白鶴起舞大江闊
——解碼白鶴灘水電站

在建規模全球第一、單機容量世界第一、裝機規模全球第二……6月28日，一陣歡呼聲中，金沙江白鶴灘水電站的左右兩岸兩臺百萬千瓦水輪發電機組高速轉動，首批機組正式投產發電。

白鶴灘水電站是國家能源戰略布局“西電東送”的骨干電源點，是長江防洪體系的重要組成部分。其全球單機容量最大功率百萬千瓦的水輪發電機組，實現了我國高端裝備制造的重大突破。這標志著我國大型水電工程建設完成從“中國制造”到“中國創造”的歷史性跨越。

攻克溫控防裂難題

作為世界上目前在建規模最大的水電工程，白鶴灘水電站是金沙江下游四個水電梯級——烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩中的第二個梯級，在建設中創造了多項令人驚嘆的成績：地下洞室總長217公里，地下洞室群規模世界第一；攔河拱壩高289米，相當于100層樓高，為世界第三。

白鶴灘水電站大壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高289米，大壩整體計劃澆筑低熱混凝土803萬立方米，規模巨大。

大體積混凝土的溫控防裂一直是工程界的難題。混凝土中的水泥水化反應會產生熱量，使得混凝土澆筑后溫度上升，之后再緩慢冷卻到環境溫度。如果不采取有效的溫控措施，任由混凝土熱脹冷縮，難免會產生裂縫。拱壩混凝土一旦產生裂縫，對結構安全、防滲等都將帶來不利影響，而且裂縫的處理直接影響工程施工進度，增加工程投資。

超級工程催生超級材料、超級技術。“正是因為有白鶴灘水電站這樣的巨大需求，相關技術才有了用武之地。”白鶴灘工程建設部教授級高工孫明倫說。

據介紹，為了從源頭上解決大壩的溫度裂縫問題，白鶴灘特高拱壩全壩采用專用低熱水泥，使由其配制的大壩混凝土在滿足設計要求的同時，還具有“溫升緩慢、溫升小、收縮小、綜合抗裂性能高”等特點，以有效控制混凝土最高溫度，防止混凝土溫度裂縫。

破解世界“泄洪消能”難題

大量混凝土澆筑條件下，如何實現智能建造，是三峽集團白鶴灘工程建設部工程師劉春風一直關注的重點。得益于長期的水電工程建設經驗，在白鶴灘水電站建設過程中，智能建造系統給每一倉混凝土原材料配上“身份證”，實現智能配比和可追溯。

盯著系統，輕點鼠標，大壩施工全過程數據、科研成果等模塊便依次展開。劉春風介紹，系統實現了全天候不間斷，迅速回應動態監督、評價預警、終端推送等多方需求，保證最客觀、最直接的數據助力現場科學決策。

金沙江流域降水年內分配極不均勻，年降水主要集中在5至10月，可占到年降水量的80%以上。白鶴灘拱壩位于金沙江上的河谷狹窄處，汛期來勢兇猛的強降雨匯入金沙江后，洪水向大壩奔涌而來。最大泄洪量每秒42 348立方米，下泄落差高達190米。如此大的“泄洪消能”，在世界上難度也非常大。

為解決窄河谷、大泄量條件下泄洪消能等問題，負責設計的華東勘測設計研究院采用了壩身孔口和岸邊泄洪洞聯合泄洪的方式。工程師們通過對壩身最大泄量的深入研究，合理確定了壩身與岸邊泄洪洞之間的泄量分配比例。針對壩身泄洪消能，工程師們在綜合分析下游河床承受能力、壩身孔口布置方式、壩身開孔對壩體結構影響等因素的基礎上，通過大量水工模型試驗驗證，決定采用“壩身兩層孔口”的布置方案，將壩身孔口的最大泄量控制在30 000立方米每秒，泄洪建筑物超泄能力強、運行可靠性高，有效解決了超大泄洪規模不對稱拱壩壩身泄洪消能的技術難題。

實現百萬千瓦級發電機組完全國產化

真正的大國重器，一定要掌握在自己手里。核心技術、關鍵技術，化緣是化不來的，要靠自己拼搏。

白鶴灘水電站共設計安裝16臺單機容量為100萬千瓦的水輪發電機組，是全球單機容量最大的水電機組，也是中國自主設計制造的完全國產化百萬千瓦機組。

100萬千瓦巨型水輪發電機組是世界水電行業的“珠穆朗瑪峰”，研制與安裝難度遠大于世界在建和已投運的任何機組。

科研人員在白鶴灘水輪發電機組產品研發、設計、工藝上進行了大量自主創新，包括機組總體設計、水力開發、電磁設計、高效冷卻技術、推力軸承技術、高壓絕緣技術、轉輪動應力、高強度材料研究與應用、關鍵部件制造技術等重大專題科研攻關，形成了具有自主知識產權的核心技術。

核心技術的掌握并不是朝夕之功。20多年來，三峽集團與哈爾濱電氣集團、東方電氣集團攜手，依托三峽工程和金沙江溪洛渡、向家壩水電站等重大工程項目，有步驟地推進和完善科技創新體系建設，推動水電裝備由“中國制造”向“中國創造”轉型升級。

自主創新，智能制造，勇攀高峰。白鶴灘水電站工程建設過程中的一系列科研攻關和技術管理創新，彰顯了我國完備的產業鏈在鍛造大國重器、建設超級工程中的優勢，把我國水電設計水平、施工能力、重大裝備制造能力、建設管理水平提升到一個全新的高度。同時，在慶祝建黨100周年之際，向黨和國家交上了一份精彩的答卷！（本刊綜合）