2020年11月26日，由华东院承担全过程勘测设计的世界在建规模最大水电站——白鹤滩水电站拱坝5号、27号坝段同时率先浇筑到顶，为确保2021年首批机组发电，奠定坚实基础。白鹤滩特高拱坝的建成，标志着300米级拱坝设计理论和建设技术的综合提升，引领世界坝工技术发展。
首批坝段浇筑到顶现场照片 （摄影：张勇）
白鹤滩水电站是金沙江下游干流河段梯级开发的第二个梯级电站，电站总装机容量1600万千瓦位居全球第二，单机容量达100万千瓦位居世界第一，主要特性指标均居世界前列，是三峡工程之后中国水电的新“国家名片”。
白鹤滩拱坝高289米，坝顶弧长709米，坝顶宽度14 米，共计31个坝段，约需浇筑混凝土803万立方米，相当于24个迪拜塔的混凝土使用量。坝身设6个表孔和7个深孔，坝身最大泄量达30000立方米每秒。
作为世界上综合难度最大的高拱坝，白鹤滩拱坝设计创下多项世界纪录：
★ 300米级高拱坝抗震参数居世界第一；
★ 全球首次在300米级高拱坝全坝使用低热水泥混凝土；
★ 大坝承受总水推力达1650万吨，居世界第二；
★ 拱坝坝高289米居世界第三；
★ 枢纽最大泄洪流量达42348立方米每秒（6分钟能装满一个西湖），泄洪功率达90000兆瓦。
作为白鹤滩水电站的全过程勘测设计工程师，华东院是如何克服诸多挑战，交上一份世界领先的“成绩单”？今天，我们聚焦白鹤滩拱坝，来看看这一项项世界记录背后的技术研究与突破。
破解“世界300米级特高拱坝难题库”
面对白鹤滩水电站建设的挑战，华东院联合国内、外50余家科研机构和高等院校，开展了180余项专题科学研究和技术攻关，以丰硕的研究成果，为白鹤滩水电站建设，奠定扎实技术基础。
Q1：如何在复杂地形地质条件下，设计不对称特高拱坝？
在地形地质条件不对称的坝址，设计不对称特性最为显著的特高拱坝，是华东院人面临的巨大挑战。
华东院联合国内顶尖科研院所和高等院校，潜精研思，设计了能够较好适应不对称地形地质条件的椭圆线型双曲拱坝，通过在左岸设置混凝土垫座、河床部位利用完整性较好的角砾熔岩作为建基面、在柱状节理玄武岩出露部位设置混凝土扩大基础等多项举措，成功克服了地形地质条件的不利影响。
复杂地形地质条件下不对称特高拱坝设计
在完成勘探平洞2万余米，钻孔近3万米的基础上，对易松弛的柱状节理玄武岩作为高拱坝坝基的可行性、岩体松弛特性、坝体结构适应能力、爆破开挖技术、防松弛保护措施及灌浆处理效果等展开全面、系统的研究，形成综合处理方案，首次将柱状节理玄武岩作为高拱坝坝基。
拱坝基础开挖面貌
白鹤滩坝区为干热河谷，温差大、大风天气多，混凝土温控防裂难度大。在三峡集团的领导下，华东院与多家科研院所紧密合作，开展了高拱坝低热水泥应用关键技术研究。通过调整低热水泥矿物组成，使低热水泥混凝土具有水化热更低、放热速度更慢、收缩更小的特性。华东院提出了一套具有低热水泥混凝土特色的混凝土温控指标和温控措施，提高了拱坝混凝土的抗裂安全度。
大坝混凝土最高温度分布图
联合十余家研究单位就混凝土骨料料源，开展大量加工生产性试验、混凝土性能试验。全灰岩骨料混凝土强度高、干缩较小、综合抗裂能力强，为成就精品高拱坝提供保障。
Q3：在高烈度地震区，修建300米级高拱坝，如何做好工程抗震？
白鹤滩坝址设计地震水平加速度451gal，校核地震水平加速度534gal，在300米级高拱坝工程中位居世界第一。华东院联合国内抗震经验最丰富的科研院所及高等院校，开展高拱坝的抗震安全研究，并进行动力模型试验验证，证明白鹤滩拱坝强度和稳定能够满足大坝抗震设计要求，提出抗震措施，确保特高拱坝的抗震安全。
拱坝抗震地质力学模型试验
Q4：200亿立方米库容，拱坝总水推力达1650万吨，如何确保拱坝拱肩稳定？
华东院深入细致地查明了坝肩范围岩体质量、地质构造的产状和性状，选择雄厚山体作为坝肩，开挖揭示地质条件与前期勘探成果完全一致。采用多种设计方法研究坝肩抗滑稳定和变形稳定，最终提出科学的坝肩处理措施，这些有效措施都得到了实施。
建设中的白鹤滩水电站
Q5:窄河谷消能困难，如何实现不对称拱坝坝身超大规模泄洪消能？
坝身最大泄洪量30000 立方米每秒，泄洪功率达60000兆瓦，拱坝体形不对称，孔口布置困难。针对“高水头、窄河谷、巨泄量、不对称拱坝”的特点，深入研究论证，采取“坝身表深孔+反拱水垫塘”的坝身泄洪消能方案，应用无齿分层大差动表孔、分层多股水流深孔、坝后反拱水垫塘等多种新技术，为超大规模泄洪消能保驾护航。
坝身泄洪消能水力学模型
大坝与泄洪勘测设计团队由水工与地质专业的100余位技术骨干组成，主要负责白鹤滩大坝工程（含水垫塘和二道坝）、泄洪洞工程及主要边坡工程的设计工作。
面临诸多世界级重大技术难题，团队成员紧密合作，经过系统梳理、深入研究、实验论证、方案比选，逐个击破各项技术难题，为白鹤滩水电站的顺利建设做出重要贡献。
大坝与泄洪洞勘测设计团队成员（部分）
来源：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司