破解三大世界級核心技術難題 白鶴灘問鼎國家科技最高榮譽 ...
白鶴灘水電站壩前水位825米。 三峽集團供圖
7月8日，國家科學技術獎勵大會、兩院院士大會、中國科協第十一次全國代表大會在京召開。會上，由三峽集團牽頭完成的“白鶴灘水電站巨型樞紐工程關鍵技術”項目榮獲2025年度國家科學技術進步獎一等獎。
同一時刻的涼山深處，金沙江奔涌不息。白鶴灘水電站內，單台重達8000多噸的百萬千瓦巨型水輪發電機組轟鳴運轉，轉輪葉片飛速旋轉，一瀉千裡的浪濤在這裡化為澎湃的電能，涌向千家萬戶。
白鶴灘水電站總裝機容量1600萬千瓦，是目前全球裝機規模第二大水電站，也是當今世界技術難度最高的水電工程之一。
建設過程中，團隊成功攻克了最不對稱特高拱壩、最大規模地下廠房洞室群、最不對稱泄洪消能這三大世界級核心技術難題，創下樞紐工程12項世界第一，實現了水電工程建設核心技術重大突破，也為行業后續重大水電開發提供了堅實的技術儲備與重要工程借鑒。
地形不對稱
如何穩穩立住水電站“脊梁”？
攻克不對稱地形特高拱壩建造難題，實現300米級高壩零裂縫，是白鶴灘水電站攻克的第一項世界級核心技術難題。
拱壩就猶如水電站的“脊梁”。它像一個巨大的“雞蛋殼”，依靠兩岸山體共同承受水壓力，將水電站牢牢“撐”起。
白鶴灘壩址地處金沙江干熱河谷，兩岸山體左緩右陡、岩性各異，河谷寬窄變化明顯，壩肩地質條件極其復雜。289米高的大壩，需承受超過1650萬噸水推力，設計上稍有偏差，就可能影響整個工程安全。
如何破題？建設團隊首次建立了復雜地基特高拱壩整體協同設計理論。圍繞壩體結構、地基、庫水之間的相互作用，創新提出不對稱河谷壩體體形優化方法，通過系統試驗探明特殊壩基岩石的鬆弛變形規律，配套研發專屬岩體保護與變形控制技術，穩固大壩基礎根基，妥善解決了壩體受力不均的核心難題，最終形成了具有自主知識產權的300米級特高拱壩設計體系。
同時，工程還創新應用我國自主研發的低熱硅酸鹽水泥，並在混凝土內部設置溫度傳感器和循環冷卻水管，將智能溫控精細到0.1攝氏度，實時掌控大壩內部溫度場和應力場，一舉攻克了大型混凝土大壩“無壩不裂”的行業固有頑疾，實現了特高拱壩整體無裂縫的歷史性突破。
這一突破，使我國首次完整掌握復雜地基特高拱壩設計核心技術，為今后300米級高壩建設提供了技術范式，也標志著我國拱壩設計整體達到世界領先水平。
每秒數萬立方米
洶涌洪水如何安全“馴服”？
除了發電，白鶴灘水電站還有另一個身份——洪水“馴獸師”。
白鶴灘水庫是目前長江干流第二大水庫，是長江上游防洪骨干樞紐。白鶴灘壩址天然落差巨大，洪水通過泄洪建筑物高速下泄，最大流速接近每秒47米，相當於每秒有數萬立方米的水傾瀉而下。如此巨大的水流能量，如果不能有效消散，將沖刷河床、危及壩基安全。
針對河谷狹窄、落差大、泄洪流量超大等極端工況，建設團隊創新採用分層引流、均衡消能、動態調度核心技術：通過壩身表孔、深孔、泄洪洞協同布置，讓不同泄洪建筑物之間實現水流相互配合、共同消能，從而優化整體泄洪布局，有效化解高速水流沖擊、河道強力沖刷等安全風險，構建起世界領先的大流量泄洪消能體系。
此外，工程同步革新了高速水工隧洞施工工藝，建立行業領先的“鏡面混凝土”質量控制標准，成功攻克超大流量高水頭泄洪消能的世界級技術瓶頸，為我國乃至世界同類型工程提供了全新的技術路徑。
兩岸地質條件復雜
“藏”進大山深處的機組如何保障安全？
白鶴灘水電站擁有多項“世界之最”，其中之一項便是世界最大規模地下洞室群。各類洞室總長217公裡，超過成都到自貢的距離﹔左右岸各有一座世界最大的地下廠房“藏”於山體中，成為16台單機容量100萬千瓦水輪發電機組的“安身之所”。
並非在地面，而是“藏”進大山深處，在保障機組安全運行的目標下，如何打造穩定堅固的“地下宮殿”？
復雜地質條件下，大規模地下洞室群建設一直是世界性技術難題。落腳到白鶴灘更是如此，白鶴灘水電站位於橫斷山脈，處於川滇地震帶上，岩石層與層之間柱狀節理明顯、裂縫極多，更使得圍岩變形與穩定難上加難﹔同時這裡還有世界最大規模的地下洞室群，除了相互交錯的交通隧洞，還有地下廠房洞、水和電的管網、通氣洞、進風洞、防滲排水廊道等。
針對地下廠房洞室密集、地質復雜、圍岩易變形坍塌等難題，建設團隊通過全尺度試驗精准探明岩體受力與變形演化規律，創新形成“保護淺層、調動深層”的圍岩調控技術，搭建全方位分級安全預警管控體系，多維度管控施工及運行全過程風險，徹底攻克巨型地下洞室群圍岩穩定控制難題，用4年時間造出規模龐大的“地下宮殿”，為巨型水電機組長期平穩安全運行提供堅實技術支撐。
榮獲2025年度國家科學技術進步獎一等獎，並非白鶴灘技術創新的終點。三峽集團原白鶴灘工程建設部主任、黨委副書記汪志林介紹，白鶴灘攻關形成的特高拱壩智能溫控與全壩低熱水泥應用、巨型地下洞室群圍岩穩定控制、高水頭大流量泄洪消能等關鍵技術，已成功推廣應用於國內外50余座大型水電水利工程，並在抽水蓄能、流域綜合治理等領域實現迭代升級，持續釋放科技賦能的長尾效應。（四川日報全媒體記者 曹凘源）
(責編：羅昱、章華維)
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