当冬日暖阳穿破云层，金沙江上的晨雾缓缓褪去，原本若隐若现的白鹤滩大坝清晰地呈现在人们眼前。

如今，这座巨坝已成为金沙江风光的一部分，述说着雄伟工程与秀丽山水的和谐与共。而它也永远伫立在岁月的长河中，铭刻着中国水电的又一次飞跃，承载着水电人的光荣与梦想。

以步为尺 丈量不凡征途

白鹤滩水电站大坝下游面全景 摄影：赵健

关于金沙江最早的记载，可追溯至两千多年前的战国时期，彼时它被称为黑水。也有人说，它就是《山海经》中被称为绳水的江流。

当我们用今天的眼光审视它——全长3464千米，落差约5100米，成就了金沙江1.12亿千瓦的水能资源理论蕴藏量。其中攀枝花至宜宾的金沙江下游河段全长783千米，落差729米，是我国最集中、规模最大的水电能源基地，白鹤滩水电站就是金沙江下游河段上四座梯级电站的第二级。

上世纪50年代，我国就展开对金沙江水利开发的研究；1990年长江水利委员会发布的《长江流域综合利用规划简要报告》提出了金沙江梯级电站开发方案，白鹤滩这个名字就位列其中。

白鹤滩坝址既拥有得天独厚水能资源，也有着复杂严苛的一面——河谷狭窄、岸坡陡峻、地处干热大风河谷、生态环境脆弱……种种不利因素交织，在这里建设一座巨型水电站注定是一段不凡的征途。

“白鹤滩水电站综合技术难度位居世界前列，代表着当今世界在建水电站的最高水平。”三峡集团白鹤滩工程建设部（以下简称“工程建设部”）主任汪志林这样评价。

复杂条件带来的挑战，在电站可行性研究阶段就已显现。

徐建荣是华东勘测设计研究院负责白鹤滩工程设计的总工程师，从2000年开始参与白鹤滩水电站预可行性研究工作。过去的22年时间对徐建荣和设计团队来说，就是一场不断发现问题又解决问题的循环。

想要修建一座巨型水电站，需要综合评估地质条件、建坝条件和环境等因素，才能选出既适合建坝，又能够布置发电系统和泄洪建筑物的坝址。

白鹤滩坝址的选择几经波折。即便最初的坝址已经初步选定，设计团队还是发现了新的问题。

“原定的坝址边坡对左岸坝肩不利，我们在前期工作的基础上又进行了全方位的勘探，最终确定调整坝址。”这样发现问题、解决问题的过程，徐建荣和设计团队不断经历着。

2010年10月，白鹤滩水电站前期工程正式启动，三峡集团率领的水电大军，将永远改变这片古老又荒凉的山野大地。化崎岖山路为通途，就是其中最明显的变化之一。

白鹤滩水电站地处四川省凉山州宁南县和云南省昭通市巧家县交界的金沙江干流上，距离西昌市195公里，距离昆明市292公里，距离最近的巧家县城也有近45公里的路程。坝址内外交通几乎全是崎岖的盘山公路，耗时长、路况差，这样的交通条件根本无法满足施工高峰期的运输需求。

逢山开路，遇水架桥，经过先遣人员的努力，四通八达的交通路网逐渐成型。施工区内交通道路总长约76.6公里，其中包括47.1公里隧道，串联起每一个施工部位；由10座隧洞、13座桥梁组成的对外交通，将施工营地与巧家、宁南两县相连，大大缩短了人员进出和材料运输的时间。

万古沉寂的金沙江河谷，开启了灯火辉煌的建设岁月。

此志无双 难题当头的智慧和勇气

右岸进水口进水塔 摄影：赵健

2016年，白鹤滩大坝坝基开挖处理启动在即，可坝基的柱状节理玄武岩却让大家犯了难。

在左岸坝肩开挖处理时，建设者们已经和柱状节理玄武岩打过交道。这是一种开挖后会变得松散的岩石，查阅工程建造史，人类还从未在如此“脆弱”的岩石上筑起一座高坝。

坝基固结灌浆是大坝坝基处理的关键环节之一，即使是有着丰富灌浆作业经验的王克祥，起初面对柱状节理玄武岩带来的难题时，也是一筹莫展。

固结灌浆是指将水泥等浆液压送到存在裂缝的岩体中去，增加岩体的整体性，提高强度，保障工程安全。“经过现场查勘和评估，我们认为传统的坝基固结灌浆方案可能无法满足白鹤滩的地质条件和质量要求。”王克祥是白鹤滩大坝灌浆工程负责人，在灌浆专业领域有着丰富的经验，经过研究，王克祥和团队初步提出了“岩石盖重固结灌浆”的方案。

“这套方案需要在坝基上预留5米厚的柱状节理玄武岩作为保护层，坝基固结灌浆完成后再把保护层进行爆破开挖。”王克祥说。

这套方案解决了柱状节理玄武岩开挖后变松散的问题，但是却因为需要再灌浆后再挖除保护层，引起了一些反对意见。“爆破开挖会对坝基产生损伤，行业内一般会避免在灌浆后再进行爆破操作。”

那么有没有一种爆破方法，能让炸药的威力全部作用于打算挖除的保护层，又不对坝基产生影响呢？有着30多年爆破经验的工程建设部施工总监荣跃久，带领团队为白鹤滩量身定制了名为“复合消能”的爆破方案。

“我们在每一个装填炸药的炸药孔底部放置了一个圆形铁球，这样炸药爆炸产生的向下的冲击波能被铁球反射，保护下面的坝基。”复合消能爆破在实战中的效果达到预期，坝基完好无损。

白鹤滩河床坝基固结灌浆创下超过3000米/天的强度记录，保证了白鹤滩大坝坝基的坚实稳定，为白鹤滩大坝顺利开浇提供了有力保障。被实践证明了的岩石盖重固结灌浆和复合消能爆破方案，更是得到了业内院士专家团队的高度认可。

白鹤滩水电站处于深V型峡谷，两岸空间有限，因此需要开挖地下洞室，布置引水发电系统设备。而白鹤滩水电站地下洞室群规模与面临的复杂岩石力学问题都刷新了我国水电工程建设历史记录。

参与白鹤滩水电站地下厂房施工的工程师孙会想曾经向记者打过一个比方：在这里开挖地下洞室，就像在保证蛋壳不破的情况下掏空一个鸡蛋。“地下厂房里要放机组，必须保证安全性。而围岩稳定，是保证安全的关键因素。”

白鹤滩水电站地下厂房洞室群规模世界第一，结构布置复杂，埋深大，地下洞室开挖量达2500万方，开挖总里程约230千米。其中的核心区域，也就是安装机组的左右岸两个地下厂房，都能容得下一艘“辽宁舰”。

要开挖规模如此巨大的地下洞室，怎样才能最大限度降低爆破对围岩损伤和洞群稳定的影响呢？

三峡集团牵头制定了合理的立体分层和平面分区方案，优化洞室群间距、结构形式布置，提出了巨型地下洞室群开挖时空次序优化方法。通俗地讲就是：针对不同部位、不同围岩采取个性化的开挖方案和爆破设计。

此外，三峡集团还联合参建各方，在开挖过程中针对复杂地质条件和特大洞室开挖特点，按照“开挖一层、分析一层、预测一层、验收一层”的工作程序，动态优化设计和施工方案，成功实现洞室群整体稳定。

难题一个接着个破解，工程进展有序推进，世人期盼的白鹤滩大坝呼之欲出。

创新驱动 既是策源地也是练兵场

白鹤滩工程大坝首仓混凝土开浇 摄影：刘涛

2017年4月12日，白鹤滩大坝主体混凝土浇筑拉开大幕。白鹤滩将用四年多的时间，完成无缝大坝这一世界坝工建造史的奇迹。

奇迹从何而来？沿着白鹤滩创新的脉络，答案清晰浮现。

浇筑白鹤滩大坝，一共使用了803万立方米混凝土。无缝大坝的奇迹，就是从混凝土本身开始的。

水泥是混凝土最主要的组成成分，混凝土的强度也是靠水泥和水发生化学反应把骨料胶结在一起形成整体而产生的。

化学反应让混凝土有了强度，却也使得浇筑后的混凝土产生温度裂缝。“化学反应会产生大量热量，这就使得混凝土刚浇筑时温度会上升，后期又逐渐冷却。热胀冷缩使得混凝土变形，结构内部应力积累，从而造成温度裂缝的产生。”工程建设部技术部副主任周孟夏告诉记者，“越是像白鹤滩大坝这样的大体积混凝土，越容易产生温度裂缝。”

白鹤滩大坝使用了一种名为低热水泥的材料，它能有效降低混凝土的最高温度，提高混凝土抗裂安全能力。

三峡集团打造无缝大坝的设想，萌芽于上世纪90年代。当时中国长江三峡工程开发总公司（三峡集团改制前）希望通过研发一种低发热水泥来降低开裂风险，从而解决混凝土温控防裂的难题。

经过多年的研究、试用和优化，低热水泥才终于在白鹤滩迎来属于它的“主角时刻”。这就是在这样一个“对症下药”的过程中，三峡集团联合国内科研单位和生产厂商，研制出了性能更优、完全具有自主知识产权低热水泥，还实现了稳定高效工业化生产，制定了国家标准。

“白鹤滩的低热水泥混凝土各项性能优良，综合抗裂能力也很好，保证了大坝整体的抗裂安全。”周孟夏说。

优质的材料给了白鹤滩大坝坚实身体的基因，一颗聪慧的头脑，则让它深谙“保养之道”。

“2019/2/28 8:40:03 7#-005的3胚层4分区1条带覆盖间歇已超过4小时，请及时浇筑或养护。”大坝建筑期间，作业人员常常会收到这样的短信。这是白鹤滩大坝自己采集到的信息，通过智能建造信息管理平台，向施工人员实时推送现场动态。

在大坝一天天长高的同时，上万支精密的传感器也被种下，它们构成大坝的“神经网络”，感知、收集与大坝状态息息相关的数据，并反馈给智能建造信息管理平台。部分模块还能针对收集到的信息自动采取措施，确保大坝时时刻刻处于最舒适的状态。

针对白鹤滩水电站复杂的环境条件和极高的质量要求，三峡集团深入研究大坝混凝土施工及温控全过程智能控制、多维多要素耦合进度仿真、全生命周期工作性态仿真等内容，将白鹤滩大坝打造成史上最聪明的大坝。

大坝浇筑如火如荼，地下厂房的施工同样在紧张进行。地下厂房的施工情况更为复杂，支护开挖阶段的工期远远长于同类工程，中后期更是会出现混凝土施工和金结埋件施工同时进行的情况。正因如此，地下厂房各个部位、各个环节的施工都要讲求高效和安全。

引水隧洞是地下厂房的入口，白鹤滩左右两岸各有八条引水隧洞，每一条隧洞的结构都有差异。在引水隧洞施工行业，过去多采用需反复拆装的台车，完成一条隧洞的施工后，就拆掉按照另一条隧洞的情况重新安装。反复拆装不仅费时，而且安装过程中极易留下安全隐患。

既往方案不能满足需要，那就自己创造。白鹤滩引水隧洞的施工人员设计出能够根据环境变化移位和变形的台车，一辆台车可以满足多条隧洞施工条件，省去了多次拆装的时间，大大加快了引水隧洞施工效率。

据不完全统计，白鹤滩水电站工程建设中诞生了1000多项技术专利。大大小小的创新成果提高了施工效率，保障了施工质量，也将我国大型水电工程施工能力带上新台阶。

精益求精 大国重器也是艺术品

泄洪洞泄洪 摄影：赵健

防洪，是白鹤滩水电站最为显著的综合效益之一。要发挥防洪作用，就要求枢纽建筑物不仅要能挡水，还要能泄水。白鹤滩大坝坝身的孔口就是为泄放枢纽流量而布置的，但是对一个设计能够应对万年一遇洪水的巨型电站来说，仅靠大坝的孔洞来应对洪水还远远不够。

位于大坝左岸的三条泄洪洞，是对白鹤滩水电站泄洪能力的有力补充。它们构成世界最大无压泄洪洞群，发挥全部泄洪实力，仅需15分钟就能灌满一个西湖。

按照设计，奔流的洪水进入泄洪洞后最大流速能达到每秒47米。这样高速的水流对泄洪洞这样的混凝土建筑物来说，无疑是巨大的考验。

“混凝土一旦有质量缺陷，经过高速水流的冲刷之后就会发生变形甚至损坏，进而影响整个工程的质量。”王孝海是三峡集团白鹤滩工程建设部泄洪洞项目负责人，在外人眼中，他和他的团队都是不容任何质量瑕疵的“完美主义者”。

“完美主义者”们从泄洪洞浇筑第一仓混凝土开始，就采取“一仓一总结，三仓成标准，五仓出工艺工法”的模式，每一个环节要怎样操作，最后都形成了严格的规范，进而被每一位管理人员和作业人员熟知运用。

十分严苛的质量控制得到了回报，建成后的泄洪洞混凝土体型较设计控制标准提高了50%，平均不平整度小于2毫米，混凝土过水养护后能呈现出镜面效果，就像艺术品一般。

左岸地下电站主厂房全景 摄影：赵健

白鹤滩工程不缺少艺术品，也不缺少艺术家。

在地下厂房金结施工高峰期，总是不难见到跳动的焊花伴随着富有节奏感的“滋滋”声出现，不同名字、不同作用的金属结构就是在这样的氛围下，安装在它们被设定的位置。在忙碌的焊接作业背后，上演着建设者对质量的极致追求。

蜗壳是水轮机的引水部件，与引水压力钢管和尾水管相连，位于水轮机最外层，从四周包围座环，每台机组的蜗壳都是由大小不同的金属圆环拼接而成，拼装完成后形状就像蜗牛壳一般。焊接，是伴随蜗壳最久的作业工序。

“我们的蜗壳焊接得可好了，已经焊接完成的蜗壳，一次探伤合格率达到了100%。”程惠是工程建设部地厂项目部主任专业师，金结项目质量管理就是她负责的工作之一。她觉得搞工程就应该像打造艺术品。

白鹤滩许多质量标准都优于国标，但无论是何职务、是何工种，只要踏入这座“艺术殿堂”，都会对质量有着不懈的追求，交出一份又一份“比优更优”的成绩单。

蜗壳焊接的焊工们便是如此，不断重温早已烂熟于心的标准化工艺，再将其复刻到在属于他们的舞台上。

在达到高标准时还要继续努力达到更高标准，过去在大艺术家身上才能看到的偏执，也是许许多多白鹤滩建设者的品质。

大坝浇筑期间，运送混凝土到达仓面的是架设在两岸的7台缆机，它们曾是世界最大的缆机群。因为从事这7台缆机操作的工人都是女工，她们被称为白鹤滩“七仙女”。

要从高空把混凝土罐安全平稳运送到仓面，需要长时间保持高度专注，这对驾驶员要求很高。女工潘德地从事白鹤滩缆机驾驶工作三年，用她的话讲，这份工作让她练就了“坐如钟”的本领。

“坐如钟”是潘德地工作时的身影，白鹤滩建设者在各自岗位上有着不同的身影，但这些身影之下，有着同样的坚持，这些身影是白鹤滩精品工程的底色。

迎风长歌 打不倒的白鹤滩水电人

右岸地下电站主厂房全景 摄影：赵健

如果把漫长的建设工期看作是一个故事，那么在通往美好结局的路上，一定会有一些出人意料的波折，让故事更生动、更让人难忘。

第一个故事发生在2017年12月28日，一场超越行业认知的考验不期而至。

“在右岸厂房开挖期间，小桩号洞段顶拱、下游拱脚及边墙围岩变形增长缓慢。”段兴平是三峡集团白鹤滩工程建设部地下厂房项目的工程师，回想起5年前的经历，他依然记忆犹新。“就是从那一天开始到12月31日，这个部位日变形速率突然开始增大，超过了危险等级，相关部位的混凝土出现了不同程度的开裂。”他回忆道。

围岩变形继续发展一天，失稳风险就会加大一分，不尽快采取应急手段抑制变形，施工人员的安全就不能得到保证，右岸首批机组投产发电也会受到影响。所有人都清楚，这是一场与时间赛跑的考验。

“那几天，我们的监测人员24小时不离现场，最终得到了准确的变形数据。”段兴平回忆说，“三峡集团和参建单位都有很多行业专家，大家看到围岩变形的上扬曲线都很惊讶，这样的变形可以说是超出了业内认识。”

很快，一批国内岩石力学方面的专家学者被邀请来到工地，对小桩号洞段围岩稳定进行咨询。参建各方技术骨干综合分析了专家学者意见，确定了围岩破坏机理，用最短的时间拿出了一套科学的支护方案。

方案有了，下一步就是在现场精准实施。大家马不停蹄转入补强支护施工和监测数据分析的统筹工作中，24小时不间断的接力奋战。“那时候，现场用活动板房搭设了一间临时办公室，每天这间小小的屋子都会被来自各个单位的专家和施工管理人员挤得水泄不通。所有人只有一个目的，那就是第一时间协调解决施工中的问题，尽早完成小桩号变形处理。”段兴平说。

小桩号应急加固最紧张的时候，正赶上2018年春节。许多建设者都放弃回家过年的机会，锚索协作队农民工李加荣就是其中一员，春节期间正是他所在的队伍最忙碌的时候，他主动申请留在工地。“看到大家拧成一股绳，为了共同的目标努力，我也必须干好自己手中的活儿。”他说这就是自己当时的想法。

2018年7月5日，右岸厂房小桩号洞段应急加固项目施工全部完成，下游边墙和顶拱围岩变形全部收敛，围岩基本稳定。

125份现场备忘录，超过820条快速协调及决策事项，见证了189天的忙碌处急，还有忘我与奉献。

另一个让人难忘的春节发生在2020年，白鹤滩即将进入决战首批机组投产发电的关键时期。当时施工区建设者总人数11444人，其中5714人返乡过年，5730人留守工地继续施工。

为了确保春节期间施工，年前各相关工作面已经做好了生产物资储备，白鹤滩一时半会还不会陷入被迫按下暂停键的窘境，但如果后续生产物资供应不能及时跟上，势必会对工程进度造成极大的影响。

大家的担心在大年初七消解了。第一批载有水泥、粉煤灰、外加剂等大坝浇筑必需的原材料运入工地，大规模复工复产迎来了曙光。

在白鹤滩工程建设管理中心，“摆渡”工作持续进行，一天天亮到凌晨的灯光伴随着日常信息摸排，将最新的防控要求落实到每个工作面；一通通不间断的电话，串联起物资生产线和运输线，为回家过年的建设者对接出“点对点”的返工路。

白鹤滩“一手抓工程建设，一手抓疫情防控”进入首批机组投产冲刺关键期，距离“白鹤亮翅”的时刻越来越近。

迈过一道道坎，战胜一个个难题，大家坚信曙光在前。

奋勇接力 百万机组终梦圆

右岸机组内部 摄影：张勇

当白鹤滩的坐标被最终划定，水头高达200米、大落差、大流量的水能资源清晰浮现，所有人都意识到，这里将成为世界首批单机容量百万千瓦水电机组的全新舞台。有人开心地比喻，这将是登顶世界水电“珠峰”。

“只有大容量机组，才能更加适应工程条件，充分发挥工程效益，更加合理高效地利用水资源。” 三峡集团机电专业总工程师张成平说。

放眼全球，百万千瓦水电机组尚无先例，为何独独中国水电人有这般底气，敢提出白鹤滩百万千瓦机组的设想？

底气，源于我国水轮发电机制造水平和创新能力的节节攀升。

三峡工程建设之前，我国水电发电机组的设计制造水平停留在30万千瓦。无论是机组容量，还是机组本身的品质，都远远落后国际先进水平，较发达国家差距至少30年。

当时，中国长江三峡工程开发总公司（三峡集团前身）联合哈尔滨电气、东方电气等央企，开展70万千瓦机组科技攻关。经过奋起直追，国产70万千瓦机组很快在三峡右岸电站初露锋芒，具备和发达国家同台竞技的能力。

中国水电人不甘心只做行业的跟跑者和并跑者，继三峡工程建设之后，三峡集团转战金沙江，国产化机组设计制造水平不断刷新纪录。溪洛渡水电站77万千瓦机组、向家坝水电站80万千瓦机组成功投产，国产机组距离100万千瓦的梦想越来越近。

如果说白鹤滩坝址的水能条件给了百万千瓦机组“天时地利”，那么从三峡工程开始稳扎稳打的技术积累和创新突破，则是圆梦的最后一块拼图。

“研制百万千瓦级水轮发电机组，难度系数成倍放大。”三峡集团白鹤滩建设部副主任康永林表示，“这是新材料、新工艺、新设备和新技术的全面研发与应用。”

机组容量越大，对原材料性能要求就越高，对制造安装工艺水平的要求也越高。国产化机组容量提升，也为重大装备全产业链发展带来了契机。

以最常见的金属材料为例，三峡机组蜗壳当时采用的是国际上较为成熟的600兆帕强度钢材，国内厂商承担三峡右岸机组制造时需要从国外高价进口。三峡集团牵头进行科研攻关，联合兄弟单位自主创新，让三峡右岸机组用上了国产化钢材。

随后，三峡集团没有停止对更高强度钢材的研究运用。到了白鹤滩，已经用上了国产800兆帕高强钢。

“我们对800兆帕高强钢的需求很高，钢材生产厂商的制造能力、供应能力也因此得到了锻炼和提升。”康永林告诉记者。

此外，机电安装施工高峰时期，白鹤滩施工区培养了一批具备焊接800兆帕高强钢的焊接工。机电工程建设结束后，一支高素质的人才队伍将带着白鹤滩工程的经验和标准，继续在大型水电施工等领域发光发热，满足行业急缺人才的需求。

转轮是水轮发电机组的“心脏”，决定着机组能量转换效率，是机组中设计难度最大的部位。

在距离白鹤滩一千公里外的四川德阳，白鹤滩左岸机组生产厂商东方电机的研究试验中心里，摆放着20多个百万千瓦机组转轮模型。“为了制造出最适合白鹤滩的转轮，我们在短短一年多时间里研制出20多个转轮模型，每一个模型都要在东方电机的水轮机试验平台中进行真实模式和运行数据对比。”东方电机研究试验中心高级工程师刘德民博士介绍说。

经过优中选优，最终只有一个模型被选中，等比放大后成为了白鹤滩左岸机组的转轮。刘德民告诉记者，每一个模型都价值不菲，制作周期需要近一个月时间。正是通过这些模型，让他们得到了科学详实的模拟数据，为转轮顺利投入生产奠定了基础。

大轴是机组中传递扭矩的主要部件，也是转动部分的旋转中心。白鹤滩百万千瓦机组大轴重量超过100吨，分两段进行加工，最后组装到一起。就是这样一个“大家伙”，在制造过程中关键指标误差不到0.1毫米。

“三峡集团制定的精品机组标准中，要求安装误差控制在0.7毫米以内，最终我们实际误差只在0.02毫米到0.03毫米之间。”康永林认为，这样的成绩源于白鹤滩机电人对质量的不懈追求，也源于我国水电重大装备加工水平的长足进步。

2021年6月28日，白鹤滩首批百万千瓦水电机组投产发电。但是围绕着百万千瓦水电机组的创新远没有停止。

在最后一台机组——9号机组投产前夕，白鹤滩又有好消息传来。“9号机组的水轮机调速系统成功用上国产控制中枢，并完成了并网试验的考验，实现了百万千瓦机组调速系统核心控制器国产化。”三峡集团机电技术中心工程师蔡熹告诉记者。

水电站水轮机调速系统的作用是调节发电机组转速和有功，以保证电站能生产出符合电网要求的电能，直接关乎水电站机组安全稳定和经济运行。

9号机组调速系统配备的国产化可编程自动化控制器，是三峡集团海上风力发电机组一体化控制系统国产化研制项目推广示范应用，也是该项目成果在三峡集团关键核心控制装备上的“首台套”应用，迈出了保障能源系统安全的重要一步。

高峡出平湖，白鹭舞金沙；大坝江中起，绿电进万家。

如今，建设白鹤滩水电站的梦想已经全部实现，世界最大清洁能源走廊矗立在大江之上，千里金江一派人与自然和谐共生的景象。

在白鹤滩水电站全部机组投产发电的荣耀时刻，回望白鹤滩这个超越半个世纪的水电之梦，几代筑梦人的轮廓依然清晰。他们的光荣与梦想，将永远被巍巍伫立的大坝铭记。

来源: 中国长江三峡集团有限公司