勇攀“水电珠峰”!我国电建白鹤滩水电站建造之旅
6月28日,在建规划全球榜首、单机容量国际榜首、装机规划全球第二大水电站——白鹤滩水电站榜第一批机组正式发电,电流经过四川电网主网,经过特高压,将被顺畅传送到江苏和浙江。作为电站制作的主力军,我国电建再次创下新纪录,成功攀上了国际水电的珠穆朗玛峰,将“无人区”变成了“新高地”。
白鹤滩水电站发明晰6项国际榜首
单机容量100万千瓦机组国际榜首
水电站地下洞室群规划国际榜首
圆筒式尾水调压室规划国际榜首
300米级高拱坝抗震参数国际榜首
无压泄洪洞群规划国际榜首
初次全坝运用低热水泥混凝土
规划:独具匠心
勇攀水电制作新顶峰
白鹤滩水电站坐落云南省巧家县和四川省宁南县交界处的金沙江干流之上,由我国三峡集团出资制作和办理,我国电建全进程勘察规划并承当80%以上的施工使命。作为国际在建规划最大、归纳技能难度最高的巨型水电站,白鹤滩水电站总装机容量1600万千瓦位居全球第二,单机容量100万千瓦位居国际榜首,年均发电量624亿千瓦时,每年可节省标准煤1968万吨,减排二氧化碳5160万吨,对我国完结“碳达峰、碳中和”方针具有重要意义,是三峡工程之后我国水电的新“国家手刺”。
从上世纪九十年代开端,我国电建所属华东院担任白鹤滩水电站的勘察规划作业,打开了很多的水文、水能和地质勘察等根底作业。为了确保白鹤滩工程作业的顺畅打开,华东院完结地质钻探20万米和洞探5.5万余米,为白鹤滩工程的顺畅制作奠定了重要根底。
为完结白鹤滩工程“水平一流、技能立异”的技能方针,华东院延聘我国科学院、工程院等多位院士、专家组成了我国水电职业的“全明星阵型”,为白鹤滩水电站研讨保驾护航,仅是咨询审查会就召开了300余次。
华东院运用国际先进的三维模型动态展现,探究国际水电工程“难题库”,霸占了一系列国际级要害技能难题:引领杂乱地势地质条件下不对称超高拱坝规划;破解强震区超高拱坝、超高边坡抗震难题;初次300米高坝全坝选用低热水泥混凝土和灰岩骨料;国际最大规划地下洞室群规划;精巧的体型优选成果国际最大规划尾水调压室;完善的防渗体系确保杂乱水文地质条件下坝基和洞室群的安全;立异研讨和运用百万千瓦级水轮发电机组。
为了进步拱坝对地势不对称性的习惯能力,电制作计单位选用了椭圆线型双曲拱坝,可调整的参数更多,能够习惯更为杂乱的工况,经过左岸坝顶浇筑混凝土垫座、在河槽部位运用完整性较好的角砾熔岩作为拱坝建基面、在柱状节理玄武岩出露部位浇筑混凝土扩展根底等一系列办法,改进了地势地质条件带来的晦气影响。
为了应对泄洪流量大、水头高,河谷狭隘、岸坡峻峭的实际,规划团队确认了“涣散泄洪、分区消能、加强防护”的安置准则,选用坝身孔口和岸边泄洪洞联合泄洪的办法,经过对坝身最大泄量的深入研讨,确认坝身与岸边泄洪洞之间的泄量分配份额。
▲白鹤滩大坝泄洪深孔初次过流
大坝:立异工程和智能工程
大坝是水电站纽带工程的中心建筑物,承当着挡水与泄洪的重要使命。白鹤滩大坝为混凝土双曲拱坝,最大坝高289米,合计31个坝段,浇筑混凝土约803万立方米,“体积”超越3个胡夫金字塔,创下了拱坝规划多项国际纪录:300米级高拱坝抗震参数,居国际榜首;在300米级高拱坝全坝运用低热水泥混凝土;大坝接受总水推力达1650万吨,居国际第二;纽带最大泄洪功率达90000兆瓦,居国际第三。
业界都说“无坝不裂”,但在白鹤滩水电站,大坝上没有一条裂缝,“这是坝工制作的奇观!” 经验丰富的电建工程师不只尝试了一种新式混凝土,还发明晰一套智能温控体系,用来处理“无坝不裂”的国际难题。即便在外界35度以上的夏日,也能够将混凝土最高温度操控在27度以内。
在白鹤滩大坝体内,埋设了5774支温度计、75347米的测温光纤、数千支监测仪器,用于感知气温、风速、温度、应力、应变等信息,能够完结混凝土出产、运送、浇筑、运转的全生命周期监控,对施工进度、质量进行可视化剖析。
混凝土搅拌进程中,一先给骨料吹冷风,二要参加低温水和必定份额的冰屑;而混凝土从搅拌楼出来后,就会灌入专门加装了保温资料的自卸式卡车,再经过缆机在几分钟内敏捷送到大坝施工现场。施工现场共安置了7台平移式缆机,为国际最大缆机群,担任承当大坝混凝土、资料的“空中运送”作业。每台缆机额外吊重30吨,用9立方米的吊罐进行混凝土笔直运送。
我国电建所属成都院建立白鹤滩智能制作项目部,深入研讨大坝混凝土智能仿真及混凝土坝智能监控内容。大坝的浇筑是杂乱的大工程,和谐欠好会呈现各种问题。仿真体系完结了大坝多要素、多维耦合仿真剖析,模拟出混凝土的浇筑场景。
当一切的施工工序都有清晰标准,并在施工进程中得以执行,大坝混凝土的浇筑质量就得以确保。大坝主体工程混凝土于2017年4月发动浇筑,历时1510个日夜,浇筑2251仓,年最大浇筑强度打破270万立方米、月最大浇筑强度超越27.3万立方米,均为同类坝型榜首,年最大上升高度超越102米,多项方针创同类工程施工纪录。
白鹤滩水电站制作节奏非常快,顶峰时期,这儿的制作者人数达2万人,缆机班实施三班倒,浇筑队一向都是两班不间断。施工进程中,我国电建各参建单位经过推广混凝土浇筑“一条龙”办理办法,将混凝土出产、运送、浇筑等各环节时刻准确至秒,极大地进步了出产功率。
白鹤滩水电站没有一条裂缝,这是坝工制作的奇观!
厂房:比三峡还要大的“地下宫廷”
作为国际在建最大地下厂房,白鹤滩水电站具有一个比三峡还要大的“地下宫廷”,这是16台百万千瓦机组的“家”。左右岸地下厂房别离长453米、高88.7米、宽34米,左岸洞室开挖总路程64公里,229条地道千折百回。它像是“地下宫廷”,2500万立方米的开挖总量能填满10座胡夫金字塔,仅主厂房就能装得下1.5艘辽宁号航空母舰;它又像是“地下迷宫”,364个地下洞室错综杂乱地安置在峭壁之下,两岸山体挖空率到达37%。
“能够说地下厂房开挖的进程,便是和围岩安稳斗智斗勇的进程。”我国电建华东院设代处党支部书记陈建林如此描述地下厂房面临的困难。由于层间(内)错动带发育、岩石硬脆易碎、高地应力和巨型洞室群联动效应,开挖进程中围岩易卸荷松懈、决裂、变形,围岩安稳操控难度空前。
电建工匠打开了很多的实验研讨,经过理论立异、技能打破,多角度提醒了高地应力条件下立体交叉地下洞室群联动效应、洞室群围岩部分决裂机理和层间错动带不接连变形演化规则。团队经过“玄武岩洞室群围岩时空变形全进程调控”的成套技能与办法,立异抗剪结构型式,处理了岩石变形、巨型洞室群联动效应等要害难题。
施工进程中,电建工匠以全进程信息化办理为方针,打造地下洞室支护预警体系,实时把握各洞室支护状况,主动化进行支护预警,有用确保支护及时性,确保洞室围岩安稳。一起,大力推广了智能灌浆体系运用,装置灌浆作业全流程监控体系,完结主动完结各类地质状况灌浆的记载、主动调压、主动配浆,灌浆整个进程中无需操作人员实时调控压力,削减人为干涉,荫蔽工程真实完结阳光作业。
杂乱地质条件也使尾水调压井的规划难度大大晋级。重重困难,难不倒追梦人。为了尽量减小洞室跨度、进步围岩安全性,工程师们没有挑选传统的长廊式调压井,而是立异研制了主副分离式圆筒形调压井布局,大幅进步超大流量百万千瓦机组水力调控功能。即便这样,白鹤滩8个尾水调压井的最大直径仍是到达了国际榜首的48米,最大高度到达了128米,宛如八大金刚坐落在山体下400至600米深处,守护着百万千瓦水轮机组的运转安全。
装置:引领国际,迈入“无人区”
在以往,无论是三峡水电站仍是乌东德水电站,机拼装置都有一个参阅数据,但白鹤滩水电站百万千瓦机组的数据是“0”,其规划、研制、制作、装置标准可谓机组技能的“无人区”。16台单机容量100万千瓦立轴混流式水轮发电机组,是国际水轮发电机组初次迈入百万千瓦级,也是国内首个悉数选用国产化机组的巨型水电站。
面临百万千瓦机拼装置新起点,电建人踌躇满怀,在我国水电机拼装置史上,承建我国首座百万千瓦级水电站刘家峡水电站之时,创下单机30万千瓦机拼装置纪录;制作三峡、拉西瓦水电站时,创下单机70万千瓦机拼装置纪录;制作向家坝水电站之时,创下单机容量80万千瓦国际最大机组全精品装置纪录……
面临急迫的工期,白鹤滩机电装置工程项目部与制作方、制作厂商充沛交流,调整施工方案,运用装置间狭小的空间快速打开转子拼装施工。一时刻,电站左岸地下厂房机电施工现场反常繁忙。
“在这儿,每一位党员要发挥一面旗号的效果,每一位党员干部决不精干功败垂成的作业。由于这儿是我国水电的圆梦工程。” 白鹤滩机电装置工程项目党支部书记李书军说。
——2020年8月18日,全球首台机组完结转子吊装,提早方案工期73天。
——2020年10月26日,2号机组完结转子吊装,提早方案工期83天。其定子铁心叠装24天完结,改写了同类大型水电机拼装置的纪录。
——2020年12月29日,3号机组完结转子吊装,提早方案工期76天。
——2021年3月26日,4号机组转子吊装,提早方案工期56天。
——2021年6月17日,5号机组完结转子吊装,提早方案工期25天。其56天完结定子下线发明水电新纪录。
5月23日,白鹤滩水电站2号机组顺畅经过过速实验,在装置好的上机架盖板上,两枚小小的硬币,“站”着文风不动。随后,技能人员持续添加难度,取出了厚度更小、直径更大的手电筒玻璃镜片测验,成果玻璃镜片也相同稳稳当当地立在了盖板上面!2号机组以“零配重”、振摆不超越0.1毫米的成果被东方电机首席专家称为“完美机组”。“白鹤滩左岸2、3号机组都完结了‘零配重’,振摆很小,超越了精品,能够说是极品。”
精品机组的背面,是操作流程的标准,也是施工工艺的立异。为打造新时代大国重器,我国电建所属水电四局参加拟定了《金沙江白鹤滩水电站1000兆瓦水轮发电机拼装置质量检测标准》,对机拼装置悉数工序形成了作业标准,具体操作中严厉执行质量标准,严控施工细节,以进程精品确保成果精品,竭尽全力打造“精工重器”。
白鹤滩水电站估计2022年7月可完结16台机组悉数投产发电,到时一天的发电量就可满意50万人一年的日子用电。并且还能够与乌东德、溪洛渡、向家坝水电站一道兴起在金沙江下流,成为国际级清洁动力基地,为长江经济带、我国经济发展供给连绵不断的绿色动力。
跟着白鹤滩水电站榜第一批机组顺畅发电,我国水电人能够骄傲地说,国际水利水电规划制作中心技能现已把握在咱们自己手里。咱们没有孤负习近平总书记的嘱托。
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