(上接1版) 以后的事实证明这一创新举措。全坝使用低热水泥和智能温控等新技术下,不但保证了大坝混凝土温控,而且减少了大坝混凝土层间数,更有利于大坝的整体质量,攻克了大体积混凝土温控防裂难题,还加快了施工速度。不唯书,不拘泥于常规,长于创新,是三峡这支大水电建设队伍的突出特点。 不畏难 成于创新 在河床上筑起一座坚实的大坝,需要使坝体和坝基牢固地结为一体,坚如磐石,稳若泰山。于是,大坝建基面岩体的品质尤为关键。 金沙江下游峡谷地形不对称,岩性复杂,岩质硬、脆、碎。白鹤滩水电站营地办公区路旁的草地上,摆放着2010年取出来的坝基江底石,学名叫做 “玄武质角砾熔岩”,旁边是一块柱状节理玄武岩。这类熔岩质地坚硬,却有个致命弱点,一旦发生扰动,便会出现裂隙,易松散,有人将其形容为一把绑在一起的铅笔,也有说像薯条。 难题就此出现。在白鹤滩大坝的建基面,分布了大量柱状节理玄武岩。前期勘探时,专家们已经预测到这一地质构成不可避免。为了排除可能出现的重大地质隐患、选定最优坝址,经过近50年艰苦审慎的勘探、研究、比选,在悬崖峭壁上凿洞,在湍急河水中打孔,仅枢纽区河床钻孔就长达20万米,再综合考虑库区移民安置、环保、蓄水、拦沙等多重因素,最终才确定现有坝址并做好相应准备。开挖至一定程度后,发现坝基柱状节理玄武岩占比高达40%左右,无疑是世界级难题。 建设者们花了将近一年的时间研究对策。在大量实验研究、仪器监测分析后,进一步掌握了岩石分布情况和松散规律,决定提前采取预锚固、预灌浆等措施加固,并且尽量减少扰动。 “白鹤滩地质构成尤其复杂,相较于在溪洛渡水电站的建设经验,白鹤滩坝基处理改进许多。我们创新采用岩石盖重灌浆等方式,解决坝基柱状节理玄武岩的处理难题,更解决了灌浆时易造成混凝土开裂等长期困扰水电工程建设的难题。”白鹤滩工程建设部大坝项目部副主任王克祥介绍道。这位2020年的全国劳模,是资深坝工基础处理专家。 白鹤滩坝顶弧长709米,拱坝厚度63米,扩大基础厚度93米,坝高289米。该坝全面采用我国自主研制的新型低热水泥——低温硅酸盐水泥混凝土,总量达800多万立方米,保证大坝基本上不产生宏观裂缝。 不仅如此,通过多年施工实践,大坝建造者还形成了与低热水泥混凝土相适应的温控防裂策略和配套的施工工艺。比如,通过埋设的近7000支温度计,实时监控和分析大坝混凝土温度,自动、动态调整通水量。 “基础不牢、地动山摇”。灌浆工程作为基础处理工程,对大坝安全至关重要,可谓千年大计,必须万无一失。白鹤滩工程建设部主任汪志林十分感慨: “因为白鹤滩建基面遇到了这些问题,比如柱状节理玄武岩、角砾溶岩等,需要反复研究实验,以保证万无一失。我们采取了在全国水电工程范围内的创新方法,效果很好,解决了复杂地质条件可能带来的工期推延问题,成为大坝浇筑又快又好的保障之一。” 2019年4月1日,一条长约25.7米的常态混凝土芯样,穿过52个浇筑坯层,从白鹤滩大坝体内取出,甚至带出了最底部的基岩。这条世界最长的常态混凝土芯样,表面光滑密实,内部骨料均匀、气泡少,坯层间无明显分界线,与大坝基岩结合紧密,表明白鹤滩大坝堪称无缝大坝。 2017年4月12日,白鹤滩水电站大坝主体开始混凝土浇筑。2021年5月31日,白鹤滩水电站工程大坝全线浇筑到顶。这座300米级特高混凝土双曲拱坝,攻克了坝基柱状节理玄武岩等世界级难题,矗立于涛涛江水之中,承受世界级水推力而岿然不动,创造了世界坝工史上的奇迹。 不守常 敢于创新 2021年6月28日,白鹤滩水电站全球首批百万千瓦水轮发电机组安全准点投产发电。全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组,实现了我国高端技术装备研制的重大突破。百万千瓦机组,是标志性的跨越,完成了中国水电技术装备从跟跑到并跑直至领跑的最后一程。 技术进步的一个显著特征是产品迭代升级。国产水轮发电机组从上世纪初艰难起步,自新中国成立后得以快速发展,但仍与世界先进存在较大差距。到上世纪90年代中期,国内企业只有制造30万千瓦水轮机组的能力,而彼时开始建设的三峡工程将使用先进的70万千瓦水轮发电机组。在经历了引进消化吸收再创新的全部过程后,三峡右岸的国产化机组研制取得突破性进展,中国水电技术装备开始从跟跑转向并跑。 三峡之后,溪洛渡水电站单机容量77万千瓦,向家坝水电站80万千瓦,乌东德水电站85万千瓦…… 随着三峡集团大水电建设的步伐,中国水电技术装备一步一个脚印,完成了由并跑向领跑冲刺的一系列积累与实践。 白鹤滩将成就他们新的传奇。 在白鹤滩建水电站的设想自上世纪50年代开始。当年,在研讨白鹤滩水电站机组单机容量的时候,为稳妥起见,有专家提出采用2台100万千瓦机组,其余机组采用80万千瓦的方案。但最终决定16台机组全部用国产百万千瓦水轮发电机组,是2006年。 “白鹤滩水能计算的结果是,能够装得下1600万千瓦的总装机容量。”谈到这个问题,汪志林滔滔不绝。 “那么1600万千瓦的总装机容量,可以选择配置80万单机容量的机组,也可以配置70万单机容量的机组。为什么选择100万千瓦呢?这是有讲究的。” 首先,能力具备。在水电机组制造上,对于三峡集团以及与其在高端水电技术装备制造方面常年合作的伙伴来说,上单机容量100万千瓦的水电机组,已经具备条件,呼之欲出。 其次,客观要求。白鹤滩地处V型河谷,两岸均为雄厚山体,复杂地质条件已带来一系列世界级难题。在枢纽建筑工程布置上,单机容量越大,机组台数就越少,地下洞室群、地下厂房的规模将更趋合理,稳定性安全性也会更好。同时,在工程开挖量上,机组数量对应进水口数量,如果选择较小容量的机组,进水口沿线的明挖量陡增,会增加危险系数。 其三,资源禀赋。金沙江干流落差大,水流湍急,白鹤滩是高坝大库,水头高达200多米。从水能利用率来看,白鹤滩可以满足1600万千瓦的总装机容量。 而最重要的一条是,中国现代化经济社会发展需要与之相适应的大规模清洁电能的支撑。白鹤滩是国家重大工程,西电东送骨干电源点,可满足电网远景电力发展需要,必须上。 但是,研制百万千瓦机组绝不是简单的尺寸放大,对总体技术、水力、电磁设计,24/26千伏线棒、通风冷却、推力轴承、结构钢强度、制造加工、原材料选用等等关键技术,都需步步探索层层攻关。进入世界水电 “无人区”之后,向前攀登的每一步,都是值得自豪、弥足珍贵的中国水电人的自主创新精神。中国水电装备从小到大、由弱变强的赶超历史中,三峡集团秉持科学严谨的态度,推动产业链上下游企业合作发力,为中国能源建设现代化作出了突出的贡献。
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