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全球第一 大凉山的水电”巨欧宝全站app官方下载无霸”来了|大国工程我来建
时间:2022-10-20 12:19点击量:


  北纬26°91’,东经102°93’,在四川省宁南县和云南省巧家县交界的金沙江峡谷上,一座全球在建装机规模最大水电站拔地而起——金沙江白鹤滩水电站。

  金沙江上,陡壁丛生,江水滔滔。巨大的落差,让无数代水电人在此找寻中国水能发展的契机。从青海省唐古拉山主峰各拉丹冬雪山发源,穿行于川、藏、滇三省区之间,形成我国最大的水电基地,金沙江是“西电东送”的主要电源点。而白鹤滩水电站,是这条大江能源开发中最为重要的一环。

  “鹤舞金沙”,这个建成后仅次于三峡工程的世界第二大水电站,创下6项世界第一。左右岸16个机组总装机容量为1600万千瓦,其研制、安装调试难度远大于世界在建和已投运的任何机组,被誉为当今世界水电行业的“珠穆朗玛峰”。如今,白鹤滩水电站正在以鹤立群雄的姿态,告诉着世人中国水电建造的新实力。

  9月22日,万众瞩目下,白鹤滩水电站左岸机房内液晶显示器上8号机组的数字不断跳动,白鹤滩水电站8号机组顺利通过并网调试72小时试运行,正式转入商业运行,这标志着白鹤滩水电站左岸机组全部投产发电。

  白鹤滩水电站工程枢纽部分设计总工程师陈建林说,单机百万千瓦是整个水电站最为独一无二的标签。

  “单机百万千瓦,可以说是前无古人后无来者。” 陈建林介绍,在白鹤滩水电站前期论证过程中,发现白鹤滩的流量和水头具有得天独厚的优势,可以达到百万千瓦的标准。但在此之前,总发电量世界第一的三峡大坝单机发电量也只有70万千瓦。“要建造百万千瓦的单机容量,没有任何标准可以参考借鉴。”

  如何建成单机百万千瓦发电组?“对中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司(下文简称:华东院)来说,最重要的是进行可行性论证,并制定机组各项指标的标准,”陈建林说道。为了不浪费白鹤滩水电站的天然优势,华东院专门成立了相关课题组,联合业界的专家和学者,进行了大量的分析论证工作,成功提出了百万机组可行的研制参数指标,包括运行方式、叶片型式、转轮加工方式等,从而指导我国制造厂自主研制出了国际领先水平的白鹤滩水电机组。

  千百次试验,千百次论证,历经多年的心血,2021年6月28日,白鹤滩水电站1号和14号发电机组正式发电。那天,看着控制柜上跳动的数字,听着厂房机组轰鸣的声音,参建人员们热泪盈眶。而单机发电量百万千瓦的这一成就,实现了中国大型水电工程建设从中国制造到中国创造的历史性跨越,攀上了当今世界水电行业的“珠穆朗玛峰”。

  陡峭的崖壁间,一个300米级特高级拱坝横跨江面,709米弧长的拱形大坝宛若一块盾牌,守护着背后206.27亿立方米的金沙江巨大水库,见证滔滔江河化电向东。20世纪50年代,国家就着手白鹤滩水电站的相关规划,但大坝从选址到落成,却花了半个多世纪。

  作为一个最大坝高达289米的300米级特高混凝土双曲拱坝,白鹤滩水电站大坝需要克服背后巨大水库带来约1650万吨的总水推力。而这相当于1.5万多个长征五号的火箭推力。

  而水电混凝土大坝都面临一个“魔咒”——无坝不裂。“面对如此大的推力,大坝一旦开裂,那后果不堪设想。”为了解决这一问题,白鹤滩的设计师和工程师们开始了精巧的“设计和建造”。

  为了能够确保大坝安全稳定,设计师们将坝身在水平和竖直两个方向都设计弯曲成弧形,形成精巧的双曲拱形结构,同时“借力打力”,将巨大的水推力传到两侧,借助山体反作用力,保持坝体的稳定平衡。

  此外由于白鹤滩大坝两边地形复杂且不对称,设计师们通过精妙的结构设计,让大坝每一处都受力均匀,使其不仅能够承载巨大的水推力,也成为世界上抗震设防标准最高的300米级高坝。

  大体积混凝土温控防裂这一世界级难题,也是摆在大坝修建者面前的一只拦路虎。800余万方混凝土,如何保证不开裂?

  工程师们不断研发试验,首次运用自主研发的低热水泥混凝土,并突破温度控制的理论和技术,确保大坝水泥混凝土“不裂”。为能够实时了解和感知大坝动态,工程师们还在拱坝体内预埋了上万只传感器,通过智能技术掌握施工全过程,成功建成智能无缝大坝。

  此外,白鹤滩水电站大坝还要克服其“基础差”的条件,由于大坝部分选址是坐落在柱状节理玄武岩上,该岩体具有易破碎、松弛的特性,能否作为近300米高大坝的坝基?“从实际考虑来说,这是个不小的难题,甚至可以说是影响到白鹤滩水电站是否可行的难题。”陈建林说。由于此前没有类似的案例,这个“破天荒”的难题需要整个设计团队费尽心力去突破。

  为了把白鹤滩水电站复杂的地质情况搞清楚,华东院在前期花费了十多年的时间不断地勘察、测量、分析再试验,并运用相关的理论和技术提出解决方案,最终通过灌浆、基础加固、消能爆破等方式保证了岩层的整体性,最终使其能够承载大坝建设的能力。

  即使有着锦屏二级水电站、杨房沟水电站等多个大型水电站设计修建经验,对陈建林而言,白鹤滩水电站仍旧是职业生涯中截至目前最难的一个。而难上加难的地方,则是在地下工程的挖掘上。“就像一个黑盒子,根本不知道里面是什么样。”陈建林说道。

  要将16个重量超过8000吨的百万水电机组装在陡峭的山体下,意味着需要在左右岸掏出两个长约450米,宽34米欧宝全站app,高88.7米的庞大宫殿,相当于要在地下挖出两个足球场。而这个“黑盒子”里面的地质条件具体是怎样的,陈建林用“充满了不确定性”来形容。

  指针拨回到2014年,地下厂房启动首层开挖,“一定要保证地下厂房安全”是地下厂房修建的关键。而由于规模大,地质条件差,围岩的稳定性问题逐步凸显。

  为了保证地下厂房的安全性,设计师和工程师们决定使用精细爆破,采取微量化装药的方式,根据岩石的特性,将其分为10层,由上至下分层开挖,逐层爆破。由于围岩的不稳定性,每一层都需要根据地质条件、监测数据的变化,对开挖支护及时进行动态调整。“某种程度上来说,这个难度比修建大坝难得多。”

  陈建林几乎每天都会到地下厂房施工现场走上一圈,仔细过问当天的数据,防止围岩变形发生突变。但即使在一层一层精细的设计和施工下,围岩还是出现了突变。

  2018年元旦前几日,在白鹤滩水电站右岸小桩号部位,围岩变形连续几天出现了突增,单日最大增幅超过4mm,大大超过了每天0.2mm的允许变形增量,连续超过了“预警”和“危险”两个等级。

  面对如此严峻的围岩变形突变,陈建林率领设计团队立即紧急攻关,及时拿出了应对方案,并迅速与参建方达成了共识。经过灌浆、增强预应力锚索等方式,成功将其补强加固,及时避免了危险的产生。

  2019年,在历时50多个月的精心“打磨”下,这个总长438m的地下厂房终于建成。

  白鹤滩水电站两岸地下洞室群规模宏大,规模达世界第一。左右岸的引水发电系统及附属洞室、施工洞室、交通洞室,构成了一个庞大的地下洞室群,两岸地下洞室总长达217km,地下洞室的总开挖量达2500万立方米,足够填满2个西湖。

  从2011年2月正式启动白鹤滩水电站建设,到2022年9月左岸全部机组成功发电,12年工期,无数中国水电人在白鹤滩辛苦耕耘,先后攻克了40多项世界级难题,“水轮发电机单机容量为100万千瓦位居世界第一;地下洞室群规模世界第一;圆筒式尾水调压室规模世界第一;300米级高拱坝抗震参数世界第一;无压泄洪洞群规模世界第一;首次全坝使用低热水泥混凝土。”六项世界第一,让这个联系川滇,横跨金沙的“电力巨无霸”有了更加骄傲的头衔。

  在他的眼里,白鹤滩水电站像一个不听话的孩子。在几代水电人的不断“”下,这个不听话的孩子一步步长大,将金沙流水化成滚滚电流送到长江那头,化作千万照明点亮万家灯火。“荣耀、欣慰、骄傲。”当看到一台台百万千瓦机组顺利投产发电,陈建林心中感慨万千。

  白鹤一跃金沙亮,现在的白鹤滩水电站仍在为早日实现所有机组发电而不断努力,白鹤滩水电站背后的故事也还在继续。未来,这个承载中国电力最核心竞争力的大国重器,还将在金沙江上谱写属于自己的辉煌故事。

  陈建林:我们除了能够提供较大的发电量,还有防洪功能。白鹤滩具有206亿立方米的库容,其中防洪库容达75亿立方米,白鹤滩与金沙江下游乌东德、溪洛渡和向家坝梯级水库联合运用,可使川江沿岸的宜宾、泸州以及重庆等城市的防洪标准进一步提高;同时可减少进入三峡水库的洪水,配合三峡水库运用,承担长江中下游的防洪任务,有效减少长江中下游地区的成灾洪水和分洪损失。此外还有改善下游航运条件和促进地方经济社会发展,节能减排等综合效益,每年平均发电量达624亿千瓦时,可节约燃煤1968万吨,减排二氧化碳5160万吨全球第一 大凉山的水电”巨欧宝全站app官方下载无霸”来了|大国工程我来建,,为早日实现“双碳”战略贡献着白鹤滩力量。

  陈建林:我们运用了一些智能建造技术,利用BIM技术来对水工建筑物和机电布置进行设计。但更多我们是做到在水电站建造技术上的精益求精,例如我们的单机发电量达百万千瓦,地下工程的围岩稳定技术,混凝土的光滑无缝,泄洪消能这些方面,都是做到了世界顶尖水平。

  封面新闻:作为完整经历白鹤滩水电站建设环节的总设计师,您会用几个关键词形容白鹤滩水电站?

  陈建林:首先是巨型水电工程,单机发电量达百万千瓦这是我们最引以为傲的。其次是雄伟壮观,像我们的大坝特别在泄洪的时候,场面极其壮观,还有我们的地下洞室规模也是非常宏大的。第三是大国工程,这个工程花了几代水电人的心血,是利国利民的工程。