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摘要：以天山勝利隧道500余m深的通風(fēng)豎井混凝土施工經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，討論了抽水蓄能電站超深豎井混凝土施工的主要特點(diǎn)和較為可行的澆筑方案。
關(guān)鍵詞：吊灌入倉(cāng)、溜管入倉(cāng)、施工支洞
一、重慶武隆銀盤抽蓄電站可研審查引發(fā)的思考
（一）可研階段銀盤抽蓄電站豎井與斜井的比較情況
在可研設(shè)計(jì)階段，銀盤抽蓄電站裝機(jī)容量為4x30萬(wàn)KW，額定水頭508m，單機(jī)額定流量68.3m3/s，多年平均發(fā)電量14.77億KWh，距高比約5.5。地下廠房采用中部偏尾部式布置，引水洞（D=6m）采用兩機(jī)一洞布置。引水洞巖性以白云巖為主，其產(chǎn)狀為30°~40°NW40°~50°，Ⅲ類和Ⅳ類圍巖占比分別為70%和30%。設(shè)計(jì)對(duì)一級(jí)豎井和兩級(jí)斜井進(jìn)行比較后的結(jié)論為：
1.一級(jí)豎井和兩級(jí)斜井對(duì)應(yīng)的水道長(zhǎng)度分別為2.844km和2.582km，前者比后者長(zhǎng)0.26km。見(jiàn)圖1。
2.一級(jí)豎井施工需要在上平段和下平段各布置一條施工支洞，混凝土入倉(cāng)由豎井頂部的卷?yè)P(yáng)機(jī)配吊罐完成。兩級(jí)斜井施工除了在上平段和下平段各布置一條施工支洞外，還需在中平段再布置一條長(zhǎng)度為1.4km的施工支洞。前者施工支洞的總長(zhǎng)度比后者短1.4km。
3.一級(jí)豎井和兩級(jí)斜井對(duì)應(yīng)的水道投資（含施工支洞）分別為3.9億元和4.7億元，前者比后者少0.8億元。
4.由于兩級(jí)斜井的洞軸線與巖層的傾向基本平行，隧洞開(kāi)挖期頂拱的穩(wěn)定問(wèn)題比較突出，經(jīng)綜合考慮施工安全和投資因素，設(shè)計(jì)推薦采用一級(jí)豎井布置方案。
圖1 引水隧洞一級(jí)豎井與兩級(jí)斜井比較圖
（二）銀盤抽蓄電站選用一級(jí)豎井存在的主要爭(zhēng)議
2024年9月下旬，在銀盤抽蓄電站可研審查期間，對(duì)一級(jí)超深豎井主要存在以下?tīng)?zhēng)議：
1.可研報(bào)告對(duì)一級(jí)超深豎井所列的臨建投資估計(jì)不足，需要細(xì)化后補(bǔ)充。
2.一級(jí)豎井和兩級(jí)斜井對(duì)應(yīng)水頭損失和電量損失略有差別，需要增補(bǔ)該方面的比較內(nèi)容。經(jīng)初步復(fù)核，對(duì)于圖1所示的一級(jí)豎井和兩級(jí)斜井，前者的水頭損失比后者大約0.51m，每年相對(duì)損失發(fā)電量約148.2萬(wàn)kWh，相對(duì)增加抽水電量約198.3萬(wàn)kWh。
3.考慮到500m級(jí)的超深豎井混凝土施工在水電行業(yè)還缺乏成熟經(jīng)驗(yàn)，下階段應(yīng)進(jìn)一步研究500m級(jí)超深豎井混凝土澆筑及鋼管安裝施工保障措施。
二、對(duì)抽水蓄能電站500級(jí)超深豎井混凝土澆筑方案的進(jìn)一步探討
（一）交通行業(yè)在超深豎井混凝土澆筑方面的經(jīng)驗(yàn)
烏（魯木齊）尉（犁）高速公路天山勝利隧道全長(zhǎng)22.1km，是目前全世界在建的最長(zhǎng)高速公路雙線隧道。隧道在地表共設(shè)4處永久通風(fēng)豎井。其中，1-1號(hào)豎井的地表高程為3421m，襯砌后直徑9.5m，深度573.5m，混凝土襯砌量6732.35m3。1-1號(hào)豎井從2020年10月開(kāi)始開(kāi)挖到2022年9月完成混凝土澆筑共歷時(shí)兩年。豎井混凝土澆筑采用吊罐入倉(cāng)配滑模的施工工藝?；炷恋豕嘤傻孛婢?yè)P(yáng)機(jī)控制。卷?yè)P(yáng)機(jī)塔架總高度27.03m，基礎(chǔ)邊長(zhǎng)17.55m，總重97.56t，見(jiàn)圖2。
圖2 天山勝利隧道1號(hào)通風(fēng)豎井地面施工布置（左）和卷?yè)P(yáng)機(jī)塔架（右）
（二）抽水蓄能電站超深豎井混凝土采用吊罐入倉(cāng)技術(shù)分析
1.抽水蓄能電站超深豎井混凝土的施工特點(diǎn)
與上述交通行業(yè)的超深通風(fēng)豎井相比，抽水蓄能電站的超深豎井混凝土施工共有3個(gè)特點(diǎn)：
（1）卷?yè)P(yáng)機(jī)的布置難度大。從圖2可以看出，起重量30t、起吊高度500余m的卷?yè)P(yáng)機(jī)占用的地下空間較大。在地下豎井頂部布置該設(shè)施需要增加較大的臨建投資。
（2）除了混凝土澆筑外，還有平行施工的鋼襯安裝、灌漿等。其施工程序遠(yuǎn)比交通行業(yè)的通風(fēng)豎井復(fù)雜。
（3）對(duì)于無(wú)鋼襯的豎井，混凝土表面的平整度控制要求比較高。
2.對(duì)抽水蓄能電站超深豎井混凝土澆筑采用吊罐入倉(cāng)方案的基本討論
（1）圖2所示的地面卷?yè)P(yáng)機(jī)塔架結(jié)構(gòu)不適合在洞內(nèi)布置,但卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝平臺(tái)以下的空間高度至少需要10m左右。布置卷?yè)P(yáng)機(jī)所需的空間可采用擴(kuò)挖形成，也可結(jié)合上平段的施工通道，再布置一條較短的爬坡式施工支洞。該施工支洞底板與豎井之間用直徑1m的垂直通道連接。供卷?yè)P(yáng)機(jī)使用的臨時(shí)空間需要在后期用混凝土回填，并進(jìn)行灌漿。
（2）在豎井頂部需設(shè)置活動(dòng)式平臺(tái)，用于安放吊罐、鋼襯等。
（3）為保證混凝土吊罐、鋼襯等在超深豎井內(nèi)安全就位，可在井壁上設(shè)置滑軌，解決調(diào)運(yùn)過(guò)程中的水平擺動(dòng)問(wèn)題。
（4）6m3吊罐的入倉(cāng)能力不宜低于5罐/h。
（三）抽水蓄能電站超深豎井混凝土澆筑的其它可行方案
對(duì)于廠房地勘平硐比廠頂高約100m左右，且地勘平硐后期需要擴(kuò)挖成通風(fēng)洞的項(xiàng)目，若豎井的地質(zhì)條件良好，不需要設(shè)置鋼襯，則混凝土澆筑可對(duì)分段溜管入倉(cāng)與吊罐入倉(cāng)兩種方式進(jìn)行方案比較。其中，分段溜管入倉(cāng)方案的施工程序是：
1.將廠房地勘平硐擴(kuò)挖成通風(fēng)洞后，再爬坡順延到豎井位置，形成豎井中下部施工支洞。
2.豎井中下部混凝土澆筑經(jīng)通風(fēng)洞順延形成的施工支洞完成水平運(yùn)輸，再用溜管入倉(cāng)。中上部混凝土則通過(guò)上平段施工支洞完成水平運(yùn)輸，再用溜管入倉(cāng)。
3.豎井灌漿結(jié)束后，完成施工支洞封堵段施工。
三、結(jié)論與展望
1.500m級(jí)超深豎井和斜井是抽水蓄能電站施工難度最大、安全風(fēng)險(xiǎn)最高的建筑物之一。前者適用于空間布置條件受限或地質(zhì)條件制約的項(xiàng)目，后者除了前者的限制條件外，可選擇的余地相對(duì)較大。
2.目前，500m級(jí)超深豎井和斜井的開(kāi)挖技術(shù)已非常成熟，300m高差左右的混凝土溜管輸送工藝也已成熟。天山勝利隧道通風(fēng)豎井混凝土襯砌采用吊罐入倉(cāng)工藝為抽水蓄能電站500級(jí)超深豎井混凝土施工提供了可借鑒的寶貴經(jīng)驗(yàn)。
3.500m級(jí)超深豎井的混凝土澆筑方案，需結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)，統(tǒng)籌施工通道、混凝土配合比、鋼襯安裝等因素，對(duì)頂部吊罐入倉(cāng)和分段溜管入倉(cāng)兩種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。目前正在開(kāi)挖期的貴陽(yáng)抽蓄、浙江松陽(yáng)抽蓄等超深豎井將為水電行業(yè)探索出更為豐富的混凝土施工經(jīng)驗(yàn)。
