抽水蓄能地下地下洞室群及斜井施工的关键技术

摘要：地下厂房犹如抽蓄电站的“心房”，是抽水蓄能项目成败的关键。以地下厂房为核心的地下洞室群是抽水蓄能电站的核心功能区，也是抽水蓄能电站建设的重点和难点。抽水蓄能电站施工向机械化、智能化、数字化转变。在排风洞施工过程中引入国内首台大直径全面深竖井掘进机（SBM），工效是人工的2倍以上。在排水洞施工过程中引入紧凑型超小转弯半径硬岩掘进机（TBM），掘进速度为常规钻爆法的4至10倍。如果将地下厂房喻为抽水蓄能电站的“心房”，使汩汩流水的能量化作千家万户的电力，那么斜井就是为“心房”提供能源的“动脉”，它负责将上水库的水输送到下水库，提供给地下厂房的机组进行发电。坚硬岩超400米级长斜井智能化施工关键技术研究，实现了斜井开挖高精度沿程控制。定向钻机施工高精度先导孔+反井钻机施工导井”的方法开挖导井。

“加快构筑尊崇自然、绿色发展的生态体系”。实现“碳达峰碳中和”，是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策，是我国生态文明建设整体布局的一部分。

中国电建2023年度科技与数字化大会中指出，中国水能资源蕴藏量为世界第一，仅我国西南地区技术可开发量就达到全国的65.5%，水电事业仍大有可为。而水电站地下洞室群的建造既关乎抽水蓄能的建设成效，也关乎到“双碳”目标的有效实现。

水电十二局作为国内抽蓄行业“领先者”，在地下工程建设领域形成了一整套施工技术和经验。

抽蓄“心房” 全面打响品牌

地下厂房犹如抽蓄电站的“心房”，是抽水蓄能项目成败的关键。以地下厂房为核心的地下洞室群是抽水蓄能电站的核心功能区，也是抽水蓄能电站建设的重点和难点。

浙江桐柏抽水蓄能电站工程是国家重点建设工程，也是水电十二局承建的首座抽水蓄能电站。该电站的地下厂房开挖施工做到了“一次成型、少装修”，质量堪跃世界一流。桐柏抽水蓄能电站地下厂房成为水电十二局的首座抽蓄丰碑工程，从此填补了在大型地下洞室群的施工空白。

云程发轫，培风图南。继桐柏抽蓄之后，公司在抽水蓄能电站领域一路奋楫笃行。

宁海抽水蓄能电站地下隧洞开挖总里程31.5公里，108条隧洞千折百回，分布在大坝两侧。水电十二局以科技引领生产，不断推动抽水蓄能电站施工向机械化、智能化、数字化转变。在排风洞施工过程中引入国内首台大直径全面深竖井掘进机（SBM），工效是人工的2倍以上。在排水洞施工过程中引入紧凑型超小转弯半径硬岩掘进机（TBM），280天完成2841米地下厂房排水洞的施工，掘进速度为常规钻爆法的4至10倍，创造了国内同类项目施工日、月安全快速掘进新纪录。在岩壁吊车梁开挖过程中，受到国家可再生能源发电工程质量监督站专家的高度评价，称赞其为“开挖质量一流的岩台之一”。

建设清洁能源，点亮绿色未来。水电十二局在抽水蓄能领域深耕20余年，从地下厂房建设的白手起家者逐渐成为行业领域内的引领者。

山体之下，别有洞天。水电十二局一座又一座“地下宫殿”的建造，印证了建筑不只在大地之上，在绵延的丛林与群山中，也在大地之下，收起锋芒，深藏风骨，如同“心房”，为整个电站输送“血液”。

斜井之最  保持领先优势

如果将地下厂房喻为抽水蓄能电站的“心房”，使汩汩流水的能量化作千家万户的电力，那么斜井就是为“心房”提供能源的“动脉”，它负责将上水库的水输送到下水库，提供给地下厂房的机组进行发电。

从长龙山抽水蓄能电站的当时国内最长引水斜井，到天台抽水蓄能电站的目前国内最长引水斜井，水电十二局依托工程开展核心技术攻关，不断提升抽蓄斜井建设水平，拥有了各类先进施工技术和施工工艺，在成型质量和施工进度上都屡创新高度。

在湖南黑麋峰抽水蓄能电站无施工支洞的国内最长引水斜井施工中，水电十二局自主研制开挖、衬砌滑模、灌浆三大台车系统装置，创新应用一系列先进技术，创造了地下厂房快速施工、无施工支洞长斜井开挖施工、斜井安全施工等六项“中国企业新纪录”，被誉为“金牌工程”。  

“绿水青山就是金山银山”，长龙山抽水蓄能电站位于“两山理论”的发源地浙江安吉。电站建设难度达到世界领先水平，承载多项“世界之最”和“国内首次”，是当之无愧的国之重器。其中400米长斜井为当时国内在建最长斜井，倾角大、距离长、高差大，而且穿越岩脉断层，施工环境相当复杂。

水电十二局科研团队在长龙山抽水蓄能电站斜井施工过程中，主持开展坚硬岩超400米级长斜井智能化施工关键技术研究，取得多项专利和工法，实现了斜井开挖高精度沿程控制。同时，对湖南黑麋峰抽水蓄能电站、陕西黄金峡水利枢纽等40余个工程的实测资料进行总结研究，独创性地解决了当观测方向垂直角超过±3°时没有规范量化的问题。该科技成果经行业专家鉴定达到“国际先进”水平，并在周宁抽水蓄能电站、宁海抽水蓄能电站等多项国家重点性工程得到成功应用。

天台抽水蓄能电站1#引水下斜井全长483.4米，为国内最长斜井，井斜58°，属大倾角长斜井，建设难度位于国内前列。在建设过程中，水电十二局充分发挥拳头品牌优势，不断加大资源投入，采用“定向钻机施工高精度先导孔+反井钻机施工导井”的方法开挖导井，确保了引水下斜井导井施工任务圆满完成。

从云端起笔，于山脉深处挥毫泼墨，剑指地下，一路突破，水电十二局以精益求精的工匠精神绘就了属于能源电力的大写意施工史诗。

追求卓越  铸就抽蓄丰碑

风起青萍末，浪成微澜间。面对地下洞室施工过程中的重重阻碍，水电十二局建设团队以科技为利刃，应对山体深处的难题，在地下建设领域一路摸爬滚打，将抽水蓄能施工打造成为两大“拳头”品牌之一。

建精品工程，树百年丰碑。水电十二局承建的桐柏抽水蓄能电站荣获“国家优质工程奖”“国家优质工程奖设立三十周年精品工程”“中国电力优质工程”等多项重量级荣誉，并受到中国工程院和国际水工专家组成的世界银行特别咨询团的高度赞誉：十二局不仅面板堆石坝施工技术领先，抽水蓄能电站施工技术同样独树一帜。

大鹏一日同风起，扶摇直上九万里。水电十二局“地下之弦”的建设一路高歌猛进，行稳致远，实现高质量发展。承建的湖南黑麋峰抽水蓄能电站工程荣获2011年“中国建设工程鲁班奖”；承建的福建仙游抽水蓄能电站2015年摘得全国工程建设质量最高奖“国家优质工程金质奖”，是我国首个获此殊荣的抽水蓄能电站工程；承建的福建周宁抽水蓄能电站压力钢管焊接工程荣获我国工程建设焊接最高质量荣誉——2023年度优秀焊接工程一等奖。

奋斗的脚步一步步迈进，一座座丰碑拔地而起。迈向“十四五”征程，水电十二局将继续坚持以科技创新为驱动，立足施工一线开展关键核心技术攻关，依托浙江天台、安徽桐城、浙江松阳等在建抽蓄项目，全力攻克世界额定水头最高、国内上下引水斜井最长、国内引水竖井最长等抽水蓄能电站建设方面各类技术难题。同时，全面总结提炼技术成果，大力推广应用自主研发并达到国际领先或先进水平的科技成果及标准工艺工法，为提升工程施工质量提供有力保障，推动抽水蓄能电站建设水平迈上世界新高地。

天地起呼吸，自然造山海，江河几字弯，在高山峡谷间起笔，勾连起能源电力发展的梦想 。遥望未来，水电十二局将继续深耕“地下之弦”工程的设计理论和建造技术，围绕国家重大战略需求，积极投身“碳达峰、碳中和”伟大实践，以实际行动引领抽水蓄能发展方向，为构建以新能源为主体的新型电力系统，早日实现“双碳”目标做出更大贡献。

浙江桐柏抽水蓄能电站地下厂房

混湖南黑麋峰抽水蓄能电站地下厂房

福建仙游抽水蓄能电站地下厂房

周宁抽蓄电站荣获全国优秀焊接工程一等奖

本文转自：中国电建