川滇之交、金沙江上,巍峨大壩崛地而起。6月28日,單機容量世界第一、裝機規模僅次于三峽工程的世界第二大水電站白鶴灘水電站迎來高光時刻:首批兩臺機組正式投產發電。白鶴灘主體工程2017年8月全面建設,2021年4月下閘蓄水,2021年5月大壩全線澆筑到頂。電站多年平均發電量624.43億千瓦時,全部機組將于2022年7月實現投產發電。
航拍白鶴灘水電站。本文圖片均由三峽集團 供圖
白鶴灘水電站是國家重大戰略性清潔能源工程,是中國三峽集團開發建設的金沙江下游四座梯級電站——烏東德、白鶴灘、溪洛渡和向家壩中的第二個梯級電站。其清潔電能主要通過特高壓直流工程輸往江蘇、浙江負荷中心,并兼顧當地電網用電需要。隨著首批機組投產發電,白鶴灘水電站將與三峽工程、葛洲壩工程,以及金沙江烏東德、溪洛渡、向家壩水電站一起,構成世界最大的清潔能源走廊。
作為實施“西電東送”的國家重大工程,白鶴灘是當今世界在建規模最大、技術難度最高的巨型水電工程。全球單機容量最大功率百萬千瓦水輪發電機組,實現了我國高端裝備制造的重大突破。  單機容量100萬千瓦世界第一、圓筒式尾水調壓井規模世界第一、地下洞室群規模世界第一、300米級高壩抗震參數世界第一、首次在300米級特高拱壩全壩使用低熱水泥混凝土、無壓泄洪洞群規模世界第一……細節成就精品工程。白鶴灘地形是一個不對稱的V型河谷,地質條件極其復雜,需要攻克的技術和難度都堪稱世界級,唯有迎難而上,唯有創新。
航拍白鶴灘大壩七個泄洪深孔首次過流
白鶴灘地處的金沙江干熱河谷炎熱干燥,夏天氣溫逾40攝氏度。為了對抗劇烈的熱脹冷縮效應,大體積混凝土溫控防裂挑戰被提升至前所未有的高度。為此,該大壩在世界上首次全壩采用低熱水泥混凝土進行澆筑,低熱水泥混凝土溫控技術沒有成熟的經驗可以借鑒。運用智能大壩的相關技術,大壩中埋設的5774支溫度計、75347米的測溫光纖、數千支監測儀器,用于感知氣溫、風速、溫度、應力、應變等信息,實現了混凝土生產、運輸、澆筑、運行的全生命周期監控。最終未出現一條溫度裂縫,創造了壩工建設奇跡。
由于地處深V型峽谷,兩岸空間有限,因此需要開挖地下洞室,布置引水發電系統設備。白鶴灘水電站地下洞室群規模與面臨的復雜巖石力學問題都刷新了我國水電工程建設歷史記錄。電站地下廠房洞室群規模世界第一,結構布置復雜,埋深大,地下洞室開挖量2500萬方,開挖總里程約230千米。極其復雜的地質條件更增加了地下廠房的建設難度——廠區地應力高,硬脆玄武巖變形大、易松弛破裂。白鶴灘水電站在巨型地下洞室群規劃、設計、施工、技術、管理方法等方面的重大創新,填補了高地應力等復雜地質條件下建造大尺寸地下洞室群的技術空白,順利攻克巨型地下洞室群圍巖穩定世界難題。
左岸3#泄洪洞龍落尾
作為世界級水電工程,白鶴灘水電站泄洪洞自然也不簡單,建設者們用“三大三高”概括它們的特點,即大泄量(每秒12250立方米)、大斷面(15米*18米)、大坡度(最大23°)、高流速(最大每秒47米)、高水頭(189米)、高強度(混凝土強度),每一項都是世界級難題。泄洪洞澆完的混凝土平整光滑,看不到一點瑕疵,過水養護后甚至呈現出鏡面效果。鏡面混凝土背后,是白鶴灘建設者為國內水電工程裝備和施工工藝帶來的重大革新。白鶴灘泄洪洞過流總面積超過20萬平方米,平均不平整度小于3毫米。
白鶴灘水電站開發任務以發電為主,兼顧防洪、航運,并促進地方經濟社會發展。全部機組投產發電后,每年可節約標煤約2800萬噸,減排二氧化碳約6500萬噸、二氧化硫約60萬噸、氮氧化合物約43萬噸,能有效改善我國能源結構,減少大氣污染物排放,對助力我國碳達峰、碳中和“3060”目標將發揮不可替代的重要作用。
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