產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同向“新” 探尋白鶴灘水電站科技密碼

人民網(wǎng)記者 杜燕飛

總裝機容量1600萬千瓦、多年平均發(fā)電量達624.43億千瓦時、防洪庫容75億立方米……近日，三峽集團牽頭完成的“白鶴灘水電站巨型樞紐工程關(guān)鍵技術(shù)”項目，獲2025年度國家科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎。

白鶴灘水電站樞紐工程由混凝土雙曲拱壩、泄洪消能設(shè)施、左右岸地下廠房組成。在兩岸地形極不對稱、地質(zhì)條件極為復(fù)雜的地基上，如何安放300米級特高拱壩？如何在地質(zhì)條件復(fù)雜的山體中挖掘世界最大規(guī)模地下洞室群？怎樣在狹窄河谷內(nèi)安全消減每秒4.23萬立方米泄洪量的巨大能量？

航拍白鶴灘水電站。關(guān)彥亮攝

企業(yè)是科技創(chuàng)新的主體。據(jù)介紹，針對上述難題，項目團隊將大壩、地基、兩岸山體及水庫水體視為一個協(xié)同工作的“大系統(tǒng)”，提出了“不對稱特高拱壩雙變量均衡調(diào)控設(shè)計原理和建壩技術(shù)”，構(gòu)建了“調(diào)中心、優(yōu)體形、穩(wěn)基礎(chǔ)”的均衡調(diào)控技術(shù)體系，讓“拱”的推力通過壩體指向山體深處的穩(wěn)固巖體；提出“以聯(lián)動效應(yīng)控制為核心的密集洞群三層級設(shè)計建造方法”，實現(xiàn)了對364條密集洞室聯(lián)動效應(yīng)的有效控制；利用地形條件將3條泄洪洞全部單側(cè)布置在左岸，壩身則采用表孔、深孔聯(lián)合泄洪，讓水流對沖碰撞消耗部分能量，再將剩余能量泄入特制的大型水墊塘。

“我們協(xié)同水電行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈多家單位聯(lián)合攻關(guān)，攻克了300米級特高拱壩溫控防裂、復(fù)雜地質(zhì)條件下巨型地下洞室群開挖穩(wěn)定等一系列世界級的‘卡脖子’難題，實現(xiàn)了首次全壩應(yīng)用低熱水泥混凝土、襯砌混凝土零缺陷建造等多項行業(yè)重大技術(shù)突破。”項目主要完成人、三峽集團重大水電工程科學(xué)技術(shù)委員會首席專家汪志林表示，項目創(chuàng)新“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同機制，以工程應(yīng)用需求為牽引，將高校院所的原創(chuàng)成果納入實際工程驗證，讓科研成果融入國家重大工程，形成了127項關(guān)鍵技術(shù)突破，把核心技術(shù)牢牢掌握在了自己手中。

“白鶴灘通過構(gòu)建智能通水控制體系，研發(fā)成套通水裝備，實現(xiàn)了大壩、水墊塘與二道壩等不同水工結(jié)構(gòu)的溫度全過程智能精準控制，建成了‘無縫大壩’。這標志著我國已全面突破水工大體積混凝土溫控防裂技術(shù)。”中國工程院院士馮夏庭說。

三峽集團所屬三峽建工金沙江下游工程管理部副主任周孟夏介紹，白鶴灘的技術(shù)成果已陸續(xù)推廣應(yīng)用于國內(nèi)外50余座大型水電水利工程建設(shè)中。從低熱水泥研發(fā)生產(chǎn)到智能建造技術(shù)體系，一批新材料、新裝備、新標準從白鶴灘水電站走向更廣闊的市場，實現(xiàn)了從建“單個工程”到帶動“全產(chǎn)業(yè)鏈”發(fā)展的跨越。

“不僅是樞紐工程主體技術(shù)創(chuàng)新，其他單項技術(shù)創(chuàng)新也得到了推廣應(yīng)用。”周孟夏介紹，例如，白鶴灘圍堰工程中研發(fā)的高水頭復(fù)合土工膜防滲技術(shù)，推廣應(yīng)用于交通、礦山、河道整治、垃圾填埋場等環(huán)境巖土工程，展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

作為國家“西電東送”戰(zhàn)略的重大工程，白鶴灘水電站位于云南與四川交界處的金沙江下游，總裝機容量1600萬千瓦，與烏東德、溪洛渡、向家壩、三峽、葛洲壩等梯級電站共同構(gòu)成世界最大清潔能源走廊。截至2026年6月，白鶴灘水電站累計發(fā)電量已突破2500億千瓦時，相當于節(jié)約標準煤超7500萬噸、減排二氧化碳超2億噸。(實習(xí)生張優(yōu)揚參與采寫)