梁水源
2023年12月20日,白鹤滩水电站入选由中国工程院院刊《Engineering(工程)》评选的“2023全球十大工程成就”。白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程,是当今世界在建规模最大的、技术难度最高的水电工程,全面建成投产后将成为仅次于三峡工程的世界第二大水电站。它位于四川省宁南县和云南省巧家县交界的金沙江河道上,工程开发任务以发电为主,兼顾防洪、航运任务,并促进地方经济社会发展。
2023年,白鹤滩水电站大坝钻孔取芯取得完整光滑的、质地密实的36.74米芯样,是迄今为止全球最长的水电大坝芯样。站在大坝上,宛若立于巨人的肩膀,可以平眺两岸高山,俯视峡谷中的金沙江。由于工程规模巨大,地质条件复杂,白鹤滩水电站被誉为世界水电行业的“珠峰”。白鹤滩水电站大坝是300米级特高混凝土双曲拱坝,坝顶高程834米,最大坝高289米,坝顶弧长709米,共分为31个坝段,坝身布置有6个导流底孔、7个泄洪深孔和6个泄洪表孔。
然而,“無坝不裂”一直是水电站建设者心头的一道魔咒。混凝土刚浇筑时温度会上升,后期又逐渐冷却,热胀冷缩使得混凝土结构内部应力积累,容易造成温度裂缝的产生。为了有效降低混凝土的温度,降低大坝因热胀冷缩而出现裂缝的风险,白鹤滩水电站在300米级高拱坝中,全坝使用低热水泥混凝土,这在全球尚属首次。而“无缝大坝”的背后,还采用了每50厘米就浇注一层混凝土的分层浇筑工艺,每一层混凝土都密实无痕、质地均匀。按照设计标准,白鹤滩水电站大坝混凝土抗压强度为300兆帕,芯样抗压强度超过450兆帕。
为了检查白鹤滩水电站坝体的整体性和混凝土的密实性,建设团队在全坝共钻孔848米,结果大坝压水率、透水率均为0。这根直径245毫米的芯样,穿过70个50厘米层厚的浇筑坯层,芯样完整、光滑、密实,骨料分布均匀,层间结合良好。这充分证明,白鹤滩水电站大坝是一座名副其实的无缝精品大坝,打破了“无坝不裂”的魔咒。
不仅如此,白鹤滩水电站大坝还是世界上“最聪明”的大坝。在大坝建设过程中,上万支被埋设在混凝土里的精密传感器构成大坝的“神经网络”。它们可以感知、收集与大坝状态息息相关的数据,并及时反馈给白鹤滩水电站智能建造信息管理平台。运用智能控制、全生命周期仿真等技术,部分模块还能结合收集到的信息自动采取应对措施。
2023年12月,可再生能源发电工程质量监督总站专家组对白鹤滩水电站竣工阶段枢纽工程开展专项验收质量监督工作,最终做出了“白鹤滩水电站枢纽工程质量优良,枢纽建筑物、机电及金属结构设备运行正常,工程质量满足枢纽工程专项验收条件”的结论。
一年时间转瞬即逝,白鹤滩水电站建设者交出一份优秀的答卷,创造了多项“世界之最”的白鹤滩水电站正源源不断地输送着绿色清洁能源。白鹤滩水电站年均发电量约624亿千瓦时,能满足约7 500万人一年的生活用电需求,每年可节约标准煤1 968万吨,减排二氧化碳5 160万吨。白鹤滩水电站,不但扛起了能源保供的重担,而且为巧家县库区国民经济和社会发展提供了新动力。