金沙江下游，高山峡谷中

由中国电建全过程勘测设计

并承担主要施工任务的

白鹤滩水电站多项技术指标位居世界前列

代表了目前世界水电建设最高水平

对引领我国巨型电站

建设水平升级具有重要意义

今天带大家领略一下

大国重器背后的科技力量

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“核心技术，化缘是化不来的

要靠自己拼搏”

“真正的大国重器，一定要掌握在自己手里。核心技术、关键技术，化缘是化不来的，要靠自己拼搏。”白鹤滩水电站的核心技术是这项国之重器的灵魂和支柱。

上世纪九十年代开始，中国电建所属华东院负责了白鹤滩梯级电站的开发研究工作，开展了大量的水文、水能和地质勘测等基础工作。从1991年到2021年，三十载风雨磨砺，三十载不懈攀登。几代电建人青丝变白发将青春献给了中国大西南腹地的金沙江，从迷茫到笃定、从探索到优化，走过了极不平凡的核心技术求索之路。

▲2003年中国电建专家组查勘白鹤滩现场

“白鹤滩水电站的建设不仅是项目业主和参建单位的责任，而且是中国政府对世界作出的承诺，这是一项光荣艰巨的历史责任和社会责任。因此，电建人把它当成一项伟大的事业来干。”

▲白鹤滩水电站筹建前、后坝址河谷面貌

数十年里，为了确保白鹤滩工程前期工作的顺利开展，华东院完成地质钻探20万米和洞探5.5万余米，为白鹤滩工程的顺利建设奠定了重要基础。

为实现白鹤滩工程“水平一流、技术创新”的技术目标，中国电建聘请中国科学院、工程院等多位院士、专家组成了中国水电行业的“全明星阵容”，为白鹤滩水电站研究保驾护航，仅是咨询审查会就召开了300余次。

▲地质专家组现场查勘

在院士顾问组的指导下，中国电建潜心钻研、攻坚克难。历经数十年努力，白鹤滩水电站300米级不对称特高拱坝、世界最大规模地下洞室群、世界最大规模地下厂房、世界单机容量最大百万千瓦机组等陆续建成，为“七一”之前首批机组发电奠定了坚实的基础。

“不同意见的争鸣

是白鹤滩的优秀文化”

如今，挺立在河谷中间的白鹤滩拱坝，仿佛注定就该在这个位置。然而当初这里还是一片苍茫高山的时候，大坝为什么选建在这个位置，为什么不再往上游或下游些？其背后是一次次沉谋研虑和数不清的灯火通明。

虽然坝址确定了，但随着地勘工作的层层深入，复杂的地质状况向工程师们发起了异常严峻的挑战。原坝线方案的左岸坝肩处，发现有较深强卸荷裂隙发育，最深处达109米。

▲大坝地质力学模型试验

尽管调整坝线可能意味着此前开展的大量地质工作将付诸东流，但反复推敲过后，设计团队从工程的绝对安全考虑，还是毅然决然地决定对坝线位置进行调整。可该向上游调整，还是朝下游调整？对此，即便是有着丰富经验的专家也意见不一。

▲大坝混凝土温控模拟云图

“我们抱着开放的心态来做白鹤滩，这种不同意见的争鸣，是白鹤滩的优秀文化。”白鹤滩水电站设计总工程师徐建荣说。结合更加深入的地质勘探一手资料和多方面的详细研究，设计团队作出了将坝线向上游调整的决定。

▲白鹤滩水电站预可行性研究阶段三个坝址坝型比选

然而挑战并没有到此为止，作为世界上坝址地形地质条件最复杂的特高拱坝工程之一，白鹤滩拱坝在当时还有诸多地形地质方面的难题亟待解决。设计团队同步开展多项专题研究，进行大量现场试验，他们几乎翻遍了国内外所有同类工程的设计资料。针对左岸复杂的地质条件，进行了多项专题研究，最终明确左岸坝肩和左岸边坡处理方案，并相继取得了丰硕成果。

▲金沙江白鹤滩水电站枢纽区左边坡探洞与勘线

世界难度最大的“泄洪消能”

怎么消？

白鹤滩拱坝位于金沙江上的河谷狭窄处，汛期来势凶猛的强降雨汇入金沙江后，洪水向大坝奔涌而来。即便经水库调洪削峰后，每秒仍有约42000立方米水需要安全泄放，下泄落差高达190米，9万兆瓦的能量需要消刹。不夸张的讲，这是世界上难度最大的“泄洪消能”，也是白鹤滩水电站设计建设的重中之重。

为了应对泄洪流量大、水头高，河谷狭窄、岸坡陡峭的现实，设计团队确定了“分散泄洪、分区消能、加强防护”的布置原则，采用坝身孔口和岸边泄洪洞联合泄洪的方式，通过对坝身最大泄量的深入研究，确定坝身与岸边泄洪洞之间的泄量分配比例。

▲白鹤滩大坝泄洪深孔首次过流

针对坝身泄洪消能，工程师们下足了功夫。设计团队在综合分析下游河床承受能力、坝身孔口布置方式、坝身开孔对坝体结构影响等因素的基础上，创新采用无齿坎分层大差动表孔、分层多股水流深孔、坝后反拱水垫塘消能，提高了孔口运用的灵活性和水垫塘的消能率及稳定性，有效解决了超大泄洪规模不对称拱坝坝身泄洪消能的技术难题。

在世界最大反拱型水垫塘施工过程中，水电八局工匠们首次在国内采用聚消能爆破新技术，攻克了柱状节理玄武岩地质缺陷，使爆破扰动下降35%。

▲2020年5月，世界最大水垫塘浇筑完成

精益求精在白鹤滩体现得淋漓尽致，设计团队悉心打磨每一个细节，谨慎论证每一种可能。为了一个好的方案，十里挑一，甚至是三十里挑一也在所不辞，于是世界上最大的无压泄洪洞群、最大的反拱底板水垫塘在这里诞生。

工程师们参照国内外已建泄洪洞的泄量规模及闸门结构设计水平，对11种布置方案进行层层筛选，才敲定在左岸布置三条无压泄洪洞的最终方案。仅仅是泄洪洞出水口水流归槽的挑流鼻坎型式，工程师们初拟的方案就多达30余种。

当时，“横向三支臂弧形闸门”技术除了在白鹤滩外，在全国尚无应用实例，放眼世界也寥寥无几，几乎没有可以借鉴的经验。但这种闸门技术对破解泄洪消能的世界难题有着重要意义。为此，白鹤滩的工程师们决定一试。虽然相应的难度也大幅升级，但经过工程师们的多次专题研究，效果喜人。

▲横向三支臂弧形闸门

创新利刃

应对地下深处的难题

山体之下，别有洞天。由于白鹤滩水电站处于“窄河谷”，空间有限，需要开挖巨型地下洞室群来布置引水发电系统，世界上最大的水工地下洞室群由此而生。

它像是地下宫殿，2500万立方米的开挖总量能填满10座胡夫金字塔；它又像是地下迷宫，364个地下洞室错综复杂地布置在峭壁之下，两岸山体挖空率达到37%。

“洞室群规模庞大、地质条件又异常复杂。”设计建造如此巨型的地下洞室群，面临的挑战可谓前所未有。设计团队以创新为利刃，应对山体深处的难题。

水电七局在左岸引水发电系统的施工中，建立安全、质量、施工等多个微信平台，信息传递快速准确，监管层级覆盖全，解决问题质量高。打造地下洞室支护预警系统，实时掌握各洞室支护情况，自动化进行支护预警，有效保证支护及时性，确保洞室围岩稳定。构建“三层次四体系”的管理格局，各部门、各工区和每一岗位职权清晰、责任明确，被三峡集团评价为“施工区最有激情最有战斗力的王牌军”。

复杂地质条件也使尾水调压井的设计难度大大升级。重重困难，难不倒追梦人。为了尽量减小洞室跨度、提高围岩安全性，工程师们没有选择传统的长廊式调压井，而是创新研发了主副分离式圆筒形调压井布局，大幅提升超大流量百万千瓦机组水力调控性能。即使这样，白鹤滩8个尾水调压井的最大直径还是达到了世界第一的48米，最大高度达到了128米，宛如八大金刚坐落在山体下400至600米深处，守护着百万千瓦水轮机组的运行安全。

▲世界首台百万千瓦水轮发电机组转子吊装

这是一场较量，电建人要和时间赛跑，够快、够稳、够准才能保证地下工程的安全。这是一场探索，电建人在超出经验范畴的领域摸爬滚打，一路冲出重围。这是一次升华，多少个不眠夜电建人迎难而上、厚积薄发，拖着疲惫的身躯眺望光明的未来。