“無壩不裂”的奇跡：白鶴灘大壩如何用“低熱水泥”筑就“無縫”傳奇

編者按：

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在金沙江的干熱河谷中，聳立著一座世界水電工程的巔峰之作——白鶴灘水電站。這座巨型工程擁有多項世界第一的技術指標：規模最大的地下廠房洞室群、首臺百萬千瓦水輪發電機組，以及一項被工程界譽為奇跡的成就——300米級特高拱壩全壩無溫度裂縫。這一成就打破了“無壩不裂”的行業魔咒，展現了中國水電建設的水平。

圖為白鶴灘水電站下游面全景

大壩作為水電站的核心建筑物，承擔著擋水重任，其質量關系著整個工程和下游人民的安全。但是，建造一座“無縫大壩”卻面臨著世界級挑戰。

在人們的印象中，用混凝土建造的各種建筑物總是堅不可摧。然而，這種看似強大的材料有一個“天生弱點”——它像石頭一樣抗壓，卻像玻璃一樣怕“拉”。當混凝土因為溫度變化而收縮變形時，產生的拉力很容易讓它開裂。

這個問題的根源，來自于混凝土中最重要的成分：水泥。

混凝土材料的強度是靠水泥和水發生化學反應，把其他原料粘接在一起形成整體。化學反應的過程中會放出大量熱量，因而混凝土剛一澆筑時溫度會上升，后期會逐漸冷卻，必然會因為熱脹冷縮產生變形。對于白鶴灘這樣高達300米的特高拱壩來說，超過800萬立方米的混凝土就像是一個巨大的“發熱體”，其內部產生的熱量如果控制不當，變形產生的巨大力量足以撕裂混凝土。

正因如此，溫度控制成為了白鶴灘建設“無縫”大壩的核心技術挑戰。在這場與混凝土裂縫的較量中，中國三峽集團的工程師們找到了一把“金鑰匙”——低熱水泥。

與傳統水泥相比，低熱水泥最大的特點就是“冷靜”。它在與水反應的初期產生的熱量更少，從源頭上降低了混凝土的“發燒”程度。這就像是給大壩的“體質”進行了一次升級改造，讓混凝土在硬化過程中溫度不會升得過高，從而大大降低了后期冷卻時產生裂縫的風險。

然而，新材料的使用并非易事。三峽集團相繼在三峽、溪洛渡、向家壩和白鶴灘、烏東德工程前期項目上進行了大量低熱水泥應用現場生產性試驗，逐步掌握了低熱水泥的“脾氣”，建立起嚴格的質量控制體系。正是這些長期的技術積累，才為白鶴灘全壩使用低熱水泥奠定了堅實基礎。

除了材料創新，工程師們還研發了一整套比較精準的溫控系統。他們根據低熱水泥的特點總結優化溫度控制的“三期九階段”理論，提出了“小溫差、慢冷卻、早保溫、長養護”的新理念。這就像是呵護一個初生的嬰兒，需要細心控制環境溫度，既不能太熱，也不能突然變冷。

圖為白鶴灘大壩澆筑施工期

大壩的智能通水系統為大壩裝上了“智能空調”，確保每一方混凝土的溫度變化都嚴格遵循預設的曲線。傳統方法需要工人定期巡查，測量混凝土溫度并調整冷卻水流量，不僅工作量大，而且響應滯后。而在白鶴灘水電站，數以千計的數字溫度計和智能閥門遍布壩體，實時監測混凝土溫度，自動調節冷卻水的流量和溫度。科研人員還通過計算機模擬，實時預測大壩在建設過程中的“健康狀況”，提前發現可能的開裂風險，并采取針對性措施。這種“未卜先知”的能力，讓溫度控制從被動應對變成了主動預防。

通過全體建設者的共同努力，白鶴灘大壩創造了令人驚嘆的紀錄：超過800萬立方米混凝土中沒有發現溫度裂縫，所有溫控指標符合率全部達到設計標準、并遠超同類工程，徹底打破了“無壩不裂”的行業魔咒。它證明，通過材料創新與智能控制的完美結合，我們的工程建設、管理技術突破到了新的階段，人類能夠征服自然規律帶來的挑戰，在崇山峻嶺間筑就工程奇跡。

作者：

中國三峽建工(集團)有限公司金沙江下游工程管理部 工程師 李將偉

審核：

中國三峽建工(集團)有限公司金沙江下游工程管理部 正高級工程師 周孟夏

中國三峽建工(集團)有限公司金沙江下游工程管理部楊鈺琳對本文亦有貢獻