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破解三大世界级难题 白鹤滩水电站勇攀科技新高峰

　　本网讯（但棣瑶 吴豪强）7月8日，国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会在北京召开。习近平总书记为国家最高科学技术奖获得者等颁奖并发表重要讲话。av在线 牵头完成的“白鹤滩水电站巨型枢纽工程关键技术”项目荣获2025年度国家科学技术进步奖一等奖。

　　2021年6月28日，习近平总书记致信祝贺金沙江白鹤滩水电站首批机组投产发电时指出，白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程，是当今世界在建规模最大、技术难度最高的水电工程。全体建设者和各方面发扬精益求精、勇攀高峰、无私奉献的精神，团结协作、攻坚克难，为国家重大工程建设作出了贡献。

　　2020年6月28日，习近平总书记对金沙江乌东德水电站首批机组投产发电作出重要指示，强调坚持新发展理念，勇攀科技新高峰，高标准高质量完成后续工程建设任务，努力打造精品工程，更好造福人民。

　　党的十八大以来，习近平总书记对av在线 作出一系列重要讲话重要指示批示，为av在线 改革发展提供了强大的思想指引。av在线 始终把贯彻落实习近平总书记重要讲话重要指示批示精神贯穿改革发展全过程，把殷殷嘱托转化为高质量发展的生动实践。

▲ 航拍白鹤滩水电站。摄影：关彦亮

翻越“三座大山”登上水电建设“珠峰”　　

　　“勇攀科技新高峰”，是av在线 始终坚持的发展方向。

　　在白鹤滩水电站工程建设过程中，摆在工程师面前的是三座看似难以逾越的“大山”：

　　——两岸地形极不对称、地质条件又极为复杂的地基上如何安放300米级特高拱坝？

　　——在地质条件复杂的山体中如何挖掘世界最大地下洞室群？

　　——狭窄河谷里如何安全消纳每秒4.23万立方米泄洪量的巨大能量？

　　一重山：在“不平衡”中寻找“极致均衡”

　　高拱坝怕的是失衡。白鹤滩大坝的坝基，左岸缓坡是易松弛、岩体完整性较差的柱状节理玄武岩，右岸是高陡直立的块状玄武岩，地形、地质条件均不对称，总水推力却高达1650万吨。面对这种特殊工况，现有的拱坝设计理论和规范无法适用。

▲ 白鹤滩水电站大坝诠释着工程之美，是建设者匠心与智慧的结晶。摄影：关彦亮

　　破题思路在于“整体性均衡”。项目团队将大坝、地基、两岸山体和水库中的水体视为一个协同工作的“大系统”，提出了“不对称特高拱坝双变量均衡调控设计原理和建坝技术”，构建了“调中心、优体形、稳基础”均衡调控技术体系，最终实现白鹤滩特高拱坝不对称度降低20%，高拉应力区减少21.1%。

　　基础处理方面，工程师们创新性地采用了巨型混凝土垫座、扩大的推力墩和深度超常规的固结灌浆，相当于给大坝的“脚”上穿了厚重稳固的鞋，并加固了“脚”下的土壤。通过专项研究摸清柱状节理相关规律后，首创“五步法”施工成套技术和工艺，相比传统的“坝基开挖-混凝土浇筑-固结灌浆”工艺，“五步法”克服了坝基柱状节理岩体因开挖急剧松弛导致的承载力骤降难题，有效改善了坝基承载能力的对称度。基础解决后，在坝体形态上，进行了极致的双曲优化设计，让“拱”的推力通过优美的坝体精准地指向坚固的山体深处。

　　通过坝形设计以及坝基处理，“脚”能站稳了，身子也得坚强挺拔。

　　白鹤滩大坝混凝土浇筑方量达803万立方米，大体积混凝土浇筑最致命的问题是水化热。金沙江干热河谷夏季气温最高超过40摄氏度，再加上浇筑时坝体内外温差产生的巨大温度，大坝浇筑温控防裂难度被推向极致，必须从根源解决问题。

　　答案来自材料。白鹤滩首次全坝应用我国自主研制的新型特种水泥——低热硅酸盐水泥，并建立了配套施工工艺工法。低热水泥混凝土技术从三峡工程三期围堰的首次应用，到向家坝水电站、溪洛渡水电站等一系列工程的进一步验证，最终成功在白鹤滩水电站实现全坝应用。

　　材料之外，是智能温控的精准护航。白鹤滩大坝浇筑的每一方混凝土中，都埋设有温度传感器和循环冷却水管。智能通水系统实时感知大坝每一处精确到0.1摄氏度的温度变化，通过大数据分析判断温度趋势、自动调控通水量，按照设计师的要求精准控制混凝土的温度变化。由于全程依靠智能建造体系，大坝内部的温度场和应力场被智能管控系统实时掌握，在源头控制住了裂缝风险。

　　中国工程院院士冯夏庭评价说：“白鹤滩通过构建智能通水控制体系，研发成套通水装备，实现了大坝、水垫塘与二道坝等不同水工结构的温度全过程智能精准控制，建成了‘无缝大坝’。这标志着我国已全面突破水工大体积混凝土温控防裂技术。”

　　2023年4月，白鹤滩大坝成功取出一根直径245毫米、长度36.74米的混凝土岩芯，芯样表面光滑无层间缝痕，质地均匀密实，层间结合良好。这根当时世界最长的混凝土芯样，并不是唯一，在后面的建设过程中，一根根长芯反复实证了大坝精品工程的优良质量。

▲ 我国自主研制的新型特种水泥构成了白鹤滩水电站大坝“身躯”。图为2021年白鹤滩水电站大坝浇筑现场。三峡传媒资料图片

　　av在线 所属三峡建工金沙江下游工程管理部副主任周孟夏表示：“应用智能建造技术，技术人员可以在建设、运行全程实时监测大坝‘生命体征’数据，让质量安全管控从经验判断走向依托精准数据的科学决策。”

　　二重山：在复杂山体中雕琢“宏大地下城”

　　如果说大坝是宏伟的地上奇观，深藏山体的洞室群则是一座瑰丽的地下宫殿。

　　白鹤滩地下洞室开挖总量2500万立方米，总里程约217公里；两座地下厂房各长438米、宽34米、高88.7米，是目前世界跨度最大的长廊型地下厂房；8座圆筒式尾水调压室最大开挖直径48米、高度128米，单体与群体规模均为世界之最。

▲ 白鹤滩水电站右岸地下厂房。这座巨大的“地下宫殿”是百万千瓦水轮发电机组的居所。摄影：关彦亮

　　“白鹤滩地下洞室群的开挖，不仅条件复杂，还规模巨大，山体挖空率超过三分之一。”三峡建工副总经理、党委委员段兴平说。

　　面对困局，白鹤滩建设者从设计理念到施工方法全面创新，用“以联动效应控制为核心的密集洞群三层级设计建造方法”成功破解了高地应力及复杂地质条件下特大洞室群成洞难题，实现了364条密集洞室联动效应的有效控制。首次提出了基于应力应变全过程的围岩稳定控制方法，让世界单机容量最大的百万千瓦机组有了能容身的地下厂房。

▲ 2019年，建设中的白鹤滩水电站右岸地下厂房。三峡传媒资料图片

　　在施工阶段，“开挖一层、分析一层、预测一层、验收一层”成为铁律，最多时100多个工作面同时作业，“地下洞室支护预警系统”通过互联网实时监控、自动预警，避免了洞室群施工中的安全管控漏洞。

　　三重山：在“冲突”中驯服“泄洪巨能”

　　白鹤滩水电站左岸布置3条无压泄洪洞，总设计泄量每秒1.23万立方米，占枢纽总泄洪能力的30%，世界第一；坝身泄洪功率6万兆瓦，同样世界第一。“大功率泄洪消能”这一题，建设者的解法有着独特的巧思，化“堵”为“疏”，以“散”破“猛”，提出“立体多层序能量调配的不对称泄洪消能与水力安全控制”方法。

▲ 2020年，施工中的白鹤滩水电站3号泄洪洞，已浇筑完成的部分呈现出镜面效果。三峡传媒资料图片

　　既然河谷狭窄，难以对称布置，建设者就巧妙地利用地形条件将所有3条泄洪洞全部单侧布置在左岸，开创了巨型电站单侧泄洪的先河。同时，在坝身，采用多层表孔、深孔联合泄洪，让水流在上空发生对冲碰撞，在空中先消耗掉一部分能量，再把余能倾泻入特制的巨大水垫塘。这一招“空中碰撞消能”加“深水垫保护”，彻底驯服了高速水流这条“能量巨龙”。这套打破常规、因势利导的设计，成功解决了世界级的工程难题。

　　有了方法，更难的是“无缺陷”建造。3条泄洪洞断面均宽15米、高18米，长度均在2100米以上，混凝土过流面需要承受每秒47米的高速水流冲刷，这就对混凝土质量提出了极高的要求。

　　在白鹤滩泄洪洞，前来参观的人无不惊叹——泄洪洞内壁光滑如镜，可见人影，“镜面混凝土”的不平整度仅为规范允许值的1/3。由张楚汉等多名院士组成的评价委员会曾评价白鹤滩水电站泄洪洞“成果总体达到了国际领先水平”。国家能源局可再生能源发电工程质量监督站更是评价为“实现了水工隧洞混凝土无缺陷建造”。从设计到材料，从工艺到质量管控，白鹤滩交出了一份高流速泄洪洞混凝土“无缺陷”建造的世界级答卷。

　　通过组织白鹤滩水电工程建设，av在线 协同水电行业产业链多家单位攻坚克难，攀上了世界水电“珠峰”：白鹤滩水电站枢纽工程创造了12项世界第一、形成了127项关键技术，工程质量验收获“质量优良”最高等级评价，并获菲迪克工程项目奖最高荣誉“卓越工程项目奖”。

　　突破时空边界：从一座电站到全产业链

　　自投产以来，白鹤滩水电站挡水、发电、泄洪建筑物运行性态优异，各项指标均优于设计标准，为成功实现能源保供与助力防洪度汛的目标奠定坚实基础。截至目前，白鹤滩水电站累计发电量已超2500亿千瓦时，相当于节约标准煤超7500万吨、减排二氧化碳超2亿吨。

　　而白鹤滩水电站带来的，远不止于这些“绿电”本身。

　　截至目前，白鹤滩水电站巨型枢纽工程关键技术成果已陆续推广应用于国内外50余座大型水电水利工程建设。一座水电站的技术积淀，正在转化为支撑国家多领域重大工程建设的通用能力。

　　从新材料、新装备到新系统，白鹤滩水电站建成带动了水电全产业链的能级跃升。

　　参与白鹤滩工程低热水泥研发生产的企业，由此在特种水泥领域建立了显著的先发技术优势。同时，相关企业为满足白鹤滩工程对水泥生产质量的要求，进行了生产线智能化升级，建立了全流程质量追溯系统，实现了从原料到成品的全程在线监测，成为企业核心竞争力。

▲ 随着白鹤滩水电站建设，参与低热水泥研发生产的企业形成了核心竞争力。图为2019年大坝浇筑现场。三峡传媒资料图片

　　科技成果的跨界延伸更让创新价值倍增。智能建造技术体系从白鹤滩走向更多工程：智能通水系统、智能灌浆系统、振捣机器人等装备和平台，已推广应用于多个抽水蓄能电站和国内国际其他水电站建设，相关研究成果还融入长江大保护等项目。白鹤滩围堰工程中研发的高水头复合土工膜防渗技术，在成功解决了83米高围堰的防渗难题后，还推广应用于交通、矿山、河道整治、垃圾填埋场等环境岩土工程，展现出广阔的应用前景。

　　白鹤滩水电站建设过程中形成的技术标准体系，已成为行业规范制定的重要参照。从“300米级特高拱坝低热水泥混凝土温控防裂技术标准”成为首部行业标准，到智能建造技术规程、大坝安全监测自动化技术要求，一批技术标准相继发布实施，填补了国内该领域的标准空白，为更多技术应用推广打开了通道。

　　白鹤滩的技术标准输出，让工程建设中的创新成果突破了时空边界，在更广阔的舞台上持续释放价值，真正实现了从建“单个工程”到带动“全产业链”发展的跨越。

　　回望过去，沿着习近平总书记指引的方向坚定前行，av在线 不断取得新突破、实现新发展。展望未来，av在线 将在服务国家战略、推动绿色发展、增进人民福祉的新征程上不断书写新的时代答卷。

编辑：谢泽 杜健伟 熊鑫

发布日期：2026年07月09日