金沙江上的水电明珠
工人在叶巴滩水电站大坝处施工。新华社记者 沈伯韩 摄
叶巴滩水电站建设者在主厂房进行电气夹层备仓。蒋裕蝶 摄
2024年11月5日拍摄的叶巴滩水电站施工现场。新华社记者 沈伯韩 摄
初春的川藏交界，重峦仍裹银装。沉寂的雪域峡谷中，叶巴滩水电站施工现场一派繁忙。
叶巴滩水电站由华电金沙江上游水电开发有限公司叶巴滩分公司（以下简称“叶巴滩分公司”）开发建设，总装机容量达224万千瓦，项目所在地平均海拔3000米，是我国在建海拔最高的双曲拱坝电站，也是“西电东送”接续基地和西南水电基地建设的重大工程。
在高海拔地区修建水电站会遇到哪些挑战？建设团队又是如何攻坚克难？请随记者一同探访了解。
大坝在冬季“无缝生长”
攻克高海拔寒冷地区冬天浇筑混凝土世界性难题
叶巴滩水电站位于四川省白玉县与西藏自治区贡觉县交界处的金沙江上游，那里河谷狭窄，基岩裸露。在这样复杂多变的地质条件下，修建水电站无疑是一项充满挑战的任务，各种考验接踵而至。
坝型的选择是水电枢纽工程设计的重中之重。合适的坝型不仅能确保工程的安全性和经济性，还能优化施工和运行管理。经过对坝址条件的细致分析，碾压混凝土重力坝、面板堆石坝以及混凝土拱坝均具备在叶巴滩水电站建设的可行性，然而每种坝型都有其优势与局限。
“碾压混凝土重力坝泄洪建筑物运行灵活度和消能效果不如混凝土拱坝；面板堆石坝则岸边建筑物较多、布置难度较大，泄洪消能较困难，投资相对较大。”叶巴滩分公司工程管理部主任杜光远告诉记者，混凝土拱坝是三种坝型中结构最为复杂，设计难度最大的，但综合整体工程效益来看，却是最佳选择。
叶巴滩水电站场址区域，气候长冬无夏、春秋短暂，每年10月下旬至次年3月都是冬季，与低温对抗成了建设施工的一道“必答题”。
对抗低温的目的，是避免在混凝土大坝浇筑过程中产生温度裂缝，这些裂缝可能会削弱大坝的结构强度，进而影响大坝安全稳定运行。但控制裂缝的产生是国际性难题。
“建筑施工行业素有‘冬季低温时段不浇筑混凝土’的惯例。这是因为冬季气温低，表层混凝土中的水分容易结冰，水泥的水化反应受阻，进而影响混凝土的凝固速度和质量。同时，大体积混凝土内部水化反应持续进行，释放出大量水化热，‘冰火两重天’的里外温差，会引起混凝土产生拉应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，就会出现温度裂缝。”杜光远解释，在高海拔寒冷地区，低温环境以及双曲拱坝设计的诸多技术要求，进一步加剧了裂缝产生的风险，要实现“无缝”浇筑，必须严格控制混凝土的浇筑过程。
叶巴滩水电站场址所在地昼夜温差明显，极端气温条件下，会出现最高温度达37.1℃，最低降至零下23.5℃的气温状况。为了控制大坝混凝土温差，建设团队精心设计了三重保温措施。第一重是嵌入大坝内部的蛇形冷却水管，伴随混凝土浇筑进程，每隔约1.5米即铺设一层，用冷却水及时带出混凝土水化反应产生的热量。第二重则是大坝外部喷涂的黄色保温层，采用聚氨酯材料精制而成，如同为大坝披上了一袭保暖外套。
混凝土的浇筑就像搭积木，建设团队经过反复试验，探索出的第三重保温措施是“薄层短间歇+综合蓄热”，即冬季缩短浇筑的时间和厚度，选择气温较高的时间段进行作业，减少环境温度对混凝土性能的影响。完成浇筑后，立即在仓面及横缝面铺设保温被，将混凝土包裹得严严实实，降低环境低温对其产生的影响。
三重保温措施是建设团队交出的对抗低温的“答卷”，但要确保大坝“无缝”，还需要科技手段助力。杜光远介绍，叶巴滩水电站大坝布设的智能温控系统，能够实时、精确地监测大坝内部的温度变化，通过智能调节冷却水流速实现混凝土内部温度始终处于设计允许范围。
“剥洋葱”建设埋深480米引水发电系统
为高地应力和大型复杂结构面综合作用下的洞室开挖提供了借鉴
叶巴滩水电站主体工程由拦河拱坝、泄洪消能设施和引水发电系统三大部分构成。在施工现场，拦河拱坝犹如一顶镶嵌在金沙江高陡峡谷之间的“皇冠”，“皇冠”上连排的孔洞泄洪消能设施，初具雏形。可唯独不见引水发电系统的踪迹。
原来，它被“藏”到了地下。
在距离地面480米处，是叶巴滩水电站的地下厂房，引水发电系统就在这里。“厂房高67米、宽近30米、长256米，是国内在建水电工程中埋深最深的地下厂房。”杜光远告诉记者，之所以将其“藏”到地下，是因为场址区域周围没有建造地面厂房的适宜条件，“只能向下找空间，为引水发电系统创造一个安全稳定的工作环境。”
但这谈何容易。在寻找合适的地下空间过程中，建设团队为了避开地表分布的破碎卸荷岩体，不断向地下探寻。然而随着深度的加大，地层岩石受到上方岩体的重力作用和临近岩体、断层构造影响越大，岩体结构变得愈发脆弱，容易出现剥落、岩爆、劈裂破坏、局部塌方等施工风险。
“地下480米地质条件相对较好，但并不理想。厂房从上到下分为十层，最深处地应力高达37.57兆帕，相当于置身于海底3700米以下的极端水压之中。同时，周围岩体受多条断层切割，结构破碎软弱。”杜光远介绍，在这种复杂地质条件下进行厂房建设，其难度极大。
为此，建设团队最终确定的开挖策略就像剥洋葱一般。不同于一般山体开挖，叶巴滩水电站地下厂房的施工是分层分区域进行的，开挖一层、分析一层、预测一层、验收一层。待一层开挖作业结束后再进行下一层施工，而每个区域收工前的最后一个环节，就是接受三维激光扫描设备的检验。
据了解，三维激光扫描设备的作用就像是为山体做“CT检查”，确认每一层施工结束后是否出现位移或发生形变，同时预测下一层是否存在断层、裂隙等地质薄弱区域，再将预应力锚杆、锚索等装备有针对性地打入山体进行支护，以确保周围岩体变形量处于可控状态，维持开挖区域稳定。此外，建设团队还可以通过埋设在山体内部的微震监测设备，发现岩体内部出现的微小裂变或变形，及时采取加固措施。
经过数月的精心“雕琢”，叶巴滩水电站的地下厂房开挖建设告一段落。
“叶巴滩水电站地下厂房的成功开挖，为后续类似项目尤其是处于高地应力和大型复杂结构面综合作用下的洞室开挖，提供了宝贵借鉴。”杜光远说。今年1月1日，随着地下厂房内首台机组定子顺利吊装成功，叶巴滩水电站进入机电安装的冲刺阶段，预计今年12月实现首批机组投产发电，明年全部机组投产发电。建成投产后，年平均发电量可达102.05亿千瓦时，每年可节约标煤399万吨，减少二氧化碳排放737万吨。
补偿措施多管齐下
工程建设与生态保护同步推进
在保护中发展，在发展中保护。“尽量减少对生态环境的影响”不仅烙印在每一位建设者的意识里，也体现在设计和建造的方方面面。
滚滚奔腾的金沙江拥有丰富的鱼类资源，其中包括多种珍稀特有鱼类。为减少工程建设对水生生物的影响，保护鱼类的繁衍，“各类水生生态保护措施应上尽上”。
增殖放流是保护流域水生生态的重要举措。叶巴滩水电站在国内水电站中率先实现截流前建成投运鱼类增殖站，截流当年成功实施鱼类繁殖和放流，通过建设鱼类增殖站，繁育本地鱼类品种，恢复或增加种群数量、改善生物群落结构。截至目前，已成功繁育四川裂腹鱼、软刺裸裂尻鱼等7种金沙江上游特有珍稀鱼类，自2019年首次试验性放流以来，已累计放流6次，共计130余万尾。
记者注意到，叶巴滩水电站对鱼类及水生生物的保护细致入微：
为维持河流系统连通性，专门设置了升鱼机，让鱼儿乘“专梯”洄游产卵，保证鱼类种群基因交流；
担心水库水温及下泄水温变化将对下游水生生态环境及鱼类造成影响，杜光远说：“我们将闸门设计成叠梁门，根据季节变化取用不同深度的水，以平衡水库蓄水后上下游水温差，为水生生物提供适宜的生存环境。”
生态优先、绿色发展。记者了解到，叶巴滩水电站在建设过程中，严格控制施工扰动范围，还同步开展植被恢复工作，进一步增加绿化覆盖率，防治水土流失。（本报记者 陈瑶）