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抽水蓄能工程被譽為“皇冠上的明珠”，建設(shè)難度較常規(guī)水電更大。多年來，中國能建積極參與抽水蓄能工程建設(shè)，在科學(xué)規(guī)劃，工藝技術(shù)，環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域不斷創(chuàng)新突破，帶動技術(shù)進(jìn)步與行業(yè)發(fā)展。本刊編輯部特梳理典型項目的規(guī)劃、設(shè)計、施工全產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)驗，以饗讀者。
創(chuàng)新工藝 鑄水電精品
■本報記者 賴小風(fēng)
特約通訊員 王冠 王勤 張志華 張航航 孫志華
在抽水蓄能電站建設(shè)中，中國能建葛洲壩集團(tuán)所屬公司在發(fā)揮傳統(tǒng)水電建設(shè)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，深入探索和研究，創(chuàng)新開展了一項項新技術(shù)，新工藝。
清水混凝土工藝見匠心
距離深圳市中心20公里，是中國能建葛洲壩集團(tuán)機(jī)電公司（以下簡稱“機(jī)電公司”）承擔(dān)全部安裝任務(wù)的我國首個在城市中建設(shè)的大型抽水蓄能電站——深圳抽水蓄能電站（以下簡稱“深蓄電站”）。它的四周環(huán)繞著密集的工業(yè)區(qū)和居民區(qū)，又面臨大體積地下洞室爆破施工、高難度斜豎井開挖襯砌、多部位高空作業(yè)等多項艱巨任務(wù)，特殊的地理位置決定了深蓄電站建設(shè)相對其他同類電站技術(shù)難度更大，質(zhì)量要求更高。
“清水混凝土施工你們行嗎？”項目開工伊始，業(yè)主毫不客氣提出質(zhì)疑。機(jī)電公司以機(jī)電安裝“打天下”，一貫把工程技術(shù)、質(zhì)量視如生命的項目部全體員工迎難而上。
“清水混凝土施工工藝要求之高，確實超乎了大家的想象。”葛洲壩機(jī)電公司副總工程師、深蓄項目部總工程師曾建洲表示。
為保證混凝土外觀成型質(zhì)量，對清水混凝土施工部位的墻體、立柱、機(jī)墩、風(fēng)罩等全部采用了定制的定型模板，并且在定制模板時充分考慮了模板的變形問題，增加了模板強(qiáng)度。針對清水混凝土施工進(jìn)行了相應(yīng)的生產(chǎn)性工藝試驗，對混凝土的振搗時間、復(fù)振的時間間隔和振搗時間等進(jìn)行了試驗和優(yōu)化。在人員方面，組織了集中培訓(xùn)，開展技術(shù)交底，讓所有施工人員了解工程情況、施工程序及施工工藝和施工技術(shù)要求，確?；炷潦┕べ|(zhì)量，創(chuàng)精品工程。
不僅如此，在清水混凝土施工過程中的各個細(xì)節(jié)工作更是精益求精?；炷翝仓^程中至少有1名專業(yè)技術(shù)質(zhì)檢人員全程跟倉作業(yè)，確保擬定的工藝措施能夠落實到位。如今，主廠房主體清水混凝土全部完工后，整體風(fēng)格形成返璞歸真的“高級灰”，引來了不少同行參觀和學(xué)習(xí)。
山巔之上設(shè)計“通風(fēng)模式”
河南省南陽市南召縣馬市坪鄉(xiāng)即將誕生一個高山水庫——南陽市天池抽水蓄能電站。中國能建葛洲壩集團(tuán)正積極參與工程建設(shè)之中。
葛洲壩一公司承建的標(biāo)段基本上都是隧洞施工，施工環(huán)境極其惡劣，灰塵彌漫在每一個角落，摻雜著機(jī)械施工排出的廢氣、氡射氣及其它有害氣體，因此地下洞室通風(fēng)成了一項必須解決的難題。在兩大主要工區(qū)，復(fù)雜的工程結(jié)構(gòu)為地下通風(fēng)帶來了諸多困擾。項目部總工程師向冠霖說：“那段時間是我最頭疼的時候，按照原本施工組織設(shè)計行不通，但不解決通風(fēng)的問題就無法繼續(xù)施工。”
向冠霖帶頭研究，項目部設(shè)計出了因地制宜的“通風(fēng)模式”。前期通風(fēng)采用壓入式通風(fēng)方式，污風(fēng)沿洞壁排出洞外，來保證作業(yè)面上有新鮮風(fēng)源進(jìn)入，稀釋、排除洞室有害氣體。中期通風(fēng)利用各洞室之間在平面布置及高程差異上的特點，創(chuàng)造自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合的條件，提供良好的施工環(huán)境。末期通風(fēng)是通過地下廠房系統(tǒng)、引水及尾水系統(tǒng)基本連成一片，利用與地面連通的豎井將廢氣從洞內(nèi)排出，通過不同階段采取不同的方案，有效解決了這項難題。
伴隨著隆隆的爆破聲和機(jī)器轟鳴聲，天池抽水蓄能電站正以日新月異的面貌展現(xiàn)在世人面前。
群策群力闖斜井難關(guān)
中國能建葛洲壩集團(tuán)承建引水系統(tǒng)土建及金屬結(jié)構(gòu)安裝工程的安徽績溪抽水蓄能電站，引水系統(tǒng)三條引水洞上、下斜井共六條，設(shè)計開挖洞徑6.2米（馬蹄型），水平傾角55度，單條斜井軸線長度均超過400米，下斜井達(dá)到413.2米。斜井長度國內(nèi)罕見，施工難度大，且具有一定的危險性。
葛洲壩集團(tuán)績蓄項目部根據(jù)實際情況在斜井開挖時采用爬罐反導(dǎo)井法，但隨著導(dǎo)井開挖進(jìn)尺越來越深，井內(nèi)通風(fēng)散煙也將越來越困難，直接制約導(dǎo)井開挖施工。葛洲壩績蓄項目部抽調(diào)技術(shù)力量組建攻關(guān)隊伍，優(yōu)化設(shè)計。
葛洲壩吧績蓄項目部現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)，通過精密的計算，決定導(dǎo)井開挖時采用中部施工支洞分段、上部反井鉆機(jī)導(dǎo)孔結(jié)合下部爬罐反導(dǎo)井開挖的方式，有效擺脫施工通風(fēng)散煙難、測量放樣難的困擾，保證了施工質(zhì)量，規(guī)避了通風(fēng)難帶來的安全風(fēng)險，縮短了施工工期。
作為水利水電工程施工特級資質(zhì)的葛洲壩集團(tuán)，在工程建設(shè)方面積累了豐富的經(jīng)驗，針對大高差、陡傾角、長軸線的超長斜井洞室群施工中，攻克了斜井開挖、壓力鋼管安裝、混凝土回填等一個個施工難題，保證工程施工順利進(jìn)展的同時取得了豐碩的施工科技成果?！堕L斜井混凝土施工技術(shù)研究》成果獲得2018年中國電力建設(shè)企業(yè)協(xié)會“科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎”三等獎；《超長斜井施工關(guān)鍵技術(shù)研究》成果獲得2018年中國施工企業(yè)協(xié)會“科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎”二等獎；《長斜井開挖施工關(guān)鍵技術(shù)研究》成果獲得2016年中國葛洲壩集團(tuán)科學(xué)技術(shù)“科技進(jìn)步獎”二等獎。
山水林壩融一體
■特約通訊員 遆年
12月，在浙江湖州市安吉縣，一座世界級的抽蓄工程正在緊張施工中。
中國能建葛洲壩三峽建設(shè)公司（以下簡稱“三峽建設(shè)公司”）主要承建的長龍山抽水蓄能電站，裝機(jī)規(guī)模210萬千瓦，具有長斜井、高轉(zhuǎn)速、高額定水頭等特點。三峽建設(shè)公司在發(fā)揮建設(shè)水電站工程傳統(tǒng)優(yōu)勢的同時，認(rèn)真落實環(huán)保、水保新理念，打造山水林壩融為一體的綠色工程，將“綠水青山就是金山銀山”的理念貫徹在每一個細(xì)節(jié)。
“央企的責(zé)任是為人民謀福利，我們修建電站的目的是為了造福一方百姓。”三峽建設(shè)公司施工局局長江誼園說。
“水是生命之源”。長龍山抽水蓄能電站進(jìn)廠交通洞距離村民飲用水源——潘村水庫僅約15米。相鄰洞室及主廠房開挖期間，每日排至洞外三級沉淀池廢水約300立方米。因此三峽建設(shè)公司施工局派人24小時專職監(jiān)督沉淀池水量，并且三峽建設(shè)公司施工局采購了大型污水處理系統(tǒng)，將生產(chǎn)的廢水統(tǒng)一匯入廢水收集池，經(jīng)過多道工序，分離了廢水中的有害物質(zhì)實現(xiàn)“渣水分離”，經(jīng)過約3個月的跟蹤，當(dāng)?shù)厮２块T對河道及水庫用水進(jìn)行抽樣檢測，各項指標(biāo)均滿足要求，確實做到了污水零排放。
工程建設(shè)是一項逢山開路，遇水架橋的過程，施工過程中，對植被的破壞無法避免，但要及時地進(jìn)行植被恢復(fù)，才能減少水土破壞和環(huán)境污染。除了保證水源清潔外，三峽建設(shè)公司對水電站周圍的綠色植物進(jìn)行了恢復(fù)。
起初，三峽建設(shè)公司施工局按照傳統(tǒng)方式，在邊坡附土重新播撒草籽，但當(dāng)?shù)囟嘤晁?，一陣降雨過后將泥土和草籽沖刷的一干二凈，辛苦的工作竟成了無用功。
三峽建設(shè)公司施工局不甘心，嘗試進(jìn)行人工種植草苗的方式。雖有成效，但增加了巨大的人工成本，高邊坡施工也增加了安全風(fēng)險，不是長久之計。
為尋找一種更加方便、快捷、有效的施作方法，三峽建設(shè)公司施工局成員時常跨行關(guān)注農(nóng)林行業(yè)的相關(guān)信息，在一次網(wǎng)頁游覽中，一個有趣的網(wǎng)頁吸引了機(jī)電物資部部長明軍的注意力。受此啟發(fā)，一種新型的邊坡復(fù)綠設(shè)備應(yīng)運而生——液壓噴播機(jī)，其工作原理是將泥漿、木纖維及種子在機(jī)器內(nèi)混合，通過壓力將混合漿液噴射到土壤表面后，可在土壤表面形成一種毯狀覆蓋物，既固定了種子，防止水土流失，又可以為種子提供水分和養(yǎng)分，快速培育種子發(fā)芽生根。
“格?；▽⒃趤砟觊_滿整個山坡。在建設(shè)中保護(hù)，在保護(hù)中建設(shè)，這是我們的使命，也是我們的擔(dān)當(dāng)。”三峽建設(shè)公司施工局黨總支書記王躍輝滿懷憧憬。
二十四載論證終獲最優(yōu)方案
■特約通訊員 李錕
“從1994年開始進(jìn)行廣西抽水蓄能電站建設(shè)的論證工作，經(jīng)過20多年的論證工作，廣西抽水蓄能電站完成了選點規(guī)劃，國家能源局已批復(fù)同意廣西抽水蓄能電站規(guī)劃的第一個站址，廣西首座抽水蓄能電站進(jìn)入設(shè)計階段。”中國能建規(guī)劃設(shè)計集團(tuán)廣西院（簡稱“廣西院”）黨委書記、董事長羅廣義介紹說。
“廣西抽水蓄能電站規(guī)劃主要難點在于廣西電網(wǎng)建設(shè)抽水蓄能電站的必要性和經(jīng)濟(jì)性論證。”廣西院副總工程師韋錫堅說。
自1994年10月開始，廣西院組織100多人次對分布在廣西的抽水蓄能電站站點進(jìn)行實地考察。普查篩選出資源站點107個，從中優(yōu)選了6個規(guī)劃比選站點，前后共提出了4項《廣西電網(wǎng)建設(shè)抽水蓄能電站的必要性和經(jīng)濟(jì)性論證》報告,同時編制完成了《廣西抽水蓄能電站站點普查報告》。
“抽水蓄能電站的選點原則和思路與常規(guī)水電站不同，需要從更多方面去考慮。”廣西院副總工程師盤春軍介紹說。
廣西純抽水蓄能電站資源豐富、開發(fā)條件較好的站點多；混合式抽水蓄能電站缺乏理想的大型資源點；海水抽水蓄能電站資源少、站點規(guī)模小、開發(fā)條件一般，經(jīng)濟(jì)性相對較差。根據(jù)綜合資源條件與系統(tǒng)需求因素，廣西抽水蓄能電站選點規(guī)劃主要通過建設(shè)純抽水蓄能電站滿足未來電力系統(tǒng)對抽水蓄能電站需求。
在以往工作的基礎(chǔ)上，廣西院重新對廣西全區(qū)范圍內(nèi)的抽水蓄能電站資源點進(jìn)行普查。按照抽水蓄能電站的基本要求，初步普查出基本具備抽水蓄能建設(shè)條件的站點504個。隨后根據(jù)現(xiàn)場查勘情況及綜合分析比較，最終選擇南寧站點、武鳴站點、欽州站點、來賓站點、桂林站點、灌陽站點共6個站點作為規(guī)劃比選站。
經(jīng)過幾代廣西院設(shè)計人員的不懈努力，廣西區(qū)內(nèi)的抽水蓄能電站的選點規(guī)劃工作最終圓滿完成。
數(shù)字化賦能“蘇南明珠”
■本報記者 賴小風(fēng)
特約通訊員 張宇成
今年9月底，江蘇句容抽水蓄能電站（以下簡稱“句容抽蓄電站”）最大工程節(jié)點——上水庫大壩填筑提前4天完成，上水庫主壩土石方開挖累計完成設(shè)計量的96%。
在中國能建葛洲壩集團(tuán)承建的我國17座抽水蓄能電站中，葛洲壩二公司參與了其中8座施工建設(shè)任務(wù)，目前該公司在建的抽水蓄能電站達(dá)到3座。在抽水蓄能電站建設(shè)工程中，葛洲壩二公司以豐富的經(jīng)驗、精湛的技藝，成為深耕抽水蓄能建設(shè)領(lǐng)域的一支勁旅。該公司掌握的傾斜建基面上面板壩筑壩關(guān)鍵技術(shù)、極寒（零下45℃）地區(qū)全庫盆瀝青混凝土面板施工和表層新材料防護(hù)系列技術(shù)、復(fù)雜地質(zhì)條件下特大型地下洞室群施工關(guān)鍵技術(shù)，代表了當(dāng)今抽水蓄能建設(shè)發(fā)展的最前沿。如今他們又將一流的技術(shù)賦能句容抽蓄電站。
“為了確保這項工程的質(zhì)量和施工安全，公司投資了千萬元打造智慧工地，全程推進(jìn)數(shù)字化管理。” 葛洲壩二公司董事長、黨委書記陳立新說。
智慧工地利用BIM （建筑信息化模型）技術(shù)，充分集成前期設(shè)計與數(shù)字化成果，建立面向工程建設(shè)過程的大數(shù)據(jù)中心，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建數(shù)字化施工管理平臺，不僅實現(xiàn)了關(guān)鍵施工與工藝過程的數(shù)字化采集與監(jiān)控，還提升了對關(guān)鍵施工工藝的質(zhì)量、進(jìn)度管控水平。
移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)也體現(xiàn)在細(xì)節(jié)中，對工程參建人員、施工設(shè)備與運輸車輛等關(guān)鍵資源實現(xiàn)規(guī)范化準(zhǔn)入與動態(tài)監(jiān)控。無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，定期巡航拍攝工程現(xiàn)場，形成準(zhǔn)確直觀的地上工程進(jìn)展形象。在地下工程施工危險部位（如高壓豎井），采用無人機(jī)對高危險作業(yè)面進(jìn)行定期拍攝，形成結(jié)構(gòu)物安全的綜合管理與預(yù)警體系。
目前，句容抽水蓄能電站主體工程智慧工地系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)完成。“句容抽蓄項目為葛洲壩二公司在數(shù)字化管理、精細(xì)化管理、智能化控制上的提升提供積極、有益的實踐與探索。”句容抽蓄項目部黨總支書記、副總經(jīng)理鄧敏如說。
根據(jù)設(shè)計方案，句容抽蓄電站建成后裝機(jī)容量為135萬千瓦，該項目在抽水蓄能領(lǐng)域分別創(chuàng)下三項世界第一，分別是世界第一高的抽水蓄能電站庫盆大壩、世界第一高的瀝青混凝土面板堆石壩以及世界第一大填筑規(guī)模的抽水蓄能電站。從世界最大到“三個第一”，葛洲壩二公司用一流的技術(shù)鑄造著一流的工程，不僅打造出“水電王牌抽蓄先鋒”的金字招牌，更生動詮釋了以創(chuàng)新驅(qū)動企業(yè)發(fā)展和行業(yè)升級的價值所在。
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