◎ 文 | 沈洋 编辑 | 王芳丽
第二个梯级
白鹤滩水电站为金沙江下游四个水电梯级——乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝中的第二个梯级。
坝址位于四川省宁南县和云南省巧家县境内,上游距乌东德坝址约182千米,下游距离溪洛渡坝址约195千米;
825米
坝址控制流域面积占金沙江以上流域面积的91%。正常蓄水位825米。
白鹤滩水电站三大主要功能
2021年的三月中旬,我来到白鹤滩采访。海拔1900多米的昭通坝子还春寒料峭,地处金沙江峡谷的巧家县已炎热如夏,中午的气温高达33度。江边的香蕉树上,已结了一串串翠绿饱满的香蕉。巧家县的招牌水果芒果,其树众多,沿路可见,也以葳蕤之势蓬勃生长。尤其那火红的木棉花,更是红得如霞,红耀天边。
当晚到达巧家县城时,已是晚上八点多钟,街上车水马龙,县城人流如织,店铺红红火火,车子穿过那一条条繁华街道和宽阔马路,绕了几个弯,把我们引导至金沙酒店。这又是巧家的一处新地标。
虽是晚上,我没有感觉到一个小县城的冷寂,而是闻到了巧家砂锅米线和卷粉的味道,听到来自五湖四海的外地口音,看到了一个正在蜕变中的未来滨江之城的雏形。
亲眼所见之巨变,皆因白鹤滩,这座总装机容量世界在建最大、建成后将成为仅次于三峡工程的世界第二大水电站的崛起。
第二天一大早,我们就驱车直奔白鹤滩水电站施工区采访,去探寻这座世界级巨型水电站的成长密码。
跨过位于葫芦口的金沙江大桥,车子来到了位于金沙江左岸的凉山州宁南县地界,一条新开通的施工专用公路顺江蜿蜒而下。金沙江两岸的大山,巍巍如巨龙,以磅礴汹涌之势在堂琅大地摆开阵势。从汉代至明清时期,盛产于古堂琅的铜银制品,就是从这段金沙江的右岸,沿山崖开凿绝壁小道运抵江边,再沿江而下,顺长江和运河入京的。这条银铜古道,不知累倒了多少人马,演绎过几多悲欢离合的动人故事。古人不会料到,到了21世纪的今天,金沙江下游河段竟然成了向家坝、溪洛渡、白鹤滩、乌东德四座世界级巨型水电站的落户之地,四座电站截流成湖,首尾相连,成为点缀祖国西南地界的绝美珍珠链,散发出令人喟叹之光芒。
白鹤滩电站为何选址于此,这是我最感兴趣之事。华东院的同志告诉我们,建设白鹤滩电站动议尤早,新中国建国之初,就由水电总院组织做了规划,当时白鹤滩和乌东德水电站在同一批规划之列。到了1990年,华东院开展详细勘测,勘探工人每天肩挑背扛,带着那些笨重的勘探器材爬坡上坎,来来回回,起早贪黑,在金沙江白鹤滩江段的两岸寻寻觅觅,艰难勘测。据说,华东院勘探队打了10万米的探洞,仅地勘就干了十多年。
泄洪洞底板混凝土流水养护 摄影/胡梦莹
那么大一汪水,挤压在两山之间,靠什么驯服?那个老远看上去略显单薄的坝能撑得住吗?
工程建设指挥部的工程师告诉我们:“现在建的白鹤滩是非典型拱坝,属于双曲拱坝,与一般重力坝不同,整个坝体像是一个鸡蛋壳,这样的造型,使得水的推力分摊给两边的山体,导致传导给整个坝体的压力小了很多。”
白鹤滩电站的另一个显著特点,就是坝体左右两岸的山体,几乎被掏空,光打洞子就打了217公里,地下洞室俨然迷宫。在施工管理人员的引领下,我们的车子在山洞里穿行,虽是隧洞,却如履平原,就没有感觉到自己是在山肚子里行车。尤其那一辆辆重型运输车,风驰电掣般洪流一样冲过,就真有了来到大工地的感觉,仿佛出了洞口,就是人山人海,一地全是或红或白头盔在晃动。可事实上,我们在整个施工区,就很少看到成群的工人,一台台大型机械正在忙碌,天空中还有各式吊车、缆车来来往往,运送建材、浇筑大坝、焊接钢材,凡此种种,不是想象中的打人海战了,现代施工技术和先进的设备,早已替代了大量的工人,让人不得不感叹中国在水电行业的实力崛起。
在左岸地下厂房,我看到8个巨型圆形孔洞依次排列,询问得知,这些孔洞,每一个就安装一台水轮机组。据目测,每一个洞的断面有4个篮球场那么大。圆筒式尾水调压室空间宽阔,高128米,直径48米。人徜徉其间,常常忘记自己置身山洞,还以为来到了一个现代化十足的车间。
三峡集团的朋友告诉我:“早期也请了国外的专家来看,说这个地方是建不了大坝的。设计单位和施工单位都拧着一口气,一定要完成。我们把支部建在班组,在各个基层党组织的合力攻坚下,我们做到了。”
“泄洞量也是世界第一,防洪、调洪功能十分强大,只需要18分钟即可注满整个西湖。”
说这话时,我看到正在介绍情况的那位工程师十分自豪。
“泄洪洞的建设可先进了,每秒6米的速度,人要是在水中,那可是站不住的。水流特急时,可达到每秒几十米,如此快的流速,水会产生气泡,而这些气泡会对洞室的墙面产生侵蚀,因此,泄洪洞墙面要做得像镜子一样光滑。”
“我们建的是高拱坝,大坝如用中热水泥浇筑,通常情况下会发热,会开裂。如果不攻克这一难关,那就很要命,因此,我们在材料上做了很多文章,摸清了低热水泥的发热规律,全用低热水泥浇筑,通过智能通水技术控制混凝土内部的最高温升,做成了智能大坝。”
王鹏飞,工程建设部负责技术管理的工程师,中共党员。这是一位说到白鹤滩电站攻克技术难题就兴奋的工程师。
“修建白鹤滩电站,我们各基层班组党组织发挥了领头雁的重要作用。我们拿下了6项世界第一,多项指标世界领先。”
“我们设计的泄洪洞泄洪能力达每秒1.2万方,配合大坝表孔、深孔泄洪可达到每秒4.2万方,大坝按照千年一遇洪水设计,万年一遇洪水校核。因此,我们白鹤滩电站的建设,可以驯服洪魔,将其掌控在股掌之中。”
“我们攻克了五大技术难题,在地下300~500米之下建洞室群,围岩的地应力达到33兆帕,1兆帕相当于100米水深的压力,属于中、高地应力区,开挖过程中岩爆、片帮时有发生,经过参建单位的共同努力,成功掌握了巨型地下洞室群安全高效建设关键技术。”
“白鹤滩大坝工程首次将柱状节理玄武岩作为大坝坝基,面临柱状节理玄武岩松弛、角砾熔岩保护及错动带剪切变形等问题,通过预留岩石保护层、岩石盖重固结灌浆、300吨级系统锚索快速支护等措施,解决了复杂的地质问题。”
“同时白鹤滩坝基地质条件复杂,坝身布置多层孔口,抗震设计难度大,根据中国地震局相关批复文件,白鹤滩工程区域地震基本烈度为Ⅷ度,设计地震的水平峰值加速度达0.451g,白鹤滩工程抗震设计烈度高,为300米级特高拱坝之最。”
“谷幅变形对水电行业来说是一个新课题,世界上还没有哪一个国家能够从机理上完全摸清搞透,目前,为掌握谷幅变形机理、规律,我们提前布设了谷幅观测洞,实施监测设备安装,行业内首次获取了谷幅变形全过程监测数据,为下一步深入研究提供数据支撑。”
“三峡集团向来重视科研投入,所以白鹤滩水电站每年都有大量的科研经费投资。在大坝的智能建造上,我们下了很大的功夫,联合清华、武大、成勘院等,就智能温控技术作了精细化的部署,目前已完成多功能模块的集成,该项技术在溪洛渡应用的基础上已经取得完美升级。有了这项技术的保障,白鹤滩电站建设,实现了信息化管控手段上质的飞跃,该项技术已走在了世界的前列。”
对大坝的温控技术,白鹤滩党群工作部负责人廖望阶形象地补充道:“混凝土开裂是世界公认难题,国内外坝工界有‘无坝不裂’的说法。我们都知道物体有热胀冷缩的特点,由于大坝浇筑时不同位置的混凝土温度不同,因而热胀冷缩的程度也不同,很容易形成裂缝,特别是大体量混凝土,更容易因为温度产生裂缝。我听我们负责大坝浇筑的工程师们说,到目前为止白鹤滩大坝没有发现一条温度裂缝。这是很了不起的成就,主要得益于我们在浇筑过程中采取了有效的温控措施。”
蜗壳 摄影/王连生
康永林是机电安装项目部部门主任,还是第五党支部书记。说到技术上的事,如数家珍。
“我们白鹤滩水电站的百万机组是怎么来的?百万机组推行的意义在哪里?这些,都是大家十分关心的问题。在三峡工程以前,我们中国人自己研发制造团队只能研发单机容量30万千瓦水轮发电机组。通过近20年的努力,我国自主研发团队研发制造能力从三峡右岸电站的77万千瓦、向家坝电站80万千瓦,再到白鹤滩电站建设时,我们达到了100万千瓦单机容量。”
说到百万机组的重大意义,康永林更是有说不完的话:“一是达到了有力提升中国水电产业链的目标。二是把势能转化为机械能,我们达到了96.7%。三是制造百万机组的挑战性非常大,从70万到100万这个提升过程,炼出了一支过硬的技术团队。”
“实现百万的艰苦历程,每一个部件都要经过若干检测和试验,里面还采用了很多新技术。比如,发电机采用24千伏定子绝缘系统,蜗壳采用800兆帕级高强钢,这也是一个有力的突破。对于很多核心部件,我们三峡集团联合国内的多家企业一起研究,在白鹤滩百万机组上实现了国产化。”
康永林欣喜地说:“我们已经没有进口日本的高强钢板了,全部实现了国产化。值得一提的是,白鹤滩电站建设过程中,我们培养了1000多名高强钢焊工,他们的工资按天结算,每天工作8小时,收入600~700元。这样的高技术工人,我们培养了一批又一批。”
大坝首仓浇筑 摄影/胡晖
康永林还说到一个现象:“工地上留不住人才,每个人上学时都想在城里上班,但现在在山里,是什么支撑他们在工地上工作?我想了很久,那大概还是一种担当和责任吧!他们每一个人都克服了很多的矛盾和困难。比如小孩子生病了,和爱人闹矛盾了,老人没有人照顾,这一系列的问题很琐碎,却很现实,他们都得去面对和解决,因此,工地上的技术骨干们,也时常会感到困惑。”
“水电人进入这个行业,真不容易。小夫妻两地分居,生活困难重重。一些年轻人呢,常年在这山沟里工作,接触面窄,找不到对象。但是能够参加白鹤滩水电站建设,值得。中国的水电,赶上了最好的时间段。作为一名共产党员,我为能够在这个拥有尖端技术的行业工作,感到荣幸,我也一定要把它做好。”
“2021年,为了保障七一发电,我们做了很多准备,尽量不休假。现场质量控制要求相当严格,我们的目标,就是要打造极品机组。在这个方面,我们用三个数字来说明。发电机转子,重2300吨,16.5米的直径,高4.1米。根据国际(lEC)标准,转子圆度合格标准3毫米,我们的国际标准为1.5毫米,三峡企业合格标准是1毫米,优良是0.8毫米。从现场已经制造完成的转子统计数据来看,误差均控制在0.4~0.5毫米以内。可以说,中国现在的制造业,已经走在了世界的前列。”
在深山峡谷中的白鹤滩,正是有了这些像旗帜般的党员技术骨干,正是有了一个又一个坚强的党的基层战斗堡垒,才使得一个个技术难题被攻克,才使得每一个日夜都不荒废,也才竖起一道道大坝一样的有形无形的丰碑。