8月3日上午，白鶴灘水電站項(xiàng)目正式進(jìn)入主體工程全面建設(shè)階段。至此，由向家壩、溪洛渡、白鶴灘、烏東德四座總裝機(jī)規(guī)模達(dá)4646萬(wàn)千瓦世界級(jí)巨型電站組成的金沙江下游四級(jí)水電開(kāi)發(fā)將逐步成型。
作為四級(jí)水電開(kāi)發(fā)中的第二個(gè)梯級(jí)，白鶴灘水電站壩址位于四川省寧南縣和云南省巧家縣境內(nèi)，其拱壩最大壩高289米，總水推力居世界第二，泄洪功率居世界第三，地下廠房洞室群規(guī)模為國(guó)內(nèi)外已建、在建電站之最。該項(xiàng)目的另一令人矚目之處在于，其使用的水電機(jī)組單機(jī)容量（100萬(wàn)千瓦）也創(chuàng)世界之最。
實(shí)際上，這項(xiàng)每一個(gè)指標(biāo)都可稱為業(yè)內(nèi)“世界級(jí)規(guī)?！钡乃姽こ?，早在上世紀(jì)50年代就已開(kāi)展規(guī)劃，計(jì)劃興建。半個(gè)多世紀(jì)后的今天，白鶴灘水電工程真正破土開(kāi)工的背后，折射出中國(guó)在水電工程領(lǐng)域的長(zhǎng)足進(jìn)步，已足以應(yīng)對(duì)金沙江水電開(kāi)發(fā)中面臨的諸多技術(shù)性難題。
從葛洲壩，到三峽，再到溪洛渡、白鶴灘……受訪專家告訴《瞭望》新聞周刊記者，中國(guó)在水電工程領(lǐng)域快速進(jìn)步，已經(jīng)從跟蹤、模仿，走到了行業(yè)最前沿，成為世界水電發(fā)展的領(lǐng)軍者，并正將東方智慧共享給全世界。
后起之秀踏入“無(wú)人區(qū)”
“從上個(gè)世紀(jì)我國(guó)成功修建了壩高達(dá)240米的二灘水電站以后，我國(guó)設(shè)計(jì)、施工高拱壩的能力不斷提高。”中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)水利水電工程系教授張楚漢認(rèn)為，修建200米以上的高壩，需要破解包括大壩的結(jié)構(gòu)安全、水下檢測(cè)及修補(bǔ)加固技術(shù)、上下游協(xié)調(diào)等多方面挑戰(zhàn)。能否建好200米以上大壩，某種意義上折射出一國(guó)水利建設(shè)能力之強(qiáng)弱。
上個(gè)世紀(jì)，前蘇聯(lián)、美國(guó)和歐洲是200米級(jí)高壩建設(shè)和發(fā)展中的佼佼者。作為“配角”的中國(guó)也就是近20年才開(kāi)始真正“大爆發(fā)”。如今，世界已建和在建200米以上高壩共有77座，其中20座位于中國(guó)，占到四分之一強(qiáng)。
“伴隨小灣、拉西瓦、錦屏一級(jí)、溪洛渡等水電站相繼開(kāi)工，目前，我國(guó)拱壩設(shè)計(jì)研究水平已處于國(guó)際先進(jìn)（部分領(lǐng)先）水平?！闭劶鞍Q灘項(xiàng)目，張楚漢認(rèn)為，在總結(jié)借鑒已有經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)的基礎(chǔ)上，這項(xiàng)重大工程的落地生根將帶動(dòng)中國(guó)高拱壩建設(shè)水平進(jìn)一步提高。
而在中國(guó)工程院院士、三峽集團(tuán)原總工程師張超然看來(lái)，伴隨新世紀(jì)我國(guó)一批300米級(jí)特高拱壩的建設(shè)，中國(guó)已成為300米級(jí)特高拱壩技術(shù)發(fā)展的領(lǐng)軍國(guó)家。
水電工程作為一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，中國(guó)在水電領(lǐng)域的進(jìn)步并不僅僅體現(xiàn)在工程建設(shè)本身。作為世界第一制造大國(guó)，中國(guó)在水電機(jī)組等重大裝備制造上的強(qiáng)勢(shì)崛起同樣值得關(guān)注。
回首往昔，三峽電站之前，國(guó)內(nèi)廠商根本不具備制造35萬(wàn)千瓦以上水電機(jī)組的能力，而70萬(wàn)千瓦水電機(jī)組也只有極少數(shù)國(guó)外廠商掌握。也恰恰是從三峽工程開(kāi)始，中國(guó)水電機(jī)組制造走出一條引進(jìn)、吸收、再創(chuàng)新的發(fā)展之路。
自三峽工程實(shí)現(xiàn)70萬(wàn)千瓦水電機(jī)組國(guó)產(chǎn)化起，中國(guó)水電重大裝備制造業(yè)跨入自主設(shè)計(jì)、制造巨型水電機(jī)組新時(shí)代。而溪洛渡、向家壩工程則標(biāo)志著中國(guó)水電設(shè)備制造水平進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)“第一梯隊(duì)”。
具體來(lái)看，溪洛渡安裝的18臺(tái)77萬(wàn)千瓦機(jī)組中，有15臺(tái)來(lái)自東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司和哈電集團(tuán)哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，是完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)機(jī)組；向家壩水電站使用的8臺(tái)80萬(wàn)千瓦機(jī)組中，4臺(tái)為哈電設(shè)計(jì)制造，是當(dāng)今世界上已投入運(yùn)行水電站中單機(jī)容量最大的水電機(jī)組。而白鶴灘水電項(xiàng)目的單機(jī)容量達(dá)100萬(wàn)千瓦，創(chuàng)世界之最，并且沒(méi)有外資公司參與設(shè)計(jì)制造，是國(guó)內(nèi)首個(gè)使用純國(guó)產(chǎn)機(jī)組的大型水電站。
“從三峽電站單機(jī)容量70萬(wàn)千瓦到向家壩電站的單機(jī)容量80萬(wàn)千瓦，再到白鶴灘單機(jī)容量100萬(wàn)千瓦超大型水輪發(fā)電機(jī)組，增加的不僅是容量，更需高尖精技術(shù)作支撐?！眹?guó)際大壩委員會(huì)榮譽(yù)主席、中國(guó)大壩工程學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)賈金生感言，這足以證明中國(guó)不僅在建壩規(guī)模上領(lǐng)先世界，其裝備制造技術(shù)也已進(jìn)入引領(lǐng)階段。
更確切講，中國(guó)在水電發(fā)展領(lǐng)域已進(jìn)入“無(wú)人區(qū)”，完全需自己探索創(chuàng)新。300米級(jí)特高拱壩建設(shè)是世界范圍內(nèi)的新高度；而100萬(wàn)千瓦機(jī)組設(shè)計(jì)制造已超出此前已有技術(shù)水平和規(guī)范，世界范圍內(nèi)沒(méi)有現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)可借鑒。
中國(guó)式創(chuàng)新潮涌
2016年9月26日，摩洛哥，馬拉喀什，金沙江溪洛渡水電站項(xiàng)目榮獲“菲迪克2016年工程項(xiàng)目杰出獎(jiǎng)”。
“菲迪克獎(jiǎng)”有全球工程咨詢行業(yè)“諾貝爾獎(jiǎng)”之稱，溪洛渡水電站項(xiàng)目是同屆21個(gè)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目中唯一的水電站項(xiàng)目，也是繼三峽工程之后，中國(guó)水電又一次獲得全球工程咨詢行業(yè)最具權(quán)威性國(guó)際組織的認(rèn)可和褒獎(jiǎng)。
在受訪專家看來(lái)，溪洛渡水電站項(xiàng)目能夠在眾多全球著名項(xiàng)目中脫穎而出，得益于其代表了中國(guó)乃至世界水電發(fā)展的最高水平。
“無(wú)壩不裂”，這幾乎是水利工程業(yè)內(nèi)的一項(xiàng)定律。因?yàn)樵诨炷潦┕ぶ?，澆筑過(guò)程非常容易產(chǎn)生“溫度裂縫”。然而，溪洛渡大壩680萬(wàn)立方米的大體積混凝土硬是沒(méi)有出現(xiàn)一處開(kāi)裂。
這一史無(wú)前例的壯舉，很大程度上得益于溪洛渡工程在施工過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)粗放式水電施工管理模式向現(xiàn)代數(shù)字化、信息化精細(xì)管理模式轉(zhuǎn)變，組建了一支國(guó)內(nèi)一流的復(fù)合型工程信息化、智能化團(tuán)隊(duì)。這一團(tuán)隊(duì)攻克了精細(xì)爆破、數(shù)字灌漿、智能振搗和智能溫控等關(guān)鍵技術(shù)，大壩混凝土施工實(shí)現(xiàn)了全程信息化、智能化管理，使溪洛渡水電站開(kāi)創(chuàng)了智能化大壩的先河。
三峽集團(tuán)黨組成員、副總經(jīng)理樊啟祥還舉例道，在曾經(jīng)引領(lǐng)世界壩工方向的歐美國(guó)家，出于“壩體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性考慮，拱壩壩身一般不開(kāi)孔，著名的胡佛大壩就是如此”。但是，作為300米級(jí)高壩的溪洛渡大壩，是長(zhǎng)江干流防洪體系的重要組成部分，泄洪乃核心功能之一。在兩岸泄洪洞不足以宣泄全部洪水的情況下，溪洛渡大壩壩身開(kāi)有大量孔口用于泄洪。
為在300米級(jí)高壩的肚子上“開(kāi)口子”，三峽集團(tuán)組織骨干力量，開(kāi)展了大量模型試驗(yàn)和計(jì)算分析，選定了科學(xué)高效的泄洪消能型式和相關(guān)施工技術(shù)，在保證大壩樞紐自身安全穩(wěn)定的前提下，創(chuàng)造性地建好了溪洛渡泄洪消能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了防洪需求。
“可以說(shuō)，溪洛渡水電站代表了中國(guó)乃至世界水電的最高水平，獲得‘菲迪克獎(jiǎng)’當(dāng)之無(wú)愧?！比欢?，樊啟祥還強(qiáng)調(diào)，白鶴灘工程面臨著高地震烈度、壩身大泄量、壩基層間層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶穩(wěn)定和滲漏處理，混凝土溫控防裂以及壩基柱狀節(jié)理玄武巖變形控制等關(guān)鍵問(wèn)題，堪稱“中國(guó)乃至世界技術(shù)難度最高的水電工程”，可以說(shuō)是在溪洛渡的基礎(chǔ)上又上新難度。
對(duì)此，受訪專家認(rèn)為，白鶴灘工程在如何加強(qiáng)壩肩抗力錨索、如何布置壩體抗震鋼筋、巨型地下洞室群開(kāi)挖建設(shè)等諸多方面提出了創(chuàng)新性設(shè)計(jì)和研究。
例如，創(chuàng)新性地解決了白鶴灘水電站拱壩不對(duì)稱問(wèn)題。白鶴灘工程的河谷與拱壩不對(duì)稱問(wèn)題，在國(guó)內(nèi)外來(lái)看都是比較突出的。而拱壩不對(duì)稱一般會(huì)導(dǎo)致大壩受力不均勻。對(duì)此，白鶴灘工程在可研階段就進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
“從設(shè)計(jì)上通過(guò)地基處理與拱壩基座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)盡量使它對(duì)稱，從計(jì)算分析上通過(guò)詳細(xì)的比較和研究，測(cè)算出不對(duì)稱性究竟對(duì)大壩有多大的影響，如何降低這種影響。”張楚漢講到，科學(xué)研究表明，大壩的受力條件與穩(wěn)定性是可以保證的，不對(duì)稱導(dǎo)致的影響是可以承受的。
此外，在承襲溪洛渡工程建設(shè)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，三峽集團(tuán)還在白鶴灘工程建設(shè)中提出了“智能建造”的理念。
“借助先進(jìn)的智能分析和控制技術(shù)，可以確保在復(fù)雜施工環(huán)境和不斷變動(dòng)的人的活動(dòng)影響下，整個(gè)建造活動(dòng)處于持續(xù)穩(wěn)定可靠狀態(tài)，有利于消除各種不確定因素，還能實(shí)時(shí)分析現(xiàn)場(chǎng)情況、預(yù)測(cè)變化趨勢(shì)，進(jìn)而采取相應(yīng)措施進(jìn)行調(diào)控。”樊啟祥告訴《瞭望》新聞周刊，通過(guò)將“智能建造”貫穿整個(gè)工程的全生命建設(shè)周期，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工程建造過(guò)程的全方位把控，從而保證了工程建設(shè)的安全、優(yōu)質(zhì)、高效。
“海外三峽”快步走
在幾內(nèi)亞央行于2015年發(fā)行的新版2萬(wàn)面額的幾內(nèi)亞法郎上，其背景圖案是被譽(yù)為該國(guó)“三峽工程”的卡雷塔水利樞紐工程效果圖，該工程由中國(guó)三峽集團(tuán)承建。
卡雷塔水利樞紐工程并不是一個(gè)孤例。從東南亞若水電站，到南美辛克雷水電站，再到南亞卡洛特水電站……中國(guó)水電企業(yè)在世界各地成功建設(shè)了一批具有重要影響和標(biāo)志性意義的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，改善了當(dāng)?shù)啬茉垂┙o，促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。
在受訪專家看來(lái)，作為全球水電第一大國(guó)和水電技術(shù)實(shí)力最強(qiáng)的國(guó)家，中國(guó)水電已經(jīng)形成了包括規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、裝備制造、輸變電等在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈整合能力。在中國(guó)企業(yè)積極“走出去”的背景下，具有絕對(duì)領(lǐng)先技術(shù)和充足建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的中國(guó)水電企業(yè)快速在全球水電開(kāi)發(fā)中崛起實(shí)屬意料之中。
值得注意的是，伴隨能源綠色化的呼聲日漸高漲，清潔可再生的水電正得到越來(lái)越廣泛的認(rèn)可。據(jù)世界能源理事會(huì)預(yù)測(cè)，按照最高情景，全球水電市場(chǎng)將在2050年達(dá)到2161GW，占全球電力裝機(jī)容量的16%；即使在稍低的情景下，水電裝機(jī)也能達(dá)到1575GW，占全球裝機(jī)容量的11%。
這無(wú)疑為中國(guó)水電“走出去”提供了一個(gè)良好契機(jī)。以一系列標(biāo)志性工程為主，中國(guó)水電像高鐵一樣，已經(jīng)在海內(nèi)外成為“中國(guó)制造”的一張靚麗名片，海外業(yè)務(wù)日益成為中國(guó)水電企業(yè)的重要發(fā)力點(diǎn)。
截至2016年11月底，僅三峽集團(tuán)的海外業(yè)務(wù)就已遍布40多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，在建工程承包和EPC（設(shè)計(jì)采購(gòu)施工）總承包項(xiàng)目80多個(gè)，海外項(xiàng)目總投資超過(guò)170億美元，海外總裝機(jī)已超過(guò)1300萬(wàn)千瓦。
國(guó)際水電協(xié)會(huì)主席肯·亞當(dāng)斯此前就直言，中國(guó)正逐漸成為世界上的水電超級(jí)大國(guó)。
