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白鹤滩水电站力克六大世界技术难题

  白鹤滩水电站是仅次于三峡水利枢纽的中国第二大水电站,也是在建的世界最大水电站、国家“十三五”规划“西电东送”骨干电源点,以及唯一一座全部实现设备国产化的水电站,在我国水电发展历程中具有重大意义。

  作为当今世界在建的综合技术难度最大水电工程,白鹤滩水电站目前建设进展如何?它的不同凡响表现在哪里?带着这些问题,记者日前采访了三峡集团中国三峡建设管理有限公司白鹤滩工程建设部技术管理部副主任王玮。

  王玮:白鹤滩水电站目前正在按照既定进度计划有序推进工程建设,主体工程中的大坝、地下厂房系统、泄洪洞工程已全面进入混凝土浇筑、金属结构安装阶段;大坝混泥土浇筑完成480万方,坝体混凝土浇筑高度超过一半。两岸地下厂房系统混凝土、金属结构埋件施工顺利推进,今年年底将启动4台发电机组本体安装工作;2021年4月,主体工程具备蓄水发电条件,水库开始蓄水;2021年7月,首批机组并网发电;2022年,16台机组将全部并网发电。

  中国能源报:白鹤滩水电站被称为当今世界在建的综合技术难度最大的水电工程,技术难度主要体现在哪些方面?

  王玮:电站建设中遇到了六大技术难题,包括柱状节理玄武岩作为高拱坝坝基问题、抗震安全性问题、拱坝建设过程中混凝土温控防裂问题、枢纽泄洪消能问题、巨型地下洞室群的稳定问题,以及世界最大百万水轮机组研究应用问题。

  王玮:白鹤滩地质条件复杂,是世界上首次利用柱状节理玄武岩作为建基岩体的大坝。在白鹤滩工程上,我们首次全面、系统研究了柱状节理玄武岩工程特性,拿出了一整套保护处理措施。经充分论证,三峡集团党组决策,柱状节理玄武岩可以作为高拱坝基础,并采用扩大基础适应它。从实施效果来看,处理措施是合理的,各方对这一关键技术问题的解决方案也都充分认可。

  此外,白鹤滩工程处于地震活动强烈的川、滇地震带,坝址的地震动参数在300米级高坝中是世界最高的。为此,华东院联合国内四家科研单位开展专题研究。其拱坝抗震研究理论深透,成果丰富,提出的大坝抗震措施更为合理,针对性很强,在国内处于引领地位。

  同时,混凝土温控防裂问题关系到拱坝质量,在三峡、溪洛渡、向家坝等大型工程研究应用的基础上,针对白鹤滩水电站的特点开展了一系列深化研究试验工作,最终全坝首次采用低热水泥混凝土,并配合精细化温控措施,大坝混凝土温度控制效果良好。而且,得益于结构设计上的创新,我们针对性地解决了枢纽泄洪消能问题。通过建立设计、施工、监测一体化实时动态反馈分析机制,万料堂资料库综合论坛,借助多种技术方案,成功应对了高地应力、层间错动带、硬脆玄武岩等复杂地质综合作用下的洞室群围岩稳定问题。

  王玮:首先,构建大型水电工程本质安全体系,通过应用大型缆机群、大口径反井钻机、竖井门式垂直升降系统、液压自升爬模、钢筋钢模台车等先进的设备化解重大安全风险,推行“三层级、四体系”管理模式,健全全员安全生产责任制,有效落实安全生产“一岗双责”;其次,在水电行业首创研发基于微信的隐患管理系统,革新参建各方隐患管理理念,建立“以奖代罚”的考核导向,鼓励参建单位主动揭露“家丑”,有效遏制隐患升级为事故。

  王玮:从电站筹建开始,我们就在推广绿色环保施工。例如,首次在大型水电工程采用变频风机及风带,采用自然通风与机械通风结合、正压送风和负压排风混合技术,有效解决了大规模、高埋深洞室群通风散烟难题;自主设计建设的罐车冲洗系统,实现废水零排放和封闭水循环利用。

  同时,四川、云南、国家层面监察机构均不定期开展检查,白鹤滩工程所取得的水保、环保成绩得到了监察部门的肯定。目前“粉尘”控制良好,施工区空气质量达到国家二级标准,砂石系统生产废水100%回用,绿化总面积300万平方米,水土流失总治理度达80%。

  王玮:白鹤滩工程智能建造是在溪洛渡数字大坝建设管理经验基础上,将大数据、物联网为核心的现代信息技术与水电工程建设有机融合,实现对工程建设及运行全生命周期的信息化和智能化管理。

  例如,我们研发了智能建造信息管理平台,实时、在线管理与分析工程建设及运行期各类数据,数据采集、归档集中度提高,可通过手机、平板等多种终端实现网上审签和电子资料的归集;通过智能监测、控制等技术深度应用,实现高拱坝施工、温控等的全过程动态监测与反馈控制,其中温控环节全面应用智能通水,实现了大体积混凝土温控全过程精细化控制;由科研单位同步开展全生命周期性态仿真分析与反馈,实时评估、动态预测大坝的工作性态,及时提出合理的工程方案与建议;试验检测平台逐步从纸质流程向电子化迈进。

  总之,智能建造体系覆盖了白鹤滩大坝工程建设和运行全过程,可以实现工程全生命周期状态的“全面感知、真实分析、实时控制”。

  白鹤滩水电站是仅次于三峡水利枢纽的中国第二大水电站,也是在建的世界最大水电站、国家“十三五”规划“西电东送”骨干电源点,以及唯一一座全部实现设备国产化的水电站,在我国水电发展历程中具有重大意义。

  作为当今世界在建的综合技术难度最大水电工程,白鹤滩水电站目前建设进展如何?它的不同凡响表现在哪里?带着这些问题,记者日前采访了三峡集团中国三峡建设管理有限公司白鹤滩工程建设部技术管理部副主任王玮。我觉得中国必须要更好的解决贫困问题。香港

  王玮:白鹤滩水电站目前正在按照既定进度计划有序推进工程建设,主体工程中的大坝、地下厂房系统、泄洪洞工程已全面进入混凝土浇筑、金属结构安装阶段;大坝混泥土浇筑完成480万方,坝体混凝土浇筑高度超过一半。两岸地下厂房系统混凝土、金属结构埋件施工顺利推进,今年年底将启动4台发电机组本体安装工作;2021年4月,主体工程具备蓄水发电条件,水库开始蓄水;2021年7月,首批机组并网发电;2022年,16台机组将全部并网发电。

  中国能源报:白鹤滩水电站被称为当今世界在建的综合技术难度最大的水电工程,技术难度主要体现在哪些方面?

  王玮:电站建设中遇到了六大技术难题,包括柱状节理玄武岩作为高拱坝坝基问题、抗震安全性问题、拱坝建设过程中混凝土温控防裂问题、枢纽泄洪消能问题、巨型地下洞室群的稳定问题,以及世界最大百万水轮机组研究应用问题。

  王玮:白鹤滩地质条件复杂,是世界上首次利用柱状节理玄武岩作为建基岩体的大坝。在白鹤滩工程上,我们首次全面、系统研究了柱状节理玄武岩工程特性,拿出了一整套保护处理措施。经充分论证,三峡集团党组决策,柱状节理玄武岩可以作为高拱坝基础,并采用扩大基础适应它。从实施效果来看,处理措施是合理的,各方对这一关键技术问题的解决方案也都充分认可。

  此外,白鹤滩工程处于地震活动强烈的川、滇地震带,坝址的地震动参数在300米级高坝中是世界最高的。为此,华东院联合国内四家科研单位开展专题研究。其拱坝抗震研究理论深透,成果丰富,提出的大坝抗震措施更为合理,针对性很强,在国内处于引领地位。

  同时,混凝土温控防裂问题关系到拱坝质量,在三峡、溪洛渡、向家坝等大型工程研究应用的基础上,针对白鹤滩水电站的特点开展了一系列深化研究试验工作,最终全坝首次采用低热水泥混凝土,并配合精细化温控措施,大坝混凝土温度控制效果良好。而且,得益于结构设计上的创新,我们针对性地解决了枢纽泄洪消能问题。通过建立设计、施工、监测一体化实时动态反馈分析机制,借助多种技术方案,成功应对了高地应力、层间错动带、硬脆玄武岩等复杂地质综合作用下的洞室群围岩稳定问题。

  王玮:首先,构建大型水电工程本质安全体系,通过应用大型缆机群、大口径反井钻机、竖井门式垂直升降系统、液压自升爬模、钢筋钢模台车等先进的设备化解重大安全风险,推行“三层级、四体系”管理模式,健全全员安全生产责任制,有效落实安全生产“一岗双责”;其次,在水电行业首创研发基于微信的隐患管理系统,革新参建各方隐患管理理念,建立“以奖代罚”的考核导向,鼓励参建单位主动揭露“家丑”,有效遏制隐患升级为事故。

  王玮:从电站筹建开始,我们就在推广绿色环保施工。例如,首次在大型水电工程采用变频风机及风带,采用自然通风与机械通风结合、正压送风和负压排风混合技术,有效解决了大规模、高埋深洞室群通风散烟难题;自主设计建设的罐车冲洗系统,实现废水零排放和封闭水循环利用。

  同时,四川、云南、国家层面监察机构均不定期开展检查,白鹤滩工程所取得的水保、环保成绩得到了监察部门的肯定。目前“粉尘”控制良好,施工区空气质量达到国家二级标准,砂石系统生产废水100%回用,绿化总面积300万平方米,水土流失总治理度达80%。

  王玮:白鹤滩工程智能建造是在溪洛渡数字大坝建设管理经验基础上,将大数据、物联网为核心的现代信息技术与水电工程建设有机融合,实现对工程建设及运行全生命周期的信息化和智能化管理。

  例如,我们研发了智能建造信息管理平台,实时、在线管理与分析工程建设及运行期各类数据,数据采集、归档集中度提高,可通过手机、平板等多种终端实现网上审签和电子资料的归集;通过智能监测、控制等技术深度应用,实现高拱坝施工、温控等的全过程动态监测与反馈控制,其中温控环节全面应用智能通水,实现了大体积混凝土温控全过程精细化控制;由科研单位同步开展全生命周期性态仿真分析与反馈,实时评估、动态预测大坝的工作性态,及时提出合理的工程方案与建议;试验检测平台逐步从纸质流程向电子化迈进。

  总之,智能建造体系覆盖了白鹤滩大坝工程建设和运行全过程,可以实现工程全生命周期状态的“全面感知、真实分析、实时控制”。