5月31日上午,由中國電建全過程勘測設計并承擔主要施工任務的世界在建規(guī)模最大水電站——白鶴灘水電站大壩全線澆筑到頂,標志著我國300米級拱壩設計理論和建設技術再次取得新突破,引領世界壩工技術發(fā)展。
大壩是水電站樞紐工程的核心建筑物,承擔著擋水與泄洪的重要任務。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,壩身布置有6個導流底孔、7個泄洪深孔和6個泄洪表孔,澆筑混凝土約803萬立方米,“體積”超過3個胡夫金字塔。白鶴灘大壩布置了7臺平移式纜機,為世界最大纜機群,每臺纜機額定吊重30噸,用9立方米的吊罐進行混凝土垂直運輸。
作為世界在建規(guī)模最大、綜合技術難度最高的巨型水電站,是世界首次以柱狀節(jié)理玄武巖作為壩基,建設過程創(chuàng)造了多項世界紀錄:300米級高拱壩抗震參數(shù),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1650萬噸,世界第二;樞紐最大泄洪功率達90000兆瓦,世界第三;拱壩壩高289米,世界第三。
大壩兩岸壩肩于2013年7月啟動開挖,大壩主體工程混凝土于2017年4月啟動澆筑,歷時1510個日夜,澆筑2251倉,800萬方混凝土,年最大澆筑強度突破270萬立方米、月最在300米級高拱壩全壩使用低熱水泥混凝土大澆筑強度超過27.3萬立方米,均為同類壩型第一,年最大上升高度超過102米,多項指標創(chuàng)同類工程施工記錄。
在白鶴灘水電站壩址、壩型的選定過程中,十幾年時間內,華東院累計實施完成了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、可視化地質綜合平臺等,應用大量勘測試驗前沿技術,全面揭示白鶴灘壩址區(qū)罕見的復雜地質情況,為破解白鶴灘各項世界級難題奠定了堅實基礎。
在前期準確詳實的地質勘查基礎上,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“適當擴大拱壩底部尺寸形成擴大基礎,設墊座以改善地形,優(yōu)化拱壩體形,并在開挖最后階段預留5米保護層,采取預先錨固、灌漿等手段多管齊下”的壩基處理方案。有效抑制了巖體松弛,完全達到300米級拱壩建設要求。
為解決大壩“高水頭、窄河谷、巨泄量、不對稱拱壩”的泄洪消能世界難題。華東院通過大量水工模型試驗驗證,采用壩身6個無齒坎分層大差動表孔、7個分層多股水流深孔的設計方案,設計世界規(guī)模最大的反拱水墊塘,有效解決超大泄洪規(guī)模不對稱拱壩壩身泄洪消能的技術難題。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。
施工過程中,中國電建各參建單位通過推行混凝土澆筑“一條龍”管理辦法,將混凝土生產(chǎn)、運輸、澆筑等各環(huán)節(jié)時間精確至秒,極大地提升了生產(chǎn)效率。壩體混凝土取芯壓水透水率均為零,最長芯樣達25.7米,實現(xiàn)了大壩整體均衡連續(xù)上升,百日過深孔。全壩使用低熱水泥,通過在異形部位使用混凝土預制模板、在大體積混凝土澆筑過程中應用智能溫控系統(tǒng)、給施工材料注冊“身份證”等一系列舉措,有力保證了工程的質量?!鞍Q灘水電站沒有一條裂縫,這是壩工建設的奇跡!”
目前,隨著上游水位逐漸提高,白鶴灘水電站大壩等各類設施各項監(jiān)測數(shù)據(jù)正常,正抓緊準備充水和有水調試,向著今年“七一”投產(chǎn)發(fā)電的目標全力沖刺。
白鶴灘水電站位于四川省寧南縣和云南省巧家縣境內,是金沙江下游干流河段梯級開發(fā)的第二個梯級電站,電站總裝機容量1600萬千瓦位居世界第二,單機容量100萬千瓦位居世界第一,年均發(fā)電量624億千瓦時,每年可節(jié)約標準煤1968萬噸,減排二氧化碳5160萬噸,對我國實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標具有重要意義,是長江經(jīng)濟帶發(fā)展、西部大開發(fā)和“西電東送”戰(zhàn)略的關鍵工程,也是三峽工程之后中國水電的新“國家名片”。
電站由公司所屬華東院承擔全過程勘測設計任務,水電四局、五局、七局、八局、十四局等單位承擔了80%以上的施工任務,成都院承擔部分施工監(jiān)理任務。
白鶴灘水電站左岸16壩段澆筑現(xiàn)場
2017年3月大壩建基面開挖處理完成
2021年5月1日大壩首次開啟7個深孔泄洪
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