8月3日上午，白鶴灘水電站項目正式進入主體工程全面建設(shè)階段。至此，由向家壩、溪洛渡、白鶴灘、烏東德四座總裝機規(guī)模達4646萬千瓦世界級巨型電站組成的金沙江下游四級水電開發(fā)將逐步成型。
作為四級水電開發(fā)中的第二個梯級，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)模為國內(nèi)外已建、在建電站之最。該項目的另一令人矚目之處在于，其使用的水電機組單機容量（100萬千瓦）也創(chuàng)世界之最。
實際上，這項每一個指標都可稱為業(yè)內(nèi)“世界級規(guī)?！钡乃姽こ蹋缭谏鲜兰o50年代就已開展規(guī)劃，計劃興建。半個多世紀后的今天，白鶴灘水電工程真正破土開工的背后，折射出中國在水電工程領(lǐng)域的長足進步，已足以應(yīng)對金沙江水電開發(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，中國在水電工程領(lǐng)域快速進步，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“無人區(qū)”
“從上個世紀我國成功修建了壩高達240米的二灘水電站以后，我國設(shè)計、施工高拱壩的能力不斷提高?！敝袊茖W(xué)院院士、清華大學(xué)水利水電工程系教授張楚漢認為，修建200米以上的高壩，需要破解包括大壩的結(jié)構(gòu)安全、水下檢測及修補加固技術(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水利建設(shè)能力之強弱。
上個世紀，前蘇聯(lián)、美國和歐洲是200米級高壩建設(shè)和發(fā)展中的佼佼者。作為“配角”的中國也就是近20年才開始真正“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，占到四分之一強。
“伴隨小灣、拉西瓦、錦屏一級、溪洛渡等水電站相繼開工，目前，我國拱壩設(shè)計研究水平已處于國際先進（部分領(lǐng)先）水平。”談及白鶴灘項目，張楚漢認為，在總結(jié)借鑒已有經(jīng)驗、技術(shù)的基礎(chǔ)上，這項重大工程的落地生根將帶動中國高拱壩建設(shè)水平進一步提高。
而在中國工程院院士、三峽集團原總工程師張超然看來，伴隨新世紀我國一批300米級特高拱壩的建設(shè)，中國已成為300米級特高拱壩技術(shù)發(fā)展的領(lǐng)軍國家。
水電工程作為一項系統(tǒng)性工程，中國在水電領(lǐng)域的進步并不僅僅體現(xiàn)在工程建設(shè)本身。作為世界第一制造大國，中國在水電機組等重大裝備制造上的強勢崛起同樣值得關(guān)注。
回首往昔，三峽電站之前，國內(nèi)廠商根本不具備制造35萬千瓦以上水電機組的能力，而70萬千瓦水電機組也只有極少數(shù)國外廠商掌握。也恰恰是從三峽工程開始，中國水電機組制造走出一條引進、吸收、再創(chuàng)新的發(fā)展之路。
自三峽工程實現(xiàn)70萬千瓦水電機組國產(chǎn)化起，中國水電重大裝備制造業(yè)跨入自主設(shè)計、制造巨型水電機組新時代。而溪洛渡、向家壩工程則標志著中國水電設(shè)備制造水平進入國際市場“第一梯隊”。
具體來看，溪洛渡安裝的18臺77萬千瓦機組中，有15臺來自東方電氣集團東方電機有限公司和哈電集團哈爾濱電機廠有限責任公司，是完全自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)機組；向家壩水電站使用的8臺80萬千瓦機組中，4臺為哈電設(shè)計制造，是當今世界上已投入運行水電站中單機容量最大的水電機組。而白鶴灘水電項目的單機容量達100萬千瓦，創(chuàng)世界之最，并且沒有外資公司參與設(shè)計制造，是國內(nèi)首個使用純國產(chǎn)機組的大型水電站。
“從三峽電站單機容量70萬千瓦到向家壩電站的單機容量80萬千瓦，再到白鶴灘單機容量100萬千瓦超大型水輪發(fā)電機組，增加的不僅是容量，更需高尖精技術(shù)作支撐。”國際大壩委員會榮譽主席、中國大壩工程學(xué)會副理事長兼秘書長賈金生感言，這足以證明中國不僅在建壩規(guī)模上領(lǐng)先世界，其裝備制造技術(shù)也已進入引領(lǐng)階段。
更確切講，中國在水電發(fā)展領(lǐng)域已進入“無人區(qū)”，完全需自己探索創(chuàng)新。300米級特高拱壩建設(shè)是世界范圍內(nèi)的新高度；而100萬千瓦機組設(shè)計制造已超出此前已有技術(shù)水平和規(guī)范，世界范圍內(nèi)沒有現(xiàn)成經(jīng)驗可借鑒。
中國式創(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目榮獲“菲迪克2016年工程項目杰出獎”。
“菲迪克獎”有全球工程咨詢行業(yè)“諾貝爾獎”之稱，溪洛渡水電站項目是同屆21個獲獎項目中唯一的水電站項目，也是繼三峽工程之后，中國水電又一次獲得全球工程咨詢行業(yè)最具權(quán)威性國際組織的認可和褒獎。
在受訪專家看來，溪洛渡水電站項目能夠在眾多全球著名項目中脫穎而出，得益于其代表了中國乃至世界水電發(fā)展的最高水平。
“無壩不裂”，這幾乎是水利工程業(yè)內(nèi)的一項定律。因為在混凝土施工中，澆筑過程非常容易產(chǎn)生“溫度裂縫”。然而，溪洛渡大壩680萬立方米的大體積混凝土硬是沒有出現(xiàn)一處開裂。
這一史無前例的壯舉，很大程度上得益于溪洛渡工程在施工過程中，實現(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、信息化精細管理模式轉(zhuǎn)變，組建了一支國內(nèi)一流的復(fù)合型工程信息化、智能化團隊。這一團隊攻克了精細爆破、數(shù)字灌漿、智能振搗和智能溫控等關(guān)鍵技術(shù)，大壩混凝土施工實現(xiàn)了全程信息化、智能化管理，使溪洛渡水電站開創(chuàng)了智能化大壩的先河。
三峽集團黨組成員、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家，出于“壩體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性考慮，拱壩壩身一般不開孔，著名的胡佛大壩就是如此”。但是，作為300米級高壩的溪洛渡大壩，是長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，溪洛渡大壩壩身開有大量孔口用于泄洪。
為在300米級高壩的肚子上“開口子”，三峽集團組織骨干力量，開展了大量模型試驗和計算分析，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)，實現(xiàn)了防洪需求。
“可以說，溪洛渡水電站代表了中國乃至世界水電的最高水平，獲得‘菲迪克獎’當之無愧?！比欢畣⑾檫€強調(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)錯動帶穩(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)鍵問題，堪稱“中國乃至世界技術(shù)難度最高的水電工程”，可以說是在溪洛渡的基礎(chǔ)上又上新難度。
對此，受訪專家認為，白鶴灘工程在如何加強壩肩抗力錨索、如何布置壩體抗震鋼筋、巨型地下洞室群開挖建設(shè)等諸多方面提出了創(chuàng)新性設(shè)計和研究。
例如，創(chuàng)新性地解決了白鶴灘水電站拱壩不對稱問題。白鶴灘工程的河谷與拱壩不對稱問題，在國內(nèi)外來看都是比較突出的。而拱壩不對稱一般會導(dǎo)致大壩受力不均勻。對此，白鶴灘工程在可研階段就進行了系統(tǒng)研究。
“從設(shè)計上通過地基處理與拱壩基座結(jié)構(gòu)設(shè)計盡量使它對稱，從計算分析上通過詳細的比較和研究，測算出不對稱性究竟對大壩有多大的影響，如何降低這種影響?！睆埑h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)先進經(jīng)驗基礎(chǔ)上，三峽集團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)境和不斷變動的人的活動影響下，整個建造活動處于持續(xù)穩(wěn)定可靠狀態(tài)，有利于消除各種不確定因素，還能實時分析現(xiàn)場情況、預(yù)測變化趨勢，進而采取相應(yīng)措施進行調(diào)控。”樊啟祥告訴《瞭望》新聞周刊，通過將“智能建造”貫穿整個工程的全生命建設(shè)周期，實現(xiàn)對整個工程建造過程的全方位把控，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2萬面額的幾內(nèi)亞法郎上，其背景圖案是被譽為該國“三峽工程”的卡雷塔水利樞紐工程效果圖，該工程由中國三峽集團承建。
卡雷塔水利樞紐工程并不是一個孤例。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志性意義的基礎(chǔ)設(shè)施項目，改善了當?shù)啬茉垂┙o，促進了當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展。
在受訪專家看來，作為全球水電第一大國和水電技術(shù)實力最強的國家，中國水電已經(jīng)形成了包括規(guī)劃、設(shè)計、施工、裝備制造、輸變電等在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈整合能力。在中國企業(yè)積極“走出去”的背景下，具有絕對領(lǐng)先技術(shù)和充足建設(shè)經(jīng)驗的中國水電企業(yè)快速在全球水電開發(fā)中崛起實屬意料之中。
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越廣泛的認可。據(jù)世界能源理事會預(yù)測，按照最高情景，全球水電市場將在2050年達到2161GW，占全球電力裝機容量的16%；即使在稍低的情景下，水電裝機也能達到1575GW，占全球裝機容量的11%。
這無疑為中國水電“走出去”提供了一個良好契機。以一系列標志性工程為主，中國水電像高鐵一樣，已經(jīng)在海內(nèi)外成為“中國制造”的一張靚麗名片，海外業(yè)務(wù)日益成為中國水電企業(yè)的重要發(fā)力點。
截至2016年11月底，僅三峽集團的海外業(yè)務(wù)就已遍布40多個國家和地區(qū)，在建工程承包和EPC（設(shè)計采購施工）總承包項目80多個，海外項目總投資超過170億美元，海外總裝機已超過1300萬千瓦。
國際水電協(xié)會主席肯·亞當斯此前就直言，中國正逐漸成為世界上的水電超級大國。
