如何在软岩区建设抽水蓄能电站？

不久前，我国西南地区首座百万千瓦级大型抽水蓄能电站——国网新源重庆蟠龙抽水蓄能电站全面投产发电。该电站安装4台单机容量30万千瓦的可逆式水泵水轮发电机组，总装机容量120万千瓦，设计年发电量20.04亿千瓦时，年抽水电量26.72亿千瓦时，以一回500千伏线路接入重庆电网。该电站全部投运后，每年可节约标准煤15.23万吨，减少二氧化碳排放39.87万吨，对保障西南电网安全稳定运行、促进清洁能源消纳具有重要意义。

蟠龙抽水蓄能电站于2015年9月开工建设，历时近9年全部完工，实现了在我国软岩区建设大型抽水蓄能电站的重大突破。在软岩区建设抽水蓄能电站有多难？建设者是如何克服这些难题的？

山体脆弱气候潮湿

蟠龙抽水蓄能电站建设难度极大

蟠龙抽水蓄能电站位于重庆市綦江区中峰镇境内，地处四川盆地东南边缘。当地地质条件复杂，泥质粉砂岩、粉砂质泥岩多，且岩层为水平结构。整体岩石强度低，遇水易软化，开挖裸露后易风化崩解。

重庆属亚热带季风性湿润气候，空气湿润、降水丰沛，大部分地区年降水量在1000毫米至1350毫米间。同时，重庆受到位于盆地、三面环山的地形环境影响，一年近三分之一的时间被雾气笼罩。潮湿的气候环境加剧了软岩区地质条件的不稳定性。

要在如此脆弱的山体中建设一座工程开挖量大的抽水蓄能电站实为不易。国内在软岩区修建大型地下洞室群的先例不多，蟠龙抽水蓄能电站建设者可借鉴的施工建设经验极少。该电站的建设可谓是“摸着石头过河”。

锚索加固+仿真分析

为抽水蓄能电站打造“钢筋铁骨”

蟠龙抽水蓄能电站由上水库、下水库、输水系统、地下厂房和地面开关站等部分组成，主要涉及开挖部分为地下厂房与输水系统，其中开挖量最大的是地下厂房。

为提高地下厂房整体的稳固性，保证蟠龙抽水蓄能电站安全施工以及后期安全运行，建设者强化支护措施，使用1300余根长约30米的锚索，按照4.5米的间距和排距，将地下厂房的顶部及边墙、下水库进出水口高边坡、溢洪道高边坡等牢牢锚固住。在支护要求稍低的地方，建设者用3至9米长的锚杆插入岩体进行浅层支护，表面及时喷上混凝土，防止岩石裸露变形失稳。浅层锚喷支护加上深层锚索支护形成了有效的支护体系，确保地下厂房及高边坡的整体稳定性。

同时，蟠龙抽水蓄能电站建设者加强核心技术攻关，联合高校开展软岩区大型地下洞室群变形机理及施工方法研究，构建三维分析模型，模拟地下厂房洞室群施工过程，通过数据仿真与对比分析评价地下洞室群围岩稳定性，确定最佳支护时机。模型仿真工作配合施工进度，每挖完一层，模型会及时调整，以验证开挖支护设计成果能否满足相应的受力需求，及时跟进支护措施。由此，蟠龙抽水蓄能电站形成了一套在软岩区建设地下厂房的施工及支护方案，为国内在软岩区建设抽水蓄能电站提供了可借鉴的经验。

创新运用遥感遥测技术

让复杂地质条件下工程建设更精准

抽水蓄能电站的输水系统深埋在山体中，对地下施工的安全性、精准性要求极高，其中引水系统对施工精准度的要求最高。蟠龙抽水蓄能电站引水系统设置三级斜井，最长斜井长261米。因地质条件复杂，斜井施工难度很大。

蟠龙抽水蓄能电站斜井采用反井钻法施工，即先用定向钻从上往下打一个直径20多厘米的导孔用来定位，再用反井钻从下往上反拉扩孔到直径2米左右，形成导井，最后用钻爆法将导井扩挖到需要的尺寸，至此斜井开挖完成。整个施工过程中，导孔打得精准是关键。

为保证斜井施工精度，蟠龙抽水蓄能电站采用了遥感随钻测斜仪。定向钻前部安装遥感随钻测斜仪，在打导孔过程中测量钻进轨迹参数，并将参数实时上传至地面的数据处理系统。当钻进轨迹参数超过设置的警戒值时，建设者可驱动螺杆钻具来定向纠偏，并通过采取调整钻机转速、泥浆浓度和流速等措施来确保设备成功穿越各个岩层。在“遥感随钻测斜仪+定向钻+反井钻”施工工法的支撑下，该电站6条斜井的偏斜率均在1.6‰以内，优于行业标准。

在软岩区建设大型抽水蓄能电站，地质灾害防治是重中之重。为做好建设期地质灾害监测预防，蟠龙抽水蓄能电站在行业内率先应用了地质灾害卫星遥感监测预警系统。该系统包含20个北斗卫星形变监测站和13个图片视频监测站，实时监测生产生活营地、渣场、边坡、场内道路等重点区域的地质变化情况，定时自动报送各点位监测情况，形成该电站地质灾害一体化智能监测预警体系。截至目前，该系统发布边坡变形预警5次，相关隐患已及时消除。该系统为该电站地质灾害防治提供了技术支撑，提升了该电站安全管控能力。（孙红梅 周曙光 张润）

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