来自 财经 2022-10-28 09:55 的文章

打捞铁牛结构特点勇攀“水电珠峰”!探寻白鹤滩水电站背后中国水电的创新密码

世界单机容量最大的水轮发电机组、世界最大的地下厂房、世界“最聪明”的智能大坝……作为当今世界在建规模最大、技术难度最高的水电工程,白鹤滩水电站实现了多个世界之最,是中国水电人一步一个脚印,用智慧和汗水书写的中国水电跨越式发展的新篇章。

在这个金秋时节,人民网“我和我的新时代”科技创新调研团队走访白鹤滩水电站,采访一线建设者,探寻这一大国重器背后的中国水电科技创新密码。

白鹤滩水电站。人民网记者 杜燕飞摄

打造“无缝大坝”

“水电站建设中,大体积混凝土的温控防裂一直是公认的世界级难题。”中国三峡建工(集团)有限公司白鹤滩水电站工程建设部教授级高级工程师孙明伦在接受人民网记者采访时表示,大坝建设需要浇筑大量混凝土,混凝土中的水泥水化反应会产生热量,使得混凝土浇筑后温度上升。如果不采取有效的温度控制措施,任由混凝土热胀冷缩,难免会产生裂缝。

白鹤滩水电站位于四川省宁南县和云南省巧家县交界的金沙江下游“V”型河谷中,为了让大坝受力更科学,电站采用双曲特高拱坝,最大坝高289米,坝顶弧长709米,加上电站处于干热河谷地带,温控难度大。

为了从源头上解决大坝的温度裂缝问题,白鹤滩水电站首次全坝采用了低热硅酸盐水泥,也叫低热水泥,俗称大体积混凝土的“退烧药”。与常规使用的中热水泥混凝土相比,低热水泥混凝土具有水化热低、高后期强度、高抗裂性、高耐久性、耐冲磨性等特点,为解决大体积混凝土开裂问题提供了技术途径。

事实上,白鹤滩水电站应用低热水泥并非是突发奇想,而是经过了长期的工程实践与论证。2003年,低热水泥首次在三峡工程三期围堰防浪墙上使用,之后又用于坝后背管、右岸地下厂房岩锚梁和部分硐室的封堵,现场试验监测表明,低热水泥混凝土性能优良、温升低、防裂效果明显。

孙明伦(左)带领团队开展低热水泥试验工作。人民网记者 杜燕飞摄

“2008年,我在溪洛渡水电站首次接触低热水泥的时候,发现它早期水化热低,后期强度增进率高,正是水工大体积混凝土所需的材料。”孙明伦说。

但世界上对于低热水泥混凝土在全工程应用几乎是空白,没有经验可借鉴,只能不断地测试和应用研究。为白鹤滩全坝应用低热水泥,2013年,根据工作安排,孙明伦带领他的团队全面开展低热水泥混凝土的性能研究工作。

“从水泥水化反应的发热量来讲,低热水泥比普通水泥至少低20%。”孙明伦表示,从混凝土配合比来看,尽量用大级配、低坍落度混凝土,以减少水泥使用量、降低混凝土的绝热温升。

从材料实验室到生产厂家再到大坝浇筑现场;从编制研究大纲到分析反应机理再到总结生产经验……孙明伦和他的团队几年如一日开展研究与总结,经常加班到深夜;在进行多轮低热水泥考核性生产后,水泥各项性能达到工程要求的最优状态。

白鹤滩水电站大坝首仓低热水泥混凝土浇筑。受访者供图

2017年4月12日,白鹤滩水电站大坝正式拉开低热水泥混凝土浇筑序幕;2021年5月31日,白鹤滩大坝浇筑到顶。1510个日夜奋战,大坝浇筑低热水泥混凝土803万立方米。

2022年10月1日,作业人员从白鹤滩水电站大坝25号坝段取出一根长度为34.86米混凝土长芯,打破了白鹤滩大坝在2019年创造取出的25.7米常态混凝土芯样世界纪录。该混凝土芯样完整光滑、质地密实,骨料分布均匀,层间结合良好,彰显出建设者对白鹤滩水电站质量细节的精准把控。

勇攀“水电珠峰”

2022年9月22日,白鹤滩水电站8号百万千瓦发电机组转入商业运行,这是白鹤滩水电站投产发电的第12台机组,标志着白鹤滩水电站左岸机组全部投产发电。

百万千瓦水轮发电机组,是世界水电行业的“珠穆朗玛峰”。白鹤滩水电站共安装16台我国自主研制、全球单机容量最大的百万千瓦水轮发电机组,其研制与安装难度远大于世界在建和已投运的任何机组。

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