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2019年,中國西南造出一工程,堪比兩個三峽工程

原創2022-04-14 21:41·甬說

作為“基建狂魔”,中國曾經有過非常舉世矚目的建造工程,這些建造工程不僅是中國綜合國力的證明,也帶來了很大的綜合效益。就比如三峽大壩,它作為轟動世界的建造工程,至今還保持著多項世界第一。

在三峽工程建設的時候,它的很多指標都突破了世界紀錄。這個在2006年就修建成功的工程,在當時引發了國內外的強勢關注。如今十幾年過去,中國的建造能力也有了飛速的發展,甚至遠超于三峽工程建造時的技術。

在中國諸多的超級工程中,在我國西南地區有一項最值得一提,雖然它依然在建設當中,可但是已經斬獲了六個世界第一,它就是白鶴灘水電站。

沉淀多年,紙上幻夢終成真

白鶴灘水電站位于云南省昭通市巧家縣和四川省涼山彝族自治州寧南縣交界的金沙江上。金沙江源起于青海的唐古拉山脈,這里獨特的地理環境,造成了金沙江形成了3300米的落差,水里資源可以達到一億多瓦。

雖然蘊含著巨大的水能,可是卻因為巨大的落差和眾多的險灘,有大部分的河流不能通航,這對周圍地區的民眾的生活也造成了很大的影響。

在白鶴灘水電站建設之前,這片區域有5個縣的國家級貧困縣,只能以農耕為生,比如其中的大涼山,始終背負著貧困的包袱。

為了更好的開發資源,早在上個世紀50年代,有關的專家就開始進行了大量的勘察工作。

當時的各項技術更加落后,如果靠我們自己是沒有辦法實現的,在1958年確定了計劃要在白鶴灘興建特大型水電站后,還找來了捷克斯洛伐克的專家來為建設計劃保駕護航。

外國專家為水電站選定了壩址,可是如何建造卻成為了擺在專家和相關團隊面前的難題。

當時僅靠專家所帶來的資料,還是不足以解決白鶴灘水電站的問題。后來因為各種世界局勢影響,外國專家離開了,計劃也幾經波折,遇到了很長時間的停滯。

雖然在那個年代,國家的建設能力還不足,但是對于建設白鶴灘水電站的想法卻一直回蕩在有關專家的腦海中。

直到1990年,才提出了建設金沙江下游河段四個梯級開發方案,白鶴灘水電站就在其中。

1991年開始籌備前期工作,到2006年國家通過了研究報告,又過去了15年。因為這里超高的施工難度,勘測和設計工作又持續了幾年的時間。

根據相關資料顯示,白鶴灘的施工技術的綜合難度達到了世界之最。

困難重重,努力克服領先世界

專家們在仔細勘察后,發現工程附近的區域被強地震發生帶包圍著,特別是在汶川地震之后,專家們對水電站能否扛得住外圍強震的影響增添了一份新的擔憂。

另外拱壩要承載的巨大水推力、超乎想象的開挖錨固工程量都增加了施工的難度。

專家們還發現,白鶴灘水電站兩岸地形條件不是對稱的,兩岸地形條件差別較大,因為右岸較為高陡,這也導致了右岸邊坡的施工難度的增加。

種種條件制約了勘測和設計工作的進度,這也是為何白鶴灘在歷經了幾十年的時間,主體工程才于2017年全面開工。

開工后,這個傳說中曾是是白鶴休息的地方,終于要向世人“亮翅”了。專家們最先要面對的就是在勘測過程中所發現的這些巨大的難題,面對兩岸地形的差異,施工團隊仔細考慮到了兩岸開挖處理的工程之大和施工難度之高。

為了解決右岸的工程難度問題,專家們不眠不休,建設方案想了一個又一個,再通過計算不斷去試驗。

最后確立了“分區開挖、渣料分流、確保強度,實現邊坡快速下降;分區排架、快速周轉、跟進開挖,實現邊坡快速支護”的方案。

解決了一個麻煩,另一個麻煩就接踵而至,因為白鶴灘大壩是首次將柱狀節理玄武巖作為大壩壩基,在開挖后將面對一系列的問題,就連中國工程院院士、三峽集團原總工程師張超然都認為,“綜合技術難度巨大,大壩結構復雜程度為世界拱壩之最”。

可是面對這樣的世界難題,中國科研人依舊沒有畏懼,一次次的組會,一次次失敗的提案,好似離成功越來越近,在這個問題上,也實現了創新技術的突破。

最為重要的是,為成功解決了世界級難題提供了獨特的中國方案。

因為白鶴灘水電站位于深 V 形峽谷,所以很多設備都要被安置在地下洞室,可是挖掘地下洞室和通道就成為了一個新的難題,想要建造地下洞室,還要保證外部結構不會因為地下洞室的建造而引起變形,這真是難上加難。

但是這也促成了白鶴灘水電站的另一個世界第一,為了保證建造出堅實的地下洞室,而且還不會影響外部結構,專家們又發起了技術創新。白鶴灘水電站也成為了地下洞室規模群世界第一的水電站。

嘆為觀止,建設成果說明一切

這些地下洞室總長就達到了217公里,甚至超越了北京到天津的距離,而開挖總量相當于10座胡夫金字塔,這樣的數據也讓白鶴灘水電站突破了世界紀錄。

此外,白鶴灘水電站最大泄水量就可以達到每秒42348立方米,單側泄量位于世界第一。白鶴灘擁有三條泄洪洞,如果同時工作,不到7分鐘就可以填滿一個西湖的容量。

最令專家們憂心的抗震問題,也促使專家們提高了對水電站抗震設計和抗震水平的要求。為此白鶴灘在建造的時候,經過了精密的分析,還針對各種措施進行了關鍵技術的研究,使得它的抗震參數也成為了世界第一。

在克服了種種難題之下,相關部件的制造也進入了關鍵時刻。2018年10月27日,白鶴灘水電站100萬千瓦水輪發電機組首臺導水機構通過驗收。

2019年1月12日,白鶴灘水電站所需要的百萬千瓦級水輪發電機組轉輪終于在加工廠完工。

這個被號稱水電“巨無霸”的誕生,對我國的相關領域帶來了巨大的影響,因為這標志著我國的相關企業已經掌握了百萬千瓦等級巨型水輪機組的核心技術。

白鶴灘所使用的單臺百萬機組就有50多米高,達到8000多噸,就等于一個埃菲爾鐵塔。這些轉輪作為相關部件中的核心,也是機組中專家們研發難度最大的部件。

回憶起當初研發的那段日子,東方電機白鶴灘項目副主任設計王釗寧表示,那個時候研發團隊們為這些部件傾盡心血,光是在電腦上開發的模型就達到了20套,最終才實現了相關技術的突破和成功,也讓中國邁入了世界上相關領域里的前列。

白鶴亮翅,金沙江上再現奇跡

白鶴灘水電站所帶來的對核心技術的推進還遠不止于此。

年2020,白鶴灘水電站先后完成了多項任務,將世界首臺百萬千瓦機組長短葉片轉輪、右岸首臺單機容量100萬千瓦機組轉子成功吊裝,還完成了右岸地下廠房全線的封頂,意味著工程也進入到新的階段。

21年20初,白鶴灘水力發電廠正式揭牌了。到了4月份,白鶴水電站就開始正式蓄水了。

5月份,大壩全線澆筑到頂也標志著我國實現了300米級特工拱壩建造技術的突破,已經達到了世界領先地位。

6月28日,是很多為白鶴灘耗盡心血的專家和團隊永遠難忘的一天,這天白鶴水力發電廠正式投產發電。

這意味著,白鶴灘水電站和之前已經投產發電的三峽、葛洲壩及金沙江烏東德、溪洛渡、向家壩水電站構成了世界最大的清潔能源走廊。

從無到有,從都有到只有,這些過程在幾十年的時間里就在白鶴灘水電站上實現了。曾經我們還會為三峽工程而驕傲自豪,如今白鶴灘水電站不僅會成為我們新的自豪,也將大大改變我國電力運輸的狀況。

白鶴灘水電站將成為“西電東送”的骨干電源點之一,是促進國家能源結構調整和節能減排的重大清潔能源項目,工程會經過全國五個省。

這一階段性的成功,也增加了相關團隊的士氣,在他們的努力下,21年20底,白鶴灘水電站全部機組投產就進入了倒計時。

當初在外國專家眼中看來幾乎是相當艱巨的任務,沒想到如今從圖紙上、從大腦中的構想中、從從計算機的模型中變成現實。

總投資達到2200億元,總裝機也達到1600萬千瓦的白鶴灘水電站也成為了讓美、日等國家眼紅的工程。

當初在建設的過程中,科研團隊面對著重重困難,但是也憑借著自己的努力實現了多項的世界第一。

最值得一提的是,白鶴灘水電站的所使用的世界單機容量最大的水輪發電機組,不管是從設計上,還是制造、安裝上都實現了百分百的國產化。

建成后的白鶴灘水電站每臺發電機組每小時可發電100萬度,可供普通家庭用400多年。這樣的成就是亙古未有的,就連工程師也表示,放眼國外沒有與白鶴灘同級別的水電站。

倒數時間,全面投產近在咫尺

位于4座巨型梯級水電站的第二級的白鶴灘水電站,會和其他三座水電站一起發揮協同作用,除了在發電這個主要任務上,在防洪、航運、促進經濟發展上也將發揮更多的作用。

根據相關數據,白鶴灘水電站在建成投產后,每年可以幫助節約標煤約1968萬噸,減少排放二氧化碳5160萬噸、二氧化硫17萬噸、氮氧化物約15萬噸,而這是相當于關停7座大型煤礦才能產出的成果。

作為四座梯級水電站中庫容量最大的水電站,在全部建成投產后,將會成為僅此于三峽工程的第二大水電站。

光是水電站預留防洪庫容就相當于525個西湖。

曾經的金沙江,因為水流湍急、曲折蜿蜒,全面通航簡直是不可能的事,可是在白鶴灘水電站建成后,不僅改善了航道通航的條件,還可以實現全面通航。

當船只駛過洶涌彭拜的金沙江,仿佛真的看到了白鶴在江上飛過。

曾經在這片土地上,多少人世世代代居住在這里,忍受著貧窮帶給他們的折磨。雖然這里曾經流傳著英雄的故事,也是民族文化的發源地之一,可是面朝黃土、背朝天的日子沒有讓這些人過上好日子。

但是白鶴灘水電站不僅為周邊帶來了經濟效益,庫區移民也讓這些群眾過上了新的生活,改變了他們的生活狀況,貧窮不再是背在他們身上的枷鎖,近10萬個工作崗位,也讓日子更有希望了。

白鶴灘的建設仍然在繼續,2022年1月3日,白鶴灘水電站右岸的16號百萬千瓦機組正式投入商用。

1月18日,白鶴灘水電站16臺百萬千瓦水輪發電機組轉子全部吊裝完成。4月8日,白鶴灘水電站大壩水墊塘完成首次排干檢查,正式恢復泄洪消能作用。

2022年7月,白鶴灘水電站全部機組將投產發電,將會發揮出更多的能量。

四座巨型梯級水電站建成后,金沙江擁有了全新的面貌。在中國的歷史上,流傳著許多治水的故事,從大禹到現代的科研工作者們,他們都在用自己的能力試圖改變深受其害的萬千民眾的生活狀況。

從“天生神力”邁入科研時代,白鶴灘水電站向世界展現了現代的中國“神話”,沒有突破不了的困難,只有一往無前的民族。

事實已經證明,中國如今不僅能夠在技術上達到世界領先水平,在堅固度和難度上也達到了世界領先。

科技永遠在發展,未來中國將會出現更多的“逆天”工程,這些工程會造福于人民,也將寫進科研領域的教科書中。

參考來源:

[1]韋鳳年,梁晨. “智造”大國重器 創新引領發展——聚焦白鶴灘水電站工程建設[J]. 中國水利,2019(18):4-19.

[2]陳浩,王瑋,歐陽秋平. 白鶴灘水電站建設中的幾個重點難題[J]. 中國水利,2019(18):33-35.

[3]凡一. 白鶴灘水電站有多“牛”?[J]. 金橋,2021(08):72-75.

[4]劉頌寒. 白鶴灘水電站,奮斗鑄就的大國重器[J]. 科學大觀園,2021(19):79.

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