設計總裝機容量僅次于三峽的中國第二大水電站——金沙江白鶴灘水電站即將迎來國家核準，該電站是金沙江下游干流河段梯級開發的第二個梯級電站，也是三峽集團滾動開發金沙江的最后一站。其建成將使中國水電綜合實力再上新的臺階。
白鶴灘水電站位于云南省巧家縣大寨鎮與四川省涼山彝族自治州寧南縣六城鎮交界的白鶴灘，上游與烏東德梯級電站相接，下游尾水與溪洛渡梯級電站相連，裝機容量由規劃初的1250萬千瓦增加為1600萬千瓦，位居世界第二，是金沙江水資源下游水資源利用的重要一環。據悉，白鶴灘水電站也是金沙江下游第三座高拱壩工程，拱壩最大壩高289米。為國內壩址地形地質條件最為復雜的高拱壩工程之一，高拱壩設計建設綜合技術難度位列第一。建設這樣一座高拱壩工程，在工程建設方面有哪些難點，需要面臨哪些次生災害的防范？本報記者帶著這些疑問采訪了白鶴灘工程專家組成員，中國科學院院士、中國水利水電科學院教授級高級工程師陳祖煜。
開創柱狀節理玄武巖
高拱壩壩基世界先例
在金沙江高山峽谷的狹窄河道中，使用拱壩這種精巧結構建造大壩，能降低混凝土的使用量，有效節約投資，是一種經濟安全的建筑形式。拱壩借助拱的作用將部分水壓力傳給河谷兩岸的基巖，其受力特點決定了在水壓力作用下壩體的穩定需要利用拱端壩基基巖的反作用來支承，若抗力體中存在不利于穩定的結構面，在拱端推力作用下，可能導致壩肩巖體的滑移失穩。
白鶴灘壩址區存在峽谷地形不對稱，巖性復雜，軟弱結構面性狀差等地質狀況。“白鶴灘水電站有一個獨特的地質現象，是水電站建設中少見的，那就是玄武巖柱狀節理。”陳祖煜院士向記者介紹說。玄武巖柱狀節理是發育玄武巖中的一種原生張性破裂結構，它的形態往往呈一種不太規則的多邊形長柱體。“從形狀上看就像麥當勞的薯條一樣，開挖后則容易產生松弛、崩落等現象。”陳祖煜院士告訴記者，在國內外工程中，柱狀節理玄武巖偶有碰到，但分布位置未涉及主體建筑物，因而對其特性的研究甚少。白鶴灘是國內首個利用柱狀節理玄武巖作為壩基的高拱壩工程，首次系統和深入地開展了柱狀節理玄武巖工程特性研究，柱狀節理玄武巖松弛特性和處理措施的研究貫穿工程設計全過程。
作為曾參與白鶴灘工程論證的專家，陳祖煜院士表示玄武巖柱狀節理是白鶴灘論證的關鍵技術問題之一，經過國內專家多次論證，最終認為白鶴灘雖然存在玄武巖柱狀節理但由于其巖石堅固，且咬合緊密，仍然適合修建一座289米高的高壩建筑。
據悉，目前白鶴灘工程選擇微新柱狀節理玄武巖作為建基面，對開挖表層巖體預留保護層、預錨、強化灌漿等處理。柱狀節理玄武巖出露部位設置混凝土擴大基礎以有效降低壩趾壓應力水平，成為國內外高拱壩工程中設置擴大基礎規模最大的拱壩工程。“目前白鶴灘的壩肩已經完成開挖工作，從實際情況來看，比我們之前預估的情況要好很多，這是好事。但壩基的地質薄弱環節仍然存在，需要我們在整個建設過程中要精心施工，加強現場檢測研究，確保工程安全。” 陳祖煜院士介紹說。
建立預警系統
應對泥石流災害
金沙江下游地區深山峽谷眾多，在復雜的自然條件下，如果集中降雨，極易發生泥石流，加之工程場地狹窄，一旦發生泥石流將直接威脅工程安全和人們的生命財產安全。“白鶴灘場地的泥石流風險防范，是我關注的第二個問題。” 陳祖煜院士告訴記者。
白鶴灘水電站工程區地處高山峽谷區，溝谷深切，縱比降大，巖體卸荷較強，兩岸危巖體、危石廣布，不良地質現象發育，坡面沖溝多為泥石流溝，左岸的矮子溝、涼水溝、延吉溝、牛路溝，右岸的海子溝、大寨溝、白鶴灘溝等都發生過規模不等的泥石流。對已經查明的地質災害，根據地形地質條件和危害對象、危害程度，白鶴灘工程建設部采取了相應的治理措施，重點開展了矮子溝泥石流防治、大寨溝泥石流防治、海子溝溝水處理等項目。在移民安置上選擇了安全系數較高的地方進行安排。“雖然我們對移民做了妥善安置，在工程設計上對這些泥石流溝進行加固處理，但最重要的措施還是建立預警系統，遇到險情馬上撤離。”陳祖煜院士說。
2006年在矮子溝流域曾經發生了一起泥石流事故。這起泥石流事故的發生并不是因為工地降雨造成，而是由高出工地1000-2000米的高地暴雨導致。“所以我們在設置監測預警系統的時候，不能只關注溝口的雨量，更要對高寒濃霧地區的宏觀環境進行檢測。利用國土資源部已有的遠程監測平臺，將有利于我們及時掌握高山濃霧地區雨量信息，及時作出應對方案。” 陳祖煜院士說，只有建立起一套集風險識別、風險評估、風險處理為一體的適合水電工程泥石流災害防治的風險管理體系，才能更好地保證工程和人民財產安全。
“白鶴灘工程是我國水電建設的又一座高峰，雖然存在諸多技術難點，但經過十幾年的勘測設計、試驗研究，并總結借鑒了溪洛渡、小灣等工程的經驗，白鶴灘水電站的大量關鍵技術問題已經得到解決，沒有制約工程建設的因素。” 陳祖煜院士這樣評價白鶴灘工作的核準開工。他表示，三峽集團擁有豐富的大型水電開發與運營的建設管理經驗，在這樣一家央企的開發建設下，相信白鶴灘工程必將帶動我國巨型水電站建設水平的進一步提高，成為世界水電發展過程中里程碑式的水電工程。
（本文原載于《中國三峽工程報》于2017年8月3日出版的白鶴灘水電站主體工程全面建設特刊）