中國儲能網(wǎng)訊：深秋時節(jié)，在山東膠東半島，有著“海上仙山之祖”之稱的昆崳山漫山秋色、層林盡染，省內(nèi)裝機(jī)容量最大的抽水蓄能電站——文登抽水蓄能電站，正將山水之勢化為汩汩電能，點亮千家萬戶。
首先拋出一個問題，抽水蓄能電站，難在哪里？
抽水蓄能電站是我國新型電力系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的儲能方式，具有調(diào)峰填谷雙重作用，同時為電力系統(tǒng)提供調(diào)峰、填谷、儲能、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用和新能源消納等輔助服務(wù)，對保障能源安全，促進(jìn)新能源發(fā)展，提高電力系統(tǒng)效率有著重要的意義，又被稱為超級綠色“充電寶”。
抽水蓄能電站的原理很簡單。建一個山底的水庫、一個山頂?shù)乃畮欤俪渡蠋赘八堋边B起來。電力過剩時，把下面的水抽上來——蓄能；電力緊缺時，把上面的水放掉——發(fā)電，就達(dá)到了“調(diào)峰填谷”的作用。
抽水蓄能電站的建設(shè)卻很復(fù)雜。隱于深山，有著龐大的洞室群，一般由主廠房、主變室、尾閘室以及尾水洞室、引水洞室等部分組成，洞內(nèi)豎井、支洞縱橫交錯，布置密集，偌大的洞室如同迷宮，可謂是一部“地下百科全書”。
抽水蓄能電站建設(shè)的難題之一：
挖 洞
要想挖通巨量且復(fù)雜的洞室群，絕非易事。中鐵十四局深耕抽水蓄能建設(shè)，練就了TBM、鉆爆等各類方法的“組合拳”。
“文登號”TBM騰空出世，填補(bǔ)行業(yè)空白
中鐵十四局堅持技術(shù)攻關(guān)和創(chuàng)新，將特色產(chǎn)業(yè)深度融入抽水蓄能電站建設(shè)，一批新裝備、新工藝投產(chǎn)應(yīng)用，施工品質(zhì)得到顯著提升。
文登抽水蓄能電站在昆崳山境內(nèi)歷經(jīng)7處轉(zhuǎn)彎，穿越8條斷層，橫穿深約300米的復(fù)雜地層，2300多米的巖體，大大小小近80個洞室，總長達(dá)23公里，洞室和通道的開挖、支護(hù)，是抽水蓄能電站施工最為艱難的部分。
該工程排水廊道總長度為2321米，采用傳統(tǒng)的人工鉆爆作業(yè)方法，工藝質(zhì)量不易控制，安全風(fēng)險較大，爆破震動易產(chǎn)生次生災(zāi)害。全球首臺緊湊型超小轉(zhuǎn)彎半徑硬巖掘進(jìn)機(jī)便是建設(shè)者的破題之筆。
中鐵十四局首次將TBM施工方法應(yīng)用于我國抽水蓄能電站工程建設(shè)中。
“文登號”TBM整機(jī)長37米，開挖直徑3.53米，體積是常規(guī)TBM的80%，轉(zhuǎn)彎半徑只有30米，是常規(guī)TBM的十分之一，是隧道掘進(jìn)機(jī)研制技術(shù)領(lǐng)域新的突破。因為身子靈活，整臺設(shè)備掘進(jìn)中可以進(jìn)行狹小空間的超小轉(zhuǎn)彎操作，在隧道施工中具有安全性好、掘進(jìn)效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、轉(zhuǎn)場靈活等特點。
“文登號”的應(yīng)用，填補(bǔ)了行業(yè)空白，創(chuàng)造了國內(nèi)抽水蓄能電站建設(shè)的多項紀(jì)錄，對智能化施工具有里程碑意義。近日，由中鐵十四局牽頭主編的《超小轉(zhuǎn)彎半徑隧洞掘進(jìn)機(jī)施工與質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》編制工作正式啟動，將為同領(lǐng)域施工提供技術(shù)指引。
“十八般武藝”亮相 “打洞高手”當(dāng)仁不讓
除了“文登號”助力外，深諳打洞技術(shù)的建設(shè)者發(fā)揮“十八般武藝”，在綜合分析研判電站不同洞室的組成與地勘條件后，因地制宜選用不同施工方案，創(chuàng)新生產(chǎn)工藝，驅(qū)動掘進(jìn)提速。
文登電站地下廠房長214.5米、寬26.5米、高53.5米，相當(dāng)于近20層樓的高度，為特大型斷面洞室，是文登電站的核心控制工程，其開挖具有“高邊墻，大跨度”的施工特點，施工技術(shù)復(fù)雜，組織難度大，安全風(fēng)險高。
“如果只有一個平面，就像切豆腐，橫著‘一刀’平推過去就可以了，但廠房施工更像是雕花，因為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，高程不一，需要利用預(yù)裂、光面、拉槽、梯段多種爆破形式結(jié)合的方式‘削切并行’。”該項目負(fù)責(zé)人左從兵介紹說，為確保洞室“一次成型”，最大限度減少爆破對周邊巖石的損傷，他們不斷優(yōu)化開挖工藝，采用光面爆破、預(yù)裂爆破進(jìn)行洞室開挖，還開創(chuàng)性地應(yīng)用無爆破切割技術(shù)開挖洞室邊墻，確保施工安全。
引水系統(tǒng)施工中，整個水道系統(tǒng)地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，連續(xù)穿越較大斷層，對固結(jié)灌漿及斷層開挖支護(hù)技術(shù)要求高。其中引水線上下兩條斜井坡度更是達(dá)到55度，施工難度大、安全風(fēng)險高。為確保施工順利進(jìn)行，項目部在斜井施工中采用“反井鉆+定向鉆”施工工藝，解決了因磁場等因素造成的偏差，提升了開挖施工安全系數(shù)。
“蓄”勢發(fā)力 “電”亮抽蓄品牌
從山東、河南，到新疆，再到江西、山西、甘肅，建設(shè)者的腳步從未停止。
在河南洛寧電站，引進(jìn)全球首臺改進(jìn)型超小斷面TBM，有效解決超小半徑轉(zhuǎn)彎掘進(jìn)過程存在的問題，并實現(xiàn)“機(jī)械化換人，自動化提效”。在新疆哈密電站，采用全新迭代的TBM技術(shù)兼顧超小轉(zhuǎn)彎和長距離爬坡優(yōu)勢，集成了超前探測能力，對復(fù)雜地質(zhì)進(jìn)行探測與三維成像，解決超大規(guī)模不良地質(zhì)施工難題。
在山東濰坊抽水蓄能電站，BIM技術(shù)、“云”平臺的加持，讓施工進(jìn)入智慧時代，施工內(nèi)容流水化、施工參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、可視化管理，大大提高了施工質(zhì)效。他們還建起了山東省抽蓄領(lǐng)域首家集多媒體培訓(xùn)室、現(xiàn)代化科技體驗館和室外體驗中心于一體的“全過程”安全教育培訓(xùn)基地，沉浸式開展安全體驗，實現(xiàn)安全教育“隨到隨培、隨時隨培”。
近年來，中鐵十四局進(jìn)軍抽水蓄能板塊，利用自身施工優(yōu)勢，搶抓發(fā)展機(jī)遇，深耕項目管理，加大科技創(chuàng)新，逐步打響了抽蓄“特色牌”，成為助力企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的有力支撐。
多年來，中鐵十四局憑借著砥礪深耕，先后參建了河南洛寧、山東濰坊、山西渾源、新疆哈密、江西洪屏等十余座電站項目，逐步實現(xiàn)了從前期道路、地下廠房、引水系統(tǒng)、尾水系統(tǒng)，到水庫壩體以及圍堰等土建施工領(lǐng)域的全覆蓋，進(jìn)一步拓展打通抽水蓄能全產(chǎn)業(yè)鏈，為公司綠色轉(zhuǎn)型、高質(zhì)量發(fā)展提供了板塊支撐。
在做大“基本盤”的同時，中鐵十四局探索全新產(chǎn)業(yè)合作模式，以股權(quán)合作投資拉動吉林、陜西、甘肅等抽蓄資源密集區(qū)域的多座抽水蓄能電站設(shè)計開發(fā)，不斷擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)抽水蓄能業(yè)務(wù)市場份額，持續(xù)提升抽蓄電站項目“投建營”一體化能力，爭當(dāng)抽水蓄能建設(shè)主力軍。
舵穩(wěn)當(dāng)奮楫，風(fēng)正好揚(yáng)帆。中鐵十四局將錨定抽蓄電站板塊，不斷精進(jìn)建造技術(shù)，搶抓機(jī)遇，提速提效，書寫高質(zhì)量發(fā)展新篇章，助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。（中鐵十四局）
