“快看，吊罐來了，來了，來了……”
5月31日12時，在由中國電建全過程勘測設(shè)計施工的世界在建規(guī)模最大水電站——白鶴灘水電站左岸16壩段澆筑現(xiàn)場，纜機吊著24噸重的9方混凝土向澆筑倉位緩慢就位，在下料工熟練的控制下，混凝土穿過鋼筋網(wǎng)徐徐落下，確定溫度合格后，等候在倉位的振搗工人開始迅速振搗，不一會，最后一個倉位的缺口被振動鋪平了，大壩呈現(xiàn)出完整清晰的輪廓，像一條混凝土巨龍橫臥在金沙江畔。
“我宣布，白鶴灘水電站大壩全線澆筑到頂！”現(xiàn)場頓時響起建設(shè)者們此起彼伏的歡呼聲！這標(biāo)志著大壩全線澆筑到頂，標(biāo)志著我國300米級拱壩設(shè)計理論和建設(shè)技術(shù)再次取得新突破，引領(lǐng)世界壩工技術(shù)發(fā)展！
白鶴灘大壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高289米，壩頂弧長709米，壩頂寬度14米。共計31個壩段，澆筑混凝土約803萬立方米，創(chuàng)下了拱壩設(shè)計多項世界紀(jì)錄：300米級高拱壩抗震參數(shù)居世界第一、在300米級高拱壩全壩使用低熱水泥混凝土、大壩承受總水推力達(dá)1650萬噸居世界第二、拱壩壩高289米居世界第三、樞紐泄洪功率達(dá)90000兆瓦居世界第三。
為了建好白鶴灘水電站，早在30年前的1991年，第一批中國電建人就來到白鶴灘，開始了大量艱苦卓絕的前期開發(fā)研究工作。從那時起，幾代電電建人前后跨越三十年，把青春甚至生命都獻(xiàn)給了金沙江下游這片貧瘠的山川河流，終于鑄成大國重器！
“跨越三十年”的大壩
第一個十年，電建人逢山開路、遇水搭橋。1991年3月，第一批華東院人來到白鶴灘時，一頭扎進(jìn)大山開展前期勘測工作。
道路不通、缺水缺電、高山險峻、江水洶涌。四周群山環(huán)繞，他們攀山越嶺、住探洞、飲江水，啃冷饅頭；十年里，華東院人足跡踏遍金沙江上游杳無人煙處，對64公里左右的河段進(jìn)行了研究比選，初步選定了兩處工程地質(zhì)條件相對較好的河段，為電站建設(shè)收集了大量的第一手資料。他們奇跡般在壩區(qū)修建了勘測基地，布置了相關(guān)公路、馬道、氣象站和過江纜索等設(shè)施，為電站后續(xù)建設(shè)奠定了堅實基礎(chǔ)。
第二個十年，電建人審慎嚴(yán)謹(jǐn),全面開展電站設(shè)計。白鶴灘水電站地質(zhì)條件復(fù)雜，技術(shù)難度極高。歷時之長，勘探之細(xì)，在世界水電領(lǐng)域都絕無僅有。這段時期，華東院人對兩處河段的水能規(guī)劃、地形地質(zhì)條件、樞紐布置、施工條件等方面進(jìn)行全面比較。十多年來，華東院在白鶴灘累計實施完成20萬米鉆孔、5.5萬余米探洞和巨量的現(xiàn)場試驗。累計完成壩址勘探線比選20余條，左右岸修建馬道10余層。
采用現(xiàn)場三軸和壓剪試驗、模擬試驗洞、無人機、激光掃描、可視化地質(zhì)綜合平臺等，應(yīng)用大量勘測試驗前沿技術(shù)，終于全面揭示了白鶴灘壩址區(qū)罕見的復(fù)雜地質(zhì)情況，為破解白鶴灘各項世界級難題奠定了堅實基礎(chǔ)。經(jīng)過層層深入研究，最終選定中壩址雙曲拱壩、壩身孔口和岸邊泄洪洞、兩岸基本對稱的地下廠房引水發(fā)電系統(tǒng)布置方案作為代表性的樞紐布置方案。
第三個十年，電建人在“積木”上建起世界第二大水電站特高拱壩。白鶴灘壩基40%為脆、碎、怕擾動的柱狀節(jié)理玄武巖，這是世界上首次在這種巖體上建設(shè)特高拱壩，如同“在積木上建大壩”。華東院針對柱狀節(jié)理玄武巖特性，開展世界首次系統(tǒng)性研究。創(chuàng)新性提出“適當(dāng)擴(kuò)大拱壩底部尺寸形成擴(kuò)大基礎(chǔ)，設(shè)墊座以改善地形，優(yōu)化拱壩體形，并在開挖最后階段預(yù)留5米保護(hù)層，采取預(yù)先錨固、灌漿等手段多管齊下”的壩基處理方案，有效抑制了松弛，完全達(dá)到300米級拱壩建設(shè)要求。
三十年艱難困苦、嘔心瀝血；三十載如履薄冰、夜不能寐。今天，白鶴灘大壩終于全線封頂，就像看著自己的孩子從孕育到出生，再到逐漸長大成才，扛起了“千斤重任”。
“難度最高”的大壩
為建設(shè)這座舉世矚目的大國重器，中國電建成立了以兩院院士潘家錚為組長的院士顧問組和地質(zhì)專家組行全過程把關(guān)。聯(lián)合國內(nèi)外80余家高校和科研機構(gòu)開展200余項技術(shù)攻關(guān)，以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、開放合作的態(tài)度開展大量的研究工作，為今天這座世界第三高拱壩全線封頂發(fā)揮了重要作用。
白鶴灘大壩還面臨著“高水頭、窄河谷、巨泄量、不對稱拱壩”的泄洪消能問題，樞紐總泄量達(dá)42348立方米每秒，9萬兆瓦的能量需要消剎，被稱為：“世界上難度最大的泄洪消能”。
針對壩身泄洪消能，華東院綜合分析下游河床承受能力、壩身孔口布置方式、壩身開孔對壩體結(jié)構(gòu)影響等因素，通過大量水工模型試驗驗證，在壩身設(shè)置了6個無齒坎分層大差動表孔、7個分層多股水流深孔，設(shè)計世界規(guī)模最大的反拱水墊塘，有效解決了超大泄洪規(guī)模不對稱拱壩壩身泄洪消能的技術(shù)難題。
技術(shù)團(tuán)隊創(chuàng)新設(shè)計世界最大的無壓泄洪洞群，通過壩身與泄洪洞聯(lián)合泄洪，實現(xiàn)三套泄洪設(shè)施的靈活運行，保障泄洪消能安全。
此外，為了加強大壩抗震防震能力，在大壩相應(yīng)部位采用高強混凝土、雙層抗震鋼筋、強化基礎(chǔ)處理等應(yīng)對措施。為了降低混凝土放熱、打造“無縫大壩”，華東院聯(lián)合十余單位，圍繞全壩采用灰?guī)r骨料開展深入研究，共同研制低熱水泥。
目前，隨著上游水位逐漸提高，白鶴灘水電站大壩等各類設(shè)施各項監(jiān)測數(shù)據(jù)正常，正抓緊準(zhǔn)備充水和有水調(diào)試，向著今年“七一”投產(chǎn)發(fā)電的目標(biāo)全力沖刺。
“顏值最美”的大壩
業(yè)內(nèi)都說“無壩不裂”，但在白鶴灘水電站，大壩上沒有一條裂縫，“這是壩工建設(shè)的奇跡！”其實，在外人看來的高顏值全是因為有一項核心“武器”——低熱水泥混凝土。
白鶴灘水電站最大壩高289米，拱冠壩頂厚度14米，拱冠壩底厚度63.5米，共劃分31個壩段施工，澆筑低熱混凝土約810萬立方米，是世界低熱混凝土澆筑量最大的300米級雙曲拱壩工程。
傳統(tǒng)大壩建設(shè)需要澆筑大量混凝土，混凝土中的水泥水化反應(yīng)會產(chǎn)生熱量，使得混凝土澆筑后溫度上升，之后再緩慢冷卻到環(huán)境溫度。如果不采取有效的溫度控制措施，任由混凝土熱脹冷縮，難免會產(chǎn)生裂縫。而低熱水泥混凝土水化熱的溫度比中熱水泥和普通水泥要低，且絕熱溫升遠(yuǎn)低于中熱水泥和普通水泥的絕熱升溫。能極大減少熱脹冷縮導(dǎo)致大壩裂縫的可能性，且低熱水泥具有良好的抗干縮性能、抗侵蝕、抗沖耐磨以及后期強度高、強度持續(xù)增長的優(yōu)點。
“其實以前也有低熱水泥應(yīng)用在一些大中型水電站上，但直到白鶴灘水電建設(shè)，我們相關(guān)技術(shù)市場才真正成熟，可以說，白鶴灘水電站讓這項技術(shù)真正有了用武之地?！?/p>
在白鶴灘水電站，中國水電四局負(fù)責(zé)澆筑1-18號壩段，還負(fù)責(zé)國內(nèi)最大混凝土拌和系統(tǒng)和提供混凝土垂直運輸?shù)氖澜缱畲罄|機群的運行維護(hù)，自2017年4月13日，混凝土下料入倉到平倉再到振搗，混凝土澆筑每一處工序都有標(biāo)準(zhǔn)化的操作指南，才實現(xiàn)了“倉倉精品”的目標(biāo)。
“夏天白鶴灘地表直射溫度高達(dá)40多度，牛排都能烤到三分熟”。從拌和廠出廠到大壩施工現(xiàn)場的7分鐘時間里，如何盡可能保證低溫攪拌混凝土不會因為外界環(huán)境溫度變化驟然升高？
“混凝土拌和過程中，我們一先給骨料吹冷風(fēng)，二要加入低溫水和一定比例的冰屑；而混凝土從拌和樓出來后，就會灌入專門加裝了保溫材料的自卸式貨車，再通過纜機在幾分鐘內(nèi)迅速送到大壩施工現(xiàn)場?！彼娝木职Q灘施工局黨工委書記孫德炳介紹道。
等混凝土入倉后，開始對混凝土振搗，“混凝土要振搗幾遍，振搗棒型號如何選擇，初振的振搗時間是多長，復(fù)振的時間是多長，初振與復(fù)振的間隔時間有多長......這些參數(shù)都有標(biāo)準(zhǔn)，大家要嚴(yán)格按照要求施工?！?/p>
當(dāng)所有的施工工序都有明確標(biāo)準(zhǔn)，并在施工過程中得以落實，大壩混凝土的澆筑質(zhì)量就得以保證。
“智商最高”的大壩
白鶴灘地形是一個不對稱的“V”形河谷，地質(zhì)條件極其復(fù)雜，需要攻克的技術(shù)和難度都堪稱世界級，伴隨著一項項難題的攻克，智能化成了白鶴灘水電站最鮮明的特征。
據(jù)金沙江水文氣象中心數(shù)據(jù)顯示，2020年白鶴灘水電站壩區(qū)7級以上大風(fēng)天氣達(dá)251天，占全年比重70.5%，白鶴灘水電站所在地的氣候條件為大壩澆筑帶來諸多挑戰(zhàn)。保證纜機安全運行，控制大體積混凝土溫度，保障混凝土澆筑密實，實現(xiàn)壩體均衡上升，是壓在建設(shè)者肩上的一個個關(guān)乎質(zhì)量好壞的重要考驗，為此白鶴灘建設(shè)者們始終葆有創(chuàng)新、探索的精神，通過一條龍智能監(jiān)控、智能通水、智能灌漿等智能技術(shù)，為建成無縫大壩及保障大壩長期安全穩(wěn)定運行提供了創(chuàng)新解決方案。
在混凝土運輸時，建設(shè)者對這里的每輛車都進(jìn)行了編號，認(rèn)證了身份，保證不會送錯倉號。等混凝土被裝入罐中，通過“空中走廊”時，它們也有自己的“交通規(guī)則”——通過纜機目標(biāo)定位系統(tǒng)，每臺纜機距離都能得到控制。 白鶴灘水電站7臺纜索式起重機，世界上最大的纜索式起重機群，由水電七局夾江水工承制，全部為平移式纜機，主、副塔架都能在地面軌道行走，采用高、低線雙層布置，高線3臺、低線4臺，塔架高度相當(dāng)于25層樓高，作業(yè)范圍大，能滿足巨型水電站施工使用的高頻性。
此外，大壩通過在新澆筑混凝土壩塊和水管中安裝數(shù)字溫度傳感器，可以實時測量混凝土溫度和進(jìn)出水溫。在冷卻水管中安裝的溫度、流量和一體流溫集成控制裝置，還可以實現(xiàn)動態(tài)智能控制；在混凝土平倉振搗過過程中，任何操作不到位的情況會自動預(yù)警，提示現(xiàn)場質(zhì)量管理人員進(jìn)行糾偏；生產(chǎn)什么樣的混凝土，只要一線人員在手機上遠(yuǎn)程操作即可完成。
據(jù)悉，在白鶴灘大壩體內(nèi)，大壩中埋設(shè)的5774支溫度計、75347米的測溫光纖、數(shù)千支監(jiān)測儀器，用于感知氣溫、風(fēng)速、溫度、應(yīng)力、應(yīng)變等信息，可以實現(xiàn)混凝土生產(chǎn)、運輸、澆筑、運行的全生命周期監(jiān)控，對施工進(jìn)度、質(zhì)量進(jìn)行可視化分析。
“有了智能大壩智能監(jiān)控。不必冒著酷暑去工地，只要坐在指揮部，現(xiàn)場視頻、實時數(shù)據(jù)全都一目了然。”
24小時不停歇的大壩
開創(chuàng)了大型水電工程“四倉同澆”施工先河。
開創(chuàng)了混凝土單班產(chǎn)量6939立方米、日產(chǎn)量12141立方米、月產(chǎn)量27.3萬立方米記錄。
取出20.95米世界最長最完整混凝土芯樣。
開創(chuàng)90天泄洪深孔順利封頂記錄。
目前已完單元工程驗收合格率100%，優(yōu)良率達(dá)到99%。
——這一系列同類工程世界之最，是這里所有參建者們1510多個日日夜夜的腳踏實地和敬業(yè)付出。
“七臺纜機四年就澆筑完了，這是什么概念??！”負(fù)責(zé)白鶴灘生產(chǎn)調(diào)度的老王在大壩圍堰底看著兩岸的陡峭的山壁感嘆道。
大家都說，白鶴灘水電站是24小時都不停工的。在最后一倉混凝土開盤時，雷陣雨突如其來，風(fēng)夾雜著壩底的水氣，打在正在收拾壩頂人行道材料的工人臉上、身上，但大家絲毫沒有停下來的意思,“我們就是天上下刀子也要繼續(xù)干的?！?/p>
白鶴灘水電站建設(shè)節(jié)奏非常快，高峰時期，這里的建設(shè)者人數(shù)達(dá)17000人，纜機班實行三班倒，澆筑隊一直都是兩班不間斷。澆筑大隊負(fù)責(zé)人李永軍從白鶴灘基坑開挖就在這里，還參與了大壩首倉澆筑，他說，為提高工作效率，項目經(jīng)常組織黨員突擊隊攻堅克難，一次他帶領(lǐng)的30余人的突擊隊為搶倉，從早上七點突擊到晚上十點，安管鋼筋、立模、澆筑……一整套流程一氣呵成，當(dāng)日就創(chuàng)下一項單班記錄。“我?guī)е业年爠?chuàng)了好多澆倉記錄呢，有時候報話機電池一晚上用掉三塊?！?/p>
除了苦干，更重要的是巧干。為了提高工程的安全性和施工效率，在白鶴灘大壩建設(shè)中，使用了大量的預(yù)制混凝土預(yù)制模板，既保證了大壩的外觀質(zhì)量，也節(jié)約了時間和成本。“預(yù)制模板在泄洪深孔和導(dǎo)流底孔中應(yīng)用最為廣泛，與大壩混凝土澆筑平行作業(yè)，是大壩結(jié)構(gòu)混凝土的一部分，既可以保證大壩的外觀質(zhì)量，也可以達(dá)到每個施工分層節(jié)約2-4天時間的效果?！睋?jù)介紹，“由于大壩是曲型的，每一片預(yù)制模板都是獨一無二定制，這在以往的電站建設(shè)中是沒有的?！?/p>
除了人人具有奉獻(xiàn)精神，這里所有建設(shè)者也將“精品意識”深深地刻進(jìn)了腦海內(nèi)，每一處都要追求創(chuàng)新和完美。李永軍感嘆道，之前在三峽水電站感覺質(zhì)量要求已經(jīng)非常嚴(yán)格了，沒想到白鶴灘比三峽還“夸張”，除了施工單位有嚴(yán)格要求，業(yè)主監(jiān)理還會24小時“陪著”施工，一點不規(guī)范的程序都不能出現(xiàn)。在這里，表孔壩段體型控制在正負(fù)6毫米之間；廊道不平整度全部都在3毫米以內(nèi)；土建的標(biāo)準(zhǔn)可以說超越了所有的電站……
如今，大壩實現(xiàn)全線封頂，首批機組“七?一”發(fā)電目標(biāo)也即將實現(xiàn)，等到它完全完工，便將與烏東德、向家壩、溪洛渡以及此前建成的三峽、葛洲壩水電站共同構(gòu)成一條世界上最大的清潔能源走廊，成為帶動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的能源“引擎”。
最后一倉振搗
最后一罐混凝土澆筑
金沙江白鶴灘水電站樞紐區(qū)左邊坡探洞與勘線
華東院鉆孔取出的各類巖芯
華東院團(tuán)隊進(jìn)行豎井描述
大壩最新形象
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