然而,裂缝对于大坝质量的影响又很大。裂缝会导致大坝渗水,进而产生内部的腐蚀和结构破坏。也正因为如此,能否控制得好大坝开裂,成为了衡量大坝建造成功与否的重要标准。
为了控制裂缝,白鹤滩水电站多种措施并用。
大坝全面采用了新型低热水泥,其水化放热量远低于普通水泥。这在世界上还是第一次。
对于全坝31个坝段,每一仓混凝土中都在不同位置处埋设有数支温度传感器和循环冷却水管,可以实时监测混凝土内部的温升,并进行有针对性的降温。浇筑好的混凝土铺着“保温被”以隔绝外界阳光直射,现场还有降温喷雾器随时待命。
如此一来,大坝各处的混凝土温度都低于设计要求2-3℃,有效地防止了开裂。
(大坝的控温)
除了内部温度因素外,外部的地质变动也会导致大坝变形直至开裂。白鹤滩水电站附近的岩层有一个独特的地质现象,就是玄武岩柱状节理。这种节理很容易产生松弛、崩落等现象。
(玄武岩柱状节理)
针对这种不良地质环境,工程师们对表层岩体进行了锚固、强化灌浆等处理。此外,还对拱坝进行了不对称性结构设计,对玄武岩的露出部位设置了混凝土扩大基础,有效降低坝趾的压应力水平,确保大坝“脚下有根”,防止大坝的不均匀沉降。
结语
2018年,白鹤滩水电站的主体结构建成,首批机组开始发电。预计到2022年,整个水电站都将彻底完工,白鹤滩将成为世界第二大水电站。
它不仅能够自身发电,还能有效地调节金沙江的水流,增加下游溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝等梯级水电站的年发电量24.3亿千瓦时,明显改善下游各梯级的电能质量,减少高峰期“废电”,增加枯水期“有效电”,发电效益巨大。
建成后,白鹤滩水电站不仅将成为中国“西电东送”的一大主力,而且也会对地区社会经济发展必将起到积极的带动作用,做到“以电扶贫”。
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