这一超级工程今天全面投产!800万m³开浇以来无一温度裂缝!

央视新闻、国资小新 · 2022-12-21 10:10

12月20日,在建规模世界第一、装机规模全球第二大水电站——金沙江白鹤滩水电站最后一台机组完成72小时试运行,正式投产发电。至此,白鹤滩水电站16台百万千瓦水轮发电机组全部投产发电,标志着世界最大清洁能源走廊在长江之上全面建成。

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、技术难度最高的水电工程。工程开发任务为以发电为主,兼顾防洪、航运,并促进地方经济社会发展。其全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组,实现了我国高端装备制造的重大突破。

白鹤滩电站位于四川省凉山州宁南县和云南省昭通市巧家县境内,是中国长江三峡集团有限公司在金沙江下游投资建设的四座梯级电站中的第二个梯级。水库正常蓄水位825米,控制流域面积43.03万平方公里,占金沙江以上流域面积的91%。电站主体工程于2017年7月全面开工建设,2021年6月28日首批机组投产发电。截至12月20日,白鹤滩水电站累计发电量超过530亿千瓦时,主要输送江苏、浙江等区域,助力长三角地区一体化高质量发展。

白鹤滩水电站大坝建设过程创造多项纪录,300米级高拱坝抗震参数居世界第一,全球首次在300米级高拱坝全坝使用低热水泥混凝土,大坝承受总水推力达1650万吨居世界第二,拱坝坝高289米居世界第三。白鹤滩水电站是全球在建最大的水电工程,装机总容量1600万千瓦,左右岸地下厂房内分别布置8台具有完全自主知识产权的单机容量100万千瓦水轮发电机组,单机容量位居世界第一。白鹤滩水电站大坝建设创造了年浇筑270万立方米、月浇筑27.3万立方米、百日过深孔等同类工程的世界纪录,“体积”超过3个胡夫金字塔。

白鹤滩大坝主体混凝土浇筑总方量达800万立方米,共分为31个坝段,自开浇以来没有出现一条温度裂缝,各项指标均满足三峡集团提出的“精品工程”标准,2019年大坝取出25.7米混凝土长芯混凝土芯样光滑密实骨料分布均匀、气泡少提交了一份高质量混凝施工“成绩单”。

白鹤滩水电站工程规模巨大,地质条件复杂,综合技术难度位居世界第一。三峡集团携手国内水电建设和装备制造企业,坚持创新驱动,攻克了一系列世界级技术难题,创造了百万千瓦水轮发电机组单机容量、300米级高拱坝抗震设防指标、地下洞室群规模等六项世界第一,推动我国水电全产业链、价值链和供应链水平显著提升,为实现中国式现代化提供科技支撑。

三峡集团在长江干流建设运营的6座巨型梯级水电站(乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝)共安装110台水电机组,总装机容量达7169.5万千瓦,形成世界最大清洁能源走廊。这条走廊跨越1800千米,形成总库容919亿立方米的梯级水库群和战略性淡水资源库,其中防洪库容376亿立方米,占2022年长江流域纳入联合调度范围水库总防洪库容的53%以上,对保障长江流域防洪、发电、航运、水资源利用和生态安全具有十分重要的意义。

随着世界最大清洁能源走廊全面建成,6座巨型电站联合调度、协同运行,年均发电量达3000亿千瓦时,可有效缓解华中、华东地区及川、滇、粤等省份的用电紧张局面,为“西电东送”和电网安全稳定运行发挥重要支撑作用;每年可节约标煤约9045万吨,减排二氧化碳约24840万吨,对改善我国能源结构,助推实现碳达峰、碳中和目标发挥积极作用。

三峡水电站和白鹤滩水电站,作为两个发电量接近的电站,形状看起来却完全不同。三峡大坝是一条笔直的大坝,两侧很宽,又矮又长,横截面是一个直角梯形。而白鹤滩大坝则看起来又薄又高,犹如一弯新月镶嵌在河谷之中。是什么造成了这种区别呢?

三峡大坝和白鹤滩大坝,是两类最重要水坝的典型代表:重力坝和拱坝。

水坝的两侧水压不均,上游压力大,下游压力小。随着两侧水高度差的增加,这种压力差往往能达到十几个大气压之多。水坝要想正常工作,就必须平衡这一巨大的压力差。其中,重力坝是依靠坝体自重产生的压力来抵消水压力的,而拱坝则是借助于拱的形状将水压传递给两侧的岩体。

相对而言,重力坝的结构冗余度较大,因此比较安全可靠,耐久性好,可以抵抗渗漏。对于三峡采用重力坝的坝体模式是十分科学的。尤其是长江在三峡段的江面十分宽阔,两侧也缺乏足够坚固的基岩可以传力,重力坝恰好可以应对这样的环境。

不过,对于白鹤滩水电站这样的大坝,重力坝的模式就显得不合时宜了。

白鹤滩水电站的落差很大,重力坝要想承担这么高的压力差,所需要的大坝体积将会极其惊人。这既造成极大的材料浪费,拖延工期,而且也对地基造成了巨大的压力。

而采用拱坝模式,则大大提高了坝体的利用效率,让大坝的每一处都能均匀受力,也大大减轻了地基的压力。此外,由于金沙江白鹤滩处水面狭窄,两侧的山体比较坚实,恰好能够承担拱坝传递过来的水压力。

在各种拱坝形式中,白鹤滩大坝属于形式最为科学的一类,叫做“双曲拱坝”。它的坝体为双曲面,受力模式最为科学,可以使拱坝的厚度减小、坝高增大。尤其是对于白鹤滩这样的V形河谷,可以有效地节省坝体材料,同时提高安全性。

编辑:余丹丹

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