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白鶴灘水電站力克六大世界技術難題

發布時間:2019-10-18 來源:中國能源報

白鶴灘水電站是僅次于三峽水利樞紐的中國第二大水電站,也是在建的世界最大水電站、國家“十三五”規劃“西電東送”骨干電源點,以及唯一一座全部實現設備國產化的水電站,在我國水電發展歷程中具有重大意義。

作為當今世界在建的綜合技術難度最大水電工程,白鶴灘水電站目前建設進展如何?它的不同凡響表現在哪里?帶著這些問題,記者日前采訪了三峽集團中國三峽建設管理有限公司白鶴灘工程建設部技術管理部副主任王瑋。

中國能源報:目前白鶴灘水電站工程建設進展如何?

王瑋:白鶴灘水電站目前正在按照既定進度計劃有序推進工程建設,主體工程中的大壩、地下廠房系統、泄洪洞工程已全面進入混凝土澆筑、金屬結構安裝階段;大壩混泥土澆筑完成480萬方,壩體混凝土澆筑高度超過一半。兩岸地下廠房系統混凝土、金屬結構埋件施工順利推進,今年年底將啟動4臺發電機組本體安裝工作;2021年4月,主體工程具備蓄水發電條件,水庫開始蓄水;2021年7月,首批機組并網發電;2022年,16臺機組將全部并網發電。

中國能源報:白鶴灘水電站被稱為當今世界在建的綜合技術難度最大的水電工程,技術難度主要體現在哪些方面?

王瑋:電站建設中遇到了六大技術難題,包括柱狀節理玄武巖作為高拱壩壩基問題、抗震安全性問題、拱壩建設過程中混凝土溫控防裂問題、樞紐泄洪消能問題、巨型地下洞室群的穩定問題,以及世界最大百萬水輪機組研究應用問題。

中國能源報:如何破解上述難題?

王瑋:白鶴灘地質條件復雜,是世界上首次利用柱狀節理玄武巖作為建基巖體的大壩。在白鶴灘工程上,我們首次全面、系統研究了柱狀節理玄武巖工程特性,拿出了一整套保護處理措施。經充分論證,三峽集團黨組決策,柱狀節理玄武巖可以作為高拱壩基礎,并采用擴大基礎適應它。從實施效果來看,處理措施是合理的,各方對這一關鍵技術問題的解決方案也都充分認可。

此外,白鶴灘工程處于地震活動強烈的川、滇地震帶,壩址的地震動參數在300米級高壩中是世界最高的。為此,華東院聯合國內四家科研單位開展專題研究。其拱壩抗震研究理論深透,成果豐富,提出的大壩抗震措施更為合理,針對性很強,在國內處于引領地位。

同時,混凝土溫控防裂問題關系到拱壩質量,在三峽、溪洛渡、向家壩等大型工程研究應用的基礎上,針對白鶴灘水電站的特點開展了一系列深化研究試驗工作,最終全壩首次采用低熱水泥混凝土,并配合精細化溫控措施,大壩混凝土溫度控制效果良好。而且,得益于結構設計上的創新,我們針對性地解決了樞紐泄洪消能問題。通過建立設計、施工、監測一體化實時動態反饋分析機制,借助多種技術方案,成功應對了高地應力、層間錯動帶、硬脆玄武巖等復雜地質綜合作用下的洞室群圍巖穩定問題。

中國能源報:建造這個超級水電工程,在安全保障方面做了哪些工作?

王瑋:首先,構建大型水電工程本質安全體系,通過應用大型纜機群、大口徑反井鉆機、豎井門式垂直升降系統、液壓自升爬模、鋼筋鋼模臺車等先進的設備化解重大安全風險,推行“三層級、四體系”管理模式,健全全員安全生產責任制,有效落實安全生產“一崗雙責”;其次,在水電行業首創研發基于微信的隱患管理系統,革新參建各方隱患管理理念,建立“以獎代罰”的考核導向,鼓勵參建單位主動揭露“家丑”,有效遏制隱患升級為事故。

中國能源報:白鶴灘水電站建設如何做到綠色施工?

王瑋:從電站籌建開始,我們就在推廣綠色環保施工。例如,首次在大型水電工程采用變頻風機及風帶,采用自然通風與機械通風結合、正壓送風和負壓排風混合技術,有效解決了大規模、高埋深洞室群通風散煙難題;自主設計建設的罐車沖洗系統,實現廢水零排放和封閉水循環利用。

同時,四川、云南、國家層面監察機構均不定期開展檢查,白鶴灘工程所取得的水保、環保成績得到了監察部門的肯定。目前“粉塵”控制良好,施工區空氣質量達到國家二級標準,砂石系統生產廢水100%回用,綠化總面積300萬平方米,水土流失總治理度達80%。

中國能源報:白鶴灘水電站的智能化體現在哪些環節?

王瑋:白鶴灘工程智能建造是在溪洛渡數字大壩建設管理經驗基礎上,將大數據、物聯網為核心的現代信息技術與水電工程建設有機融合,實現對工程建設及運行全生命周期的信息化和智能化管理。

例如,我們研發了智能建造信息管理平臺,實時、在線管理與分析工程建設及運行期各類數據,數據采集、歸檔集中度提高,可通過手機、平板等多種終端實現網上審簽和電子資料的歸集;通過智能監測、控制等技術深度應用,實現高拱壩施工、溫控等的全過程動態監測與反饋控制,其中溫控環節全面應用智能通水,實現了大體積混凝土溫控全過程精細化控制;由科研單位同步開展全生命周期性態仿真分析與反饋,實時評估、動態預測大壩的工作性態,及時提出合理的工程方案與建議;試驗檢測平臺逐步從紙質流程向電子化邁進。

總之,智能建造體系覆蓋了白鶴灘大壩工程建設和運行全過程,可以實現工程全生命周期狀態的“全面感知、真實分析、實時控制”。


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