白鹤滩水电站300米级高拱坝抗震参数世界第一如何造就？

6月28日，在建党百年这一历史时刻到来之前，“国之重器”金沙江白鹤滩水电站首批发电机组正式并网发电，为党的百年华诞送上祝贺。

这座位于四川省凉山州宁南县和云南省昭通市巧家县间金沙江上的当今世界在建规模最大的水电站，创造了多项世界第一。其中，白鹤滩大坝在300米级高坝中，抗震参数居世界第一。

历来，大坝的抗震能力都受到广泛关注。为什么白鹤滩大坝的抗震参数，要划分在300米级高坝中？在白鹤滩水电站，来自中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司的坝工专业主管王建新，向封面新闻记者作了详细解答。

空中俯瞰白鹤滩水电站。 谢雷 摄

地震参数与所处位置有关 与大坝本身无关

宁南县、巧家县间的高山峡谷内，金沙江水奔腾而下。V字形的陡峭干热河谷中，白鹤滩大坝横亘于此。封面新闻记者从三峡集团白鹤滩工程建设部了解到，大坝工程边坡高差近700米，多项施工难度均居世界前列。

白鹤滩水电站位于鲜水河-滇东地震带东南侧。由鲜水河断裂、安宁河断裂、则木河断裂和小江断裂共同组成的川滇菱形断块东部边界的断裂，为区域最主要的发震构造。

“其实，抗震参数本身和坝是没有关系的，它更多的是与周围环境以及建坝的位置有关系。”王建新进一步解释，“哪怕没有在这个地方建坝，这儿的抗震参数也是这个样子的。”

白鹤滩水电站一角。 张勇 摄

王建新说，地质方面的专家，会根据我国地震断裂带的分布，在现场调查以后，得出地震参数。比如，汶川大地震发生在龙门山断裂地震带，如果在这个断裂地震带附近修建一座大坝，地震参数都会很高。只是建在坡上或沟里，会有细微差别。

“其实，大坝的主体位置确定以后，我们是按照大坝怎么样去适应地震参数这一思路，来进行设计。”王建新说，首先根据发电、防洪、航运等要求，大坝的高度已经确定，其雏形也随之确定。

在白鹤滩大坝的建筑方法上，主要采用了结构体形的平顺衔接、在高应力区范围采用特殊混凝土、强化坝肩抗力体的锚固等抗震措施。这些方法，基本都是水电行业中较为常规的方法。

王建新进一步解释道：“简单来说，如果地震一来，尖锐的地方就容易破坏掉，所以整个坝必须做得很平顺。再一个，就是将混凝土的强度提高。在坝肩，也就是地基，通过做锚固，来增加强度。主要就是这几招。”

王建新说，抗震的难度，更多体现在设计上。

白鹤滩水电站右岸厂房。 张禾 摄

设计方案敲定历经12年 3名院士参与其中

白鹤滩水电站抗震的真正难度，来自于它的坝高。“因为地震会放大。就比方说你手上拿了一根棍在摇，手这个位置的摆动幅度和棍子顶端的摆动幅度是不一样的。当你朝一个角度摇的时候，底下走了一米，顶上走了四五米都有可能，位移是不一样的。”王建新进一步比喻说，就像不同楼层感受到的震感是不一样的。

白鹤滩大坝为双曲拱坝，最大坝高289米，属300米级高拱坝。再下一级，则为200米级。目前，这种级别的高拱坝在全球数量较少。“也就是说，白鹤滩大坝这根棍子很长，抗震的难度也在这儿。”

在王建新所在设计团队看来，首先就是根据周围的地质环境，从设计上将大坝可能受到的地震影响封闭掉，以此来提高大坝抵御震动的能力。“施工只要能满足设计要求，就能达到抗震的目标。”

而设计方案的最终出炉，前后共经历了12年之久。早在2004年，相关的工作就已经展开。“汶川大地震后，从地震学的角度又有了新的认识。然后又对白鹤滩附近的地震参数重新进行了勘测、梳理，确定了后来更加合理的地震参数。”王建新说。

期间，王建新已经记不清到底经历了多少次勘测、设计方案修改、模拟试验……

“在抗震的模拟试验阶段，主要找了国内3家做混凝土坝抗震的权威机构。包括中国水利水电科学研究院陈厚群院士团队、清华大学张楚汉院士团队、大连理工大学林皋院士团队。”王建新说，为了建好这一“国之重器”，前后做了多次试验，来来回回调整方案。在2016年时，大坝的设计方案才最终定型。