作為裝機(jī)規(guī)模全球第二、在建規(guī)模全球第一大水電站,金沙江白鶴灘水電站主要特性指標(biāo)均位居世界水電工程前列:地下洞室群規(guī)模居世界第一;單機(jī)容量世界第一(100萬千瓦);拱壩壩高289米,居世界第三。
白鶴灘水電站壩址的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜:峽谷地形不對稱、巖性復(fù)雜、高地震烈度等。在如此復(fù)雜多樣的地質(zhì)結(jié)構(gòu)上建設(shè)“巨無霸”,其技術(shù)難度可想而知。
作為該電站建設(shè)的主力軍,中國能建葛洲壩集團(tuán)承擔(dān)了右岸地下廠房建設(shè)、右岸8臺百萬機(jī)組安裝調(diào)試等任務(wù)。在這里,葛洲壩集團(tuán)刷新了一項(xiàng)項(xiàng)水電工程世界級紀(jì)錄。
世界級之一
地下洞室群規(guī)模
白鶴灘水電站具有世界最大規(guī)模的地下洞室群。
據(jù)了解,白鶴灘水電站地下洞室群總里程達(dá)217公里,相當(dāng)于武漢到荊州的距離。左右岸洞室水平埋深最大可達(dá)800米到1050米,垂直埋深可達(dá)420米到540米。
洞室數(shù)量眾多,且相互交錯,開挖量達(dá)2500萬立方米。其中電站廠房洞長438米,頂拱跨度34米,高88.7米,為世界已建跨度最大地下廠房;8個圓筒式尾水調(diào)壓室直徑43-48米,為世界已建跨度最大調(diào)壓室。白鶴灘水電站工程地下洞室群由大小不一、縱橫交錯、立體交叉的229條隧洞、豎井組成。
之前,溪洛渡水電站保持著世界已建最大規(guī)模的地下洞室群的紀(jì)錄:在不到1平方公里內(nèi)有近百條洞室縱橫交錯,洞室邊墻高、跨度大,其中溪洛渡左右岸地下主廠房尺寸為洞長443.3米,跨度31.9米,高度75.6米。
為什么要挖規(guī)模巨大的地下洞室群?葛洲壩三峽建設(shè)公司白鶴灘施工局局長龔世柒介紹說,“水電站處于深V型峽谷,兩岸空間有限,所以需要開挖地下洞室,布置相關(guān)設(shè)備?!?/p>
正在開挖建造的地下洞室猶如堅(jiān)固的“房子”,將為巨型百萬機(jī)組在深山中運(yùn)轉(zhuǎn)提供保障。
如此大規(guī)模地下工程,要解決通風(fēng)問題。由于埋深大、通透性差,且多工作面、多工序持續(xù)平行交叉作業(yè),施工通風(fēng)難度大。施工局摒棄了傳統(tǒng)射流風(fēng)機(jī)通風(fēng)的布置方法,大膽創(chuàng)新,詳細(xì)論證,最終采用排風(fēng)洞集中抽排,通風(fēng)采用瑞典進(jìn)口風(fēng)機(jī)在洞外抽取新鮮空氣,通過風(fēng)筒輸送至各工作面。
為確保地下廠房固若金湯,葛洲壩三峽建設(shè)公司開展大斷面、深豎井混凝土施工技術(shù)創(chuàng)新,研發(fā)了“滑模平臺姿態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)”,該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺姿態(tài),適時(shí)報(bào)警,將平臺傾斜風(fēng)險(xiǎn)控制在萌芽,使混凝土的澆筑質(zhì)量可以得到較好的控制。
截至2018年底,葛洲壩三峽建設(shè)公司在此項(xiàng)目實(shí)施中獲得省部級以上工法5項(xiàng),專利53項(xiàng);研發(fā)出深豎井高架門機(jī)提升設(shè)備、可橫向移動伸縮式鋼模臺車等10余項(xiàng)科研成果,并全部運(yùn)用到施工現(xiàn)場中。
世界級之二
單機(jī)容量百萬千瓦
白鶴灘水電站首次采用目前世界最大單機(jī)容量機(jī)組——單機(jī)100萬千瓦大型水輪發(fā)電機(jī)組??偣舶惭b16臺,中國能建葛洲壩集團(tuán)負(fù)責(zé)右岸8臺。
如果說白鶴灘是世界水電史上的皇冠,那么百萬機(jī)組就是這頂皇冠上耀眼的明珠。自此,中國水電開啟了百萬機(jī)組發(fā)展新紀(jì)元,成為又一張閃亮的國家名片。
我國水電機(jī)組的單機(jī)容量,從早期的12.5萬千瓦,到55萬千瓦、70萬千瓦、77萬千瓦,再到100萬千瓦,發(fā)生了快速飛躍。三峽水電站機(jī)組的單機(jī)容量為70萬千瓦,而白鶴灘水電站100萬千瓦的單機(jī)容量,較三峽電站單機(jī)高出40%多。
白鶴灘100萬千瓦機(jī)組的“大”,直觀體現(xiàn)在其“個頭”上。其水輪機(jī)座環(huán)外徑14.5米,最大長度17.2米,高約4米,總重超過500噸,相當(dāng)于10輛重型坦克的重量,是白鶴灘機(jī)組構(gòu)件中尺寸最大、單體重量最大的。
這樣的“巨無霸”,要精準(zhǔn)地完成運(yùn)輸、焊接、吊裝,每一個環(huán)節(jié)要求都非常嚴(yán)格,安裝要求精確到毫米。
僅首臺機(jī)組——14號機(jī)組座環(huán)安裝,工作人員就花費(fèi)150多天,共完成135件大件運(yùn)輸及吊裝,運(yùn)距3100公里,吊裝總噸位約3000噸。
“科研小組采取了大型尾水金屬肘管、錐管在安裝間摞節(jié)拼焊,重達(dá)500噸機(jī)組座環(huán)在安裝間分瓣組拼焊接,整體吊入機(jī)窩。”負(fù)責(zé)安裝任務(wù)的葛洲壩機(jī)電公司白鶴灘水電站項(xiàng)目經(jīng)理蔡春華說。
據(jù)介紹,座環(huán)安裝完成后測量結(jié)果為:同軸度不大于1毫米,圓度不大于1毫米,水平度不大于1.2毫米,這相當(dāng)于一張普通銀行卡的厚度。
世界級之三
特種水泥需求量
白鶴灘水電站拱壩壩高289米,屬于世界級的特高拱壩。大壩混凝土總澆筑量約為810萬立方米,相當(dāng)于三峽大壩混凝土澆筑量1600余萬立方米的二分之一。若按1米見方的體積排列,可繞地球赤道1.5圈。
如此大體量的混凝土澆筑,兼顧澆筑質(zhì)量和速度,需要認(rèn)真籌劃。澆筑太慢,達(dá)不到防洪等要求;但澆筑太快,普通水泥遇水會釋放大量熱量,會導(dǎo)致壩體開裂。混凝土溫控防裂,堪稱混凝土大壩澆筑的關(guān)鍵難題。這就需要特種水泥——低熱硅酸鹽水泥的大量應(yīng)用,白鶴灘水電站是我國低熱硅酸鹽水泥研究和應(yīng)用的重大里程碑。
低熱硅酸鹽水泥先后在三峽、大崗山、沙坪、深溪溝等10余個大型水電站的導(dǎo)流洞、泄洪洞、消力池等工程部位使用。工程實(shí)踐表明,低熱硅酸鹽水泥具有水化熱低、放熱速率慢、堿含量低、后期強(qiáng)度增進(jìn)率高等優(yōu)良性能,配制的混凝土絕熱溫升低、后期強(qiáng)度高、綜合抗裂能力強(qiáng)等特點(diǎn),為解決大體積混凝土開裂問題提供了更好的技術(shù)途徑。
白鶴灘水電站大壩需低熱硅酸鹽水泥285萬噸,其中葛洲壩水泥公司生產(chǎn)的“三峽牌”水泥供應(yīng)量將超過一半。
作為全國最大的特種水泥生產(chǎn)基地,葛洲壩水泥公司是我國水利水電工程大壩水泥的主要水泥供應(yīng)商,其特種水泥年產(chǎn)量已達(dá)到200萬噸。
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作為裝機(jī)規(guī)模全球第二、在建規(guī)模全球第一大水電站,金沙江白鶴灘水電站主要特性指標(biāo)均位居世界水電工程前列:地下洞室群規(guī)模居世界第一;單機(jī)容量世界第一(100萬千瓦);拱壩壩高289米,居世界第三。
白鶴灘水電站壩址的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜:峽谷地形不對稱、巖性復(fù)雜、高地震烈度等。在如此復(fù)雜多樣的地質(zhì)結(jié)構(gòu)上建設(shè)“巨無霸”,其技術(shù)難度可想而知。
作為該電站建設(shè)的主力軍,中國能建葛洲壩集團(tuán)承擔(dān)了右岸地下廠房建設(shè)、右岸8臺百萬機(jī)組安裝調(diào)試等任務(wù)。在這里,葛洲壩集團(tuán)刷新了一項(xiàng)項(xiàng)水電工程世界級紀(jì)錄。
世界級之一
地下洞室群規(guī)模
白鶴灘水電站具有世界最大規(guī)模的地下洞室群。
據(jù)了解,白鶴灘水電站地下洞室群總里程達(dá)217公里,相當(dāng)于武漢到荊州的距離。左右岸洞室水平埋深最大可達(dá)800米到1050米,垂直埋深可達(dá)420米到540米。
洞室數(shù)量眾多,且相互交錯,開挖量達(dá)2500萬立方米。其中電站廠房洞長438米,頂拱跨度34米,高88.7米,為世界已建跨度最大地下廠房;8個圓筒式尾水調(diào)壓室直徑43-48米,為世界已建跨度最大調(diào)壓室。白鶴灘水電站工程地下洞室群由大小不一、縱橫交錯、立體交叉的229條隧洞、豎井組成。
之前,溪洛渡水電站保持著世界已建最大規(guī)模的地下洞室群的紀(jì)錄:在不到1平方公里內(nèi)有近百條洞室縱橫交錯,洞室邊墻高、跨度大,其中溪洛渡左右岸地下主廠房尺寸為洞長443.3米,跨度31.9米,高度75.6米。
為什么要挖規(guī)模巨大的地下洞室群?葛洲壩三峽建設(shè)公司白鶴灘施工局局長龔世柒介紹說,“水電站處于深V型峽谷,兩岸空間有限,所以需要開挖地下洞室,布置相關(guān)設(shè)備?!?/p>
正在開挖建造的地下洞室猶如堅(jiān)固的“房子”,將為巨型百萬機(jī)組在深山中運(yùn)轉(zhuǎn)提供保障。
如此大規(guī)模地下工程,要解決通風(fēng)問題。由于埋深大、通透性差,且多工作面、多工序持續(xù)平行交叉作業(yè),施工通風(fēng)難度大。施工局摒棄了傳統(tǒng)射流風(fēng)機(jī)通風(fēng)的布置方法,大膽創(chuàng)新,詳細(xì)論證,最終采用排風(fēng)洞集中抽排,通風(fēng)采用瑞典進(jìn)口風(fēng)機(jī)在洞外抽取新鮮空氣,通過風(fēng)筒輸送至各工作面。
為確保地下廠房固若金湯,葛洲壩三峽建設(shè)公司開展大斷面、深豎井混凝土施工技術(shù)創(chuàng)新,研發(fā)了“滑模平臺姿態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)”,該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺姿態(tài),適時(shí)報(bào)警,將平臺傾斜風(fēng)險(xiǎn)控制在萌芽,使混凝土的澆筑質(zhì)量可以得到較好的控制。
截至2018年底,葛洲壩三峽建設(shè)公司在此項(xiàng)目實(shí)施中獲得省部級以上工法5項(xiàng),專利53項(xiàng);研發(fā)出深豎井高架門機(jī)提升設(shè)備、可橫向移動伸縮式鋼模臺車等10余項(xiàng)科研成果,并全部運(yùn)用到施工現(xiàn)場中。
世界級之二
單機(jī)容量百萬千瓦
白鶴灘水電站首次采用目前世界最大單機(jī)容量機(jī)組——單機(jī)100萬千瓦大型水輪發(fā)電機(jī)組??偣舶惭b16臺,中國能建葛洲壩集團(tuán)負(fù)責(zé)右岸8臺。
如果說白鶴灘是世界水電史上的皇冠,那么百萬機(jī)組就是這頂皇冠上耀眼的明珠。自此,中國水電開啟了百萬機(jī)組發(fā)展新紀(jì)元,成為又一張閃亮的國家名片。
我國水電機(jī)組的單機(jī)容量,從早期的12.5萬千瓦,到55萬千瓦、70萬千瓦、77萬千瓦,再到100萬千瓦,發(fā)生了快速飛躍。三峽水電站機(jī)組的單機(jī)容量為70萬千瓦,而白鶴灘水電站100萬千瓦的單機(jī)容量,較三峽電站單機(jī)高出40%多。
白鶴灘100萬千瓦機(jī)組的“大”,直觀體現(xiàn)在其“個頭”上。其水輪機(jī)座環(huán)外徑14.5米,最大長度17.2米,高約4米,總重超過500噸,相當(dāng)于10輛重型坦克的重量,是白鶴灘機(jī)組構(gòu)件中尺寸最大、單體重量最大的。
這樣的“巨無霸”,要精準(zhǔn)地完成運(yùn)輸、焊接、吊裝,每一個環(huán)節(jié)要求都非常嚴(yán)格,安裝要求精確到毫米。
僅首臺機(jī)組——14號機(jī)組座環(huán)安裝,工作人員就花費(fèi)150多天,共完成135件大件運(yùn)輸及吊裝,運(yùn)距3100公里,吊裝總噸位約3000噸。
“科研小組采取了大型尾水金屬肘管、錐管在安裝間摞節(jié)拼焊,重達(dá)500噸機(jī)組座環(huán)在安裝間分瓣組拼焊接,整體吊入機(jī)窩?!必?fù)責(zé)安裝任務(wù)的葛洲壩機(jī)電公司白鶴灘水電站項(xiàng)目經(jīng)理蔡春華說。
據(jù)介紹,座環(huán)安裝完成后測量結(jié)果為:同軸度不大于1毫米,圓度不大于1毫米,水平度不大于1.2毫米,這相當(dāng)于一張普通銀行卡的厚度。
世界級之三
特種水泥需求量
白鶴灘水電站拱壩壩高289米,屬于世界級的特高拱壩。大壩混凝土總澆筑量約為810萬立方米,相當(dāng)于三峽大壩混凝土澆筑量1600余萬立方米的二分之一。若按1米見方的體積排列,可繞地球赤道1.5圈。
如此大體量的混凝土澆筑,兼顧澆筑質(zhì)量和速度,需要認(rèn)真籌劃。澆筑太慢,達(dá)不到防洪等要求;但澆筑太快,普通水泥遇水會釋放大量熱量,會導(dǎo)致壩體開裂?;炷翜乜胤懒?,堪稱混凝土大壩澆筑的關(guān)鍵難題。這就需要特種水泥——低熱硅酸鹽水泥的大量應(yīng)用,白鶴灘水電站是我國低熱硅酸鹽水泥研究和應(yīng)用的重大里程碑。
低熱硅酸鹽水泥先后在三峽、大崗山、沙坪、深溪溝等10余個大型水電站的導(dǎo)流洞、泄洪洞、消力池等工程部位使用。工程實(shí)踐表明,低熱硅酸鹽水泥具有水化熱低、放熱速率慢、堿含量低、后期強(qiáng)度增進(jìn)率高等優(yōu)良性能,配制的混凝土絕熱溫升低、后期強(qiáng)度高、綜合抗裂能力強(qiáng)等特點(diǎn),為解決大體積混凝土開裂問題提供了更好的技術(shù)途徑。
白鶴灘水電站大壩需低熱硅酸鹽水泥285萬噸,其中葛洲壩水泥公司生產(chǎn)的“三峽牌”水泥供應(yīng)量將超過一半。
作為全國最大的特種水泥生產(chǎn)基地,葛洲壩水泥公司是我國水利水電工程大壩水泥的主要水泥供應(yīng)商,其特種水泥年產(chǎn)量已達(dá)到200萬噸。