破解三大世界级核心技术难题 白鹤滩问鼎国家科技最高荣誉丨科创未来

太极

四川在线记者 曹凘源

7月8日，国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会在京召开。会上，由三峡集团牵头完成的“白鹤滩水电站巨型枢纽工程关键技术”项目荣获2025年度国家科学技术进步奖一等奖。

同一时刻的凉山深处，金沙江奔涌不息。白鹤滩水电站内，单台重达8000多吨的百万千瓦巨型水轮发电机组轰鸣运转，转轮叶片飞速旋转，一泻千里的浪涛在这里化为澎湃的电能，涌向千家万户。



白鹤滩水电站航拍。三峡集团供图

白鹤滩水电站总装机容量1600万千瓦，是当今世界技术难度最高的水电工程之一。

建设过程中，团队成功攻克了最不对称特高拱坝、最大规模地下厂房洞室群、最不对称泄洪消能这三大世界级核心技术难题，创下枢纽工程12项世界第一，实现了水电工程建设核心技术重大突破，也为行业后续重大水电开发提供了坚实的技术储备与重要工程借鉴。

左右地形不对称

如何稳稳立住水电站“脊梁”？

攻克不对称地形特高拱坝建造难题，实现300米级高坝零裂缝，是白鹤滩水电站攻克的第一项世界级核心技术难题。

拱坝就犹如水电站的“脊梁”。它像一个巨大的“鸡蛋壳”，依靠两岸山体共同承受水压力，将水电站牢牢“撑”起。

白鹤滩坝址地处金沙江干热河谷，两岸山体左缓右陡、岩性各异，河谷宽窄变化明显，坝肩地质条件极其复杂。289米高的大坝，需承受超过1650万吨水推力，设计上稍有偏差，就可能影响整个工程安全。

如何破题？建设团队首次建立了复杂地基特高拱坝整体协同设计理论。围绕坝体结构、地基、库水之间的相互作用，创新提出不对称河谷坝体体形优化方法，通过系统试验探明特殊坝基岩石的松弛变形规律，配套研发专属岩体保护与变形控制技术，稳固大坝基础根基，妥善解决了坝体受力不均的核心难题，最终形成了具有自主知识产权的300米级特高拱坝设计体系。

同时，工程还创新应用我国自主研发的低热硅酸盐水泥，并在混凝土内部设置温度传感器和循环冷却水管，将智能温控精细到0.1摄氏度，实时掌控大坝内部温度场和应力场，一举攻克了大型混凝土大坝“无坝不裂”的行业固有顽疾，实现了特高拱坝整体无裂缝的历史性突破。

这一突破，使我国首次完整掌握复杂地基特高拱坝设计核心技术，为今后300米级高坝建设提供了技术范式，也标志着我国拱坝设计整体达到世界领先水平。



白鹤滩水电站坝前水位825米。三峡集团供图

每秒数万立方米

汹涌洪水如何安全“驯服”？

除了发电，白鹤滩水电站还有另一个身份——洪水“驯兽师”。

白鹤滩水库是目前长江干流第二大水库，是长江上游防洪骨干枢纽。白鹤滩坝址天然落差巨大，洪水通过泄洪建筑物高速下泄，最大流速接近每秒47米，相当于每秒有数万立方米的水倾泻而下。如此巨大的水流能量，如果不能有效消散，将冲刷河床、危及坝基安全。

针对河谷狭窄、落差大、泄洪流量超大等极端工况，建设团队创新采用分层引流、均衡消能、动态调度核心技术：通过坝身表孔、深孔、泄洪洞协同布置，让不同泄洪建筑物之间实现水流相互配合、共同消能，从而优化整体泄洪布局，有效化解高速水流冲击、河道强力冲刷等安全风险，构建起世界领先的大流量泄洪消能体系。

此外，工程同步革新了高速水工隧洞施工工艺，建立行业领先的“镜面混凝土”质量控制标准，成功攻克超大流量高水头泄洪消能的世界级技术瓶颈，为我国乃至世界同类型工程提供了全新的技术路径。



白鹤滩水电站左岸地下电站主厂房。三峡集团供图

两岸地质条件复杂

“藏”进大山深处的机组如何保障安全？

白鹤滩水电站拥有多项“世界之最”，其中之一项便是世界最大规模地下洞室群。各类洞室总长217公里，超过成都到自贡的距离；左右岸各有一座世界最大的地下厂房“藏”于山体中，成为16台单机容量100万千瓦水轮发电机组的“安身之所”。

并非在地面，而是“藏”进大山深处，在保障机组安全运行的目标下，如何打造稳定坚固的“地下宫殿”？

复杂地质条件下，大规模地下洞室群建设一直是世界性技术难题。落脚到白鹤滩更是如此，白鹤滩水电站位于横断山脉，处于川滇地震带上，岩石层与层之间柱状节理明显、裂缝极多，更使得围岩变形与稳定难上加难；同时这里还有世界最大规模的地下洞室群，除了相互交错的交通隧洞，还有地下厂房洞、水和电的管网、通气洞、进风洞、防渗排水廊道等。

针对地下厂房洞室密集、地质复杂、围岩易变形坍塌等难题，建设团队通过全尺度试验精准探明岩体受力与变形演化规律，创新形成“保护浅层、调动深层”的围岩调控技术，搭建全方位分级安全预警管控体系，多维度管控施工及运行全过程风险，彻底攻克巨型地下洞室群围岩稳定控制难题，用4年时间造出规模庞大的“地下宫殿”，为巨型水电机组长期平稳安全运行提供坚实技术支撑。

荣获2025年度国家科学技术进步奖一等奖，并非白鹤滩技术创新的终点。据三峡集团原白鹤滩工程建设部主任汪志林介绍，白鹤滩攻关形成的特高拱坝智能温控与全坝低热水泥应用、巨型地下洞室群围岩稳定控制、高水头大流量泄洪消能等关键技术，已成功推广应用于国内外50余座大型水电水利工程，并在抽水蓄能、流域综合治理等领域实现迭代升级，持续释放科技赋能的长尾效应。

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