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金沙水電耀中華①丨中國造的這座壩,頂得住世界級水推力

中國電力網發布時間:2021-06-01 00:00:00

  本網訊(朱靜霞)這里是金沙江,一片河流與高山交錯的雄奇土地,水能資源富集程度堪稱世界之最。

  作為中國最大的清潔能源集團,三峽集團按照國家安排,在金沙江下游開發運營了四座世界級巨型水電站——烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩,把大自然的饋贈變成惠及千家萬戶的清潔電能。

  在迎接中國共產黨成立100周年之際,世界第二大水電站白鶴灘水電站首批機組、世界第七大水電站烏東德水電站全部機組將投產發電。

  自即日起,三峽集團全媒體平臺啟動“金沙水電耀中華”主題采訪報道,集中刊發記者前往一線采訪的系列作品,全媒體展現世界最大清潔能源走廊上的“水電明珠”迸發出的耀眼光芒。 一塊灰巖,鑲嵌在荒野里,無人問津。億萬年過后,等待它的,往往是被風化侵蝕的宿命。

  而當它被開采出來,澆筑成為世界第三高的擋水大壩時,“生命”將大放異彩。

  這座高289米的壩,似巨盾入江,如山島聳峙,賦予了裝機規模世界第二大水電站——白鶴灘水電站令人驚嘆的容顏,以及力扛萬鈞的氣魄。

  這座壩,可擋住由大約206億立方米江水產生的1650萬噸水推力。即便是重逾10萬噸的航母,也需疊加160多艘,其總體重量產生的力,才能與之相當。

  如此巨大的力量,往往讓人聯想到“水滴石穿”。聰明的建設者,從控制一塊灰巖的大小、溫度開始,重塑水與石的關系,以世界頂級的筑壩水平,打破“無壩不裂”的筑壩“魔咒”。

  清晨,大小相同的灰巖被裝入同一輛車,陸續送往混凝土生產系統。高峰期,大壩一天就要澆筑1.2萬方混凝土,混凝土原材料的稱量誤差校核超過2600次。

  忙而不亂的景象,從骨料篩分系統中可見一斑。在這里,被稱為骨料的灰巖石頭,必須接受嚴格的二次篩分,大小一致才能進入相同料倉。

  

  ▲白鶴灘大壩骨料二次篩分系統 攝影:朱靜霞

  “運輸過程中,石頭彼此碰撞破裂,由大變小。如果按原有尺寸入倉,就會影響混凝土成品質量。”

  三峽集團白鶴灘工程建設部工程師劉春風,與眾多建設者聯合起來,在同類型大壩中,首次創新實施“骨料一條龍”管理措施,對骨料跌損規律、最佳上料組合、最佳篩網孔徑組合等展開研究。

  這一研究,直接讓大壩的骨料篩分合格率,超越了國家標準。“大粒徑骨料誤進入小粒徑料堆,國家控制標準是不超過5%,白鶴灘能做到4%以內。”劉春風很自豪,“澆筑以來,各級骨料的粒徑合格率,全部都在99%以上。”

  上午9時許,“嘩!”灰巖入倉,涼意突至。

  料倉被打造成“空調房”,昭示著更加關鍵的過程控制到來——混凝土溫度控制。

  “這是世界公認的技術難題,也是建造無縫大壩的決定性因素之一。”劉春風說,混凝土體積越大,開裂風險越高。吃進800多萬方混凝土的白鶴灘大壩,極易“風熱感冒”,從內部產生“頭痛欲裂”癥狀。

  即便是初春,干熱河谷的氣溫也超過30攝氏度。在這里建大壩,必須自混凝土生產階段起,就實行高于行業標準的、更加“精致”的溫控。

  日上三竿,最新一批冷卻后的特大石,即將送去攪拌。劉春風叫來質檢員,挑出幾塊兒,掄起錘子,“砰”——果斷砸開。

  “-2攝氏度,合格!”電子溫度計上的數字,為這批骨料發放了“通行證”。

  

  ▲ 技術員砸開大骨料,檢測骨料冷卻后的內部溫度是否達標。攝影:朱靜霞

  “砸石溫度,是白鶴灘大壩混凝土溫控的重要控制指標之一,一般控制在-3到-1攝氏度之間。”劉春風說。

  附近的制冰樓中,冰刀飛速旋轉,如雪紛飛的冰片,厚度不到2毫米,正適合送去攪拌;若是夏天澆筑,還需往攪拌罐內加入1到2攝氏度的冷水。

  

  ▲制冰樓源源不斷制造冰片,用于大壩混凝土生產過程中的降溫。 攝影:朱靜霞

  除去灰巖,低熱水泥也是這場“冰雪奇緣”的締造者。

  為從源頭杜絕溫度裂縫,白鶴灘大壩混凝土采用性能優于普通水泥的低熱水泥。

  這是一項并不新鮮的應用。1936年建成的美國胡佛大壩,我國著名的三峽工程、溪洛渡水電站等,也曾使用這種混凝土。數十年的試驗應用,已證明其可靠性。

  但敢于在全壩使用低熱水泥混凝土,卻是“前無古人”。

  “站在‘巨人’肩膀上,我們經過大量試驗研究和分析論證,提出了適合低熱水泥混凝土的溫控指標和措施,進一步掌握了全壩使用的秘訣。”劉春風說,全壩使用低熱水泥混凝土后,白鶴灘大壩的抗裂安全系數,由過去的1.8提高到了2.0。

  上午11點半,第二張“通行證”,發給了最新攪拌出來的混凝土。

  “出機口溫度5攝氏度,可以給大壩送去!”得益于對原材料的多重降溫,這罐混凝土的溫度比設計指標還低。

  

  ▲混凝土生產出來后,在送往大壩前,要檢測出機口溫度。 攝影:朱靜霞

  初夏五月,火熱的澆筑倉面,與日漸攀升的高溫交織。混凝土迎來新的溫控“大考”——澆筑中和澆筑后的溫度控制。這是精品大壩的主要控制指標。

  布設噴霧機、覆蓋保溫被……建設者并不滿足于常規溫控措施。三峽集團整合科研力量,研發出“大壩智能通水系統”,并開發了專家系統模塊,通過埋設的近7000支溫度計,實時監控和分析大壩混凝土溫度,自動、動態調整通水量。

  一根冷卻通水管,從融入混凝土的那刻起,要陪伴倉面度過6個月、3期通水階段的“成長適應期”,直至大壩整體穩定在16攝氏度以內,才結束使命。

  “大壩澆筑以來,三期通水階段的溫控符合率在99%以上,控制指標比設計要求更嚴格,溫控成果遠高于行業水平。”劉春風說。

  

  ▲白鶴灘大壩建設者夜間值班 攝影:張勇

  一個又一個“6月”里,有風有雨,有堅守。

  劉春風所在的大壩項目部,年輕黨員們集合起來,自發形成24小時值班制度,青春的色彩劃亮夜空。

  汛期,業主、監理、施工人員齊上陣,通宵鏖戰大暴雨,倉面積水層層降低,澆筑質量節節拔高……

  2019年4月1日,一條長約25.7米的常態混凝土芯樣,穿過52個澆筑坯層,從白鶴灘大壩體內取出,甚至帶出了最底部的基巖。

  世界最長的常態混凝土芯樣,誕生。

  權威專家給予評價:芯樣表面光滑密實,內部骨料均勻、氣泡少,坯層間無明顯分界線,與大壩基巖結合緊密。

  “還有什么能比它更有說服力?”峽谷之上,劉春風憑欄遠眺,大壩此刻正如巨盾一般,渾身散發著抵御驚濤駭浪的魄力。

  

  ▲白鶴灘水電站大壩航拍 攝影:謝雷

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