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原来是这样啊!——那些奇奇怪怪的小担心变成了小赞叹

(白鹤滩好奇心观察组)

  一、白鹤滩大坝vs三峡大坝:高度多一半,浇筑量少一半?

  担心:白鹤滩大坝,挡水靠得住吗?

  一眼望去,白鹤滩大坝很“高挑”。

  最高坝段289米,是三峡大坝的1.6倍;可混凝土浇筑方量803万立方米,仅为其一半左右。

  有人担心,大坝如此“轻薄”,靠得住吗?

  对于这个问题,工程师表示信心满满:这是因为,二者的挡水“策略”不同。

  大坝蓄水后,上下游的水位差构成了水推力。三峡大坝为了更好防洪,扼住长江进入中下游平原的“咽喉”,需要建在西陵峡口宽阔的江面上,靠自重产生的摩擦力与水推力“抗衡”。而白鹤滩坝址所在地河谷狭窄,就可以充分利用“靠山”啦。

  

  ▲ 白鹤滩水电站大坝3D视图(白鹤滩工程建设部供图)

  和敦厚的“钢铁直坝”三峡大坝不同,白鹤滩大坝的外形犹如“蛋壳”。俯视角度下,能看到一条凸向上游的弧线。在这种“拱”构型下,31个坝段组成“传导”队伍,将水推力层层传递,直到山体的基岩中,即所谓的“借力打力”。

  借助这种“双曲拱坝”构型,白鹤滩大坝便可以依靠稳固的山体抵挡1650万吨水推力,相当于我国的战舰总吨位约7倍。

  二、金沙江平均流量4750立方米/秒,2分钟内可为全国人民灌一杯“奶茶”

  担心:在大江上建大坝,建设者要游泳吗?

  白鹤滩大坝虽然横亘于金沙江中,但建设者完全不用学游泳。因为他们是在一片“前后有水,中间无水”的干地上作业的。

  现实中没有传送门,这段水是如何“消失”的呢?

  分三步走。

  第一步,造一个大滑梯吧。让我们将目光从河道转向两岸山体。早在建坝之前,建设者便在山体中开挖出5条导流洞,引导水流穿山向下游宣泄。这些洞有多大呢?每条有六层楼高,可供6条地铁并行,步行走完9公里长的5条洞,需要近3个小时。

  金沙江表示:这巨型滑梯,爱了!

  

  ▲ 在复杂的地下洞室群中,天蓝色管路为导流洞(白鹤滩工程建设部供图)

  第二步,让金沙江爱上滑滑梯的感觉。趁金沙江进入枯水期后,建设者立马进行“戗堤”操作。简单来说,就是将小到几厘米、大到1米多,共计17.8万立方米的石料与钢筋笼投入江中,直至材料堆叠起来,堵住河道。

  金沙江表示:看到了,是大写的“此路不通”!

  

  ▲ 上游围堰填筑 (白鹤滩工程建设部供图)

  第三步,关门,建围堰!建设者在河道上下游建起两座围堰,挡住滚滚江流。

  白鹤滩上游围堰最大高度达83米,填筑总方量达190万立方米。挡水时间长达4年,拦洪库容达4亿立方米,将我国高土石围堰的建造技术推向了高峰,下游围堰建筑总方量达60万立方米。

  最后,建设者还在大坝围堰外套了一件“雨衣”——复合土工膜作为防渗材料,让江水“无缝可钻”。

  一番“连堵带疏”的操作后,建设者还需要游泳吗?

  三、白鹤滩大坝所在干热河谷是滋养混凝“裂缝”的天然产床

  担心:白鹤滩大坝有啥“保养”秘诀?

  众所周知,大坝是由一罐罐混凝土“投喂”长大的。在混凝土硬化期间,水泥因化学反应会放出大量水化热,因为“热胀冷缩”原理,不断扩张的内部将在表面产生张力(想象吹气球的画面),充当着裂缝产生的“先天条件”。

  白鹤滩干热河谷有两处“特产”:一是高温,二是大风。二者叠加,很快带走表面水分,又为裂缝提供了优渥的“后天条件”。

  

  ▲ 智能通水系统(白鹤滩工程建设部供图)

  为了实现无缝目标,建设者从原料开始,就已经在和裂缝“斗智斗勇”了。

  白鹤滩大坝所用的低热水泥大有来头,这是我国自主研制的新型特种水泥——低热硅酸盐水泥。和普通中热水泥相比,它的绝热升温可降低5~10℃,对大体积混凝土降低温度应力非常有利。

  一个高敏感应与快速响应的施工环境也非常重要。在混凝土中,分布着成百上千根水管。别小看这些小管路,数千个传感器分布其上,24小时不间断将各处温度报告给白鹤滩“最强大脑”——智能建造系统,后者实时收集、分析着海量数据,帮助建设者掌握混凝土“秉性”,调整浇筑速度、改变通水量,最终保证混凝土温度可控。

  这些还不够。在标准化的保温工艺中,大坝要盖“保温被”以隔绝阳光直射,现场还有降温喷雾器随时待命。

  在周全的“护理”下,白鹤滩大坝表示:我们保养得好着呢!

  四、白鹤滩水电站的发电现主要靠水力推动

  担心:水是导体,那金沙江会变成一条“电河”吗?

  对于这个问题,最担心的大概是江河里的小鱼们。

  但它们游得很欢快,大家可以放心了。其实水流和电流完全没有碰面的机会,顶多是在水轮发电机组中“擦肩而过”。

  水轮发电机组动辄几十米高、数千吨重,自下而上被分割成水轮机与发电机,二者通过主轴相连。

  让我们将镜头放入潮头,开始!

  水流经百余米高的压力钢管涌入水轮机,推动转轮转动,后者通过主轴,带动上方转子转动。环绕在转子上的磁极,因此产生了旋转的磁场,与定子产生电磁感应,从而产生电流。

  电流一经产生,便开始了精彩万分的“旅行”——首先经过电厂内的升压装置,“升级”到数百甚至上千千伏,接着搭乘高压输电线路,翻山越岭、逐级降压,进入千家万户。

  水流的“旅程”则短得多,从转轮中心掉入尾水管,再回到江中,相当于坐了一趟每分钟111圈的“旋转木马”。

  单台机组每转一圈,便有150度电能随之产生,每运转1小时,就能满足一个现代3口之家400年的生活用电需求。

(文案:王璐)

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