|
白鹤滩水电站。 新华社记者 胡超 摄
白鹤滩水电站左岸地下厂房。 四川日报全媒体记者 何海洋 摄 世界最大规模地下洞室群 规模有多大 ●大大小小的洞室总长度达217公里 ●包括交通隧洞、地下厂房洞、水电管网、通气洞、进风洞、防渗排水廊道等 建设有多难 ●地下厂房开挖面临高边墙围岩变形与稳定问题，是一项世界性难题 ●白鹤滩水电站地处横断山脉之中，又在川滇地震带上，岩石层与层之间裂缝极多，难上加难 ●建设者们耗费近4万吨炸药，开凿世界最长的工程隧洞 ●洞室的开挖量达2500万立方米，足以填满1万个国际标准游泳池 最大的“洞” ●左右两岸“主殿”——目前世界最大的地下厂房，分别位于两岸山体内，是16台单机容量100万千瓦水轮发电机组的“家” ●为了装下这16台机组，需要在左右两岸山体里各掏出长400余米、宽34米、高88.7米地下空间，相当于在每侧山体中各装进一艘航空母舰 近日，白鹤滩水电站左岸机组全部投产发电，这也标志着这个世界在建规模最大、技术难度最高的水电工程距全部机组投产发电目标更近一步。 白鹤滩水电站创造了很多“世界之最”，其中一项是世界最大规模的地下洞室群。大大小小的洞室总长度达217公里，左右两岸山体内的“主殿”——目前世界最大的地下厂房，是16台单机容量100万千瓦水轮发电机组的“家”。 世界级规模，对应世界级建设难度。建设者们耗费近4万吨炸药，开凿世界最长的工程隧洞；首次在松散的玄武岩上拦河筑坝，像在蛋糕上雕刻城堡；土石方开挖量巨大，如果将其折算成1立方米的混凝土墙，其总长度足以绕地球两圈。 规模如此庞大的“地下宫殿”，近万名建设者仅用时4年就建造完成。他们是如何做到的？近日，记者深入白鹤滩水电站施工一线，探索建设背后的故事。 庞大的洞 两个地下厂房洞，分布在两岸山体里 想要去“地下宫殿”一探究竟，首先要穿过一条长达3800多米的隧洞，像这样大大小小的交通隧洞，在白鹤滩的山体里有160多条。 世界最大规模的地下洞室群，除了纵横交错的交通隧洞，还有地下厂房洞、水电管网、通气洞、进风洞、防渗排水廊道等，洞室开挖量达2500万立方米，足以填满1万个国际标准游泳池。其中，最庞大的“洞”，要数两个地下厂房洞，对称分布在左右两岸的山体里。 白鹤滩水电站总装机容量1600万千瓦，需依靠16台百万千瓦机组来发电。白鹤滩工程建设部地下厂房项目部副主任段兴平告诉记者，为了装下这16台机组，需要在左右两岸各掏出长400余米、宽34米、高88.7米的地下空间，相当于在每侧山体中各装进一艘航空母舰。 走进右岸地下厂房，巨大的拱形洞室呈现在眼前。这里就是8台发电机组的安身之处，有2个足球场大，约30层楼高。 白鹤滩工程建设部党委书记何炜介绍，地下厂房开挖面临高边墙围岩变形与稳定问题，是一项世界性难题。而白鹤滩水电站地处横断山脉之中，又在川滇地震带上，岩石层与层之间柱状节理明显、裂缝极多，更使得围岩变形与稳定难上加难。 “地下厂房不仅开挖断面尺寸大、埋深大，还要穿越近50条层间错动带。”何炜说，错动带就像夹心饼干一样，在坚硬岩石中不时夹着疏松的土石夹层，地下厂房因为空间巨大，部分错动带避无可避。 “开挖地下厂房的难度，好比在松软多层的蛋糕中挖一个又深又大的洞。”何炜这样形容。经过反复研究和摸索，建设者制定了分层开挖策略，把厂房分为10层，由上至下，分层开挖，分层保护，整个右岸地下厂房开凿耗时4年多。 创新的洞 洞洞相连，打造地下“新风系统” 白鹤滩水电站地处深V形峡谷，两岸空间有限，引水发电系统设备都布置在两侧山体中。大量的爆破施工、洞内施工，需解决通风问题，将爆破的烟尘、汽车的尾气排出洞外，再把新鲜空气引入主要作业面。白鹤滩水电站地下施工中，设计了无数条通风洞，这些通风洞就像整个地下工程的呼吸系统。 当时，摆在白鹤滩工程建设部交通路网总设计师周垂一面前的，是“呼吸不畅”的难题。“我们把风管和风机都做到了极限，但掌子面空气条件依然很差，采用单一通风面，效果不理想。”周垂一说，地下工程常规设计是施工区独立通风，在往地下掘进的同时，排风机也往里吹，促使空气流动。但白鹤滩水电站超大的地下洞室群，哪怕使用最先进的通风机，爆破开挖后仍然需要静置40分钟，待作业面排出灰尘之后，人员才能进入施工。 如果缩短等待时间，就能提高施工效率。周垂一要重新为气流找“通路”。 经过不断推演，周垂一和团队想到了一种全新的通风设计——在左右岸各打一条专用排风洞，碰到不同的洞室，再打一条竖井下去将洞室连起来。“就像一个新风系统，把所有地下洞室的污浊空气排到洞外。”周垂一说，两条排风洞打通之后，作业面排出灰尘只需 20分钟，等待时间减少一半。“白鹤滩水电站的通风以及洞内的施工环境，都达到了国际最高水平。” 精美的洞 阻断空泡，泄洪洞呈现“镜面”效果 泄洪洞工程是水电枢纽工程的三大主体建筑物之一，承担着泄洪消能的功能。白鹤滩水电站在山体挖了3条无压泄洪洞，是目前世界最大的无压泄洪洞群。巨大洞群一旦启用，18分钟就能灌满一个西湖。如此大流量、高流速的泄洪通道，如果找不到一个创新的保护方式，强大的水流冲击力，将对整个泄洪隧洞构成威胁。 白鹤滩工程建设部泄洪洞项目工程师王孝海介绍，每秒47米高速流动的水流，会在泄洪洞凹凸不平的外表层形成一连串空泡，这些气泡就像“深水炸弹”，因为在上万吨水压的作用下，空泡破灭产生的爆炸冲击波，是在空气中的几百倍。如何解决空泡问题，考验建设者的智慧。 “打造3条全程无压的泄洪洞。”王孝海介绍，所谓无压，就是在高低不平的岩壁上，敷上一层坚固、光滑的衬砌混凝土，近乎镜面的外立面，可以阻断空泡。 技术人员经过不断试验和技术突破，在无压泄洪洞群浇筑的混凝土，其表面误差不超过3毫米，看不到一点瑕疵，过水养护后，平坦的表面呈现镜面效果，人的倒影在其中不会变形，就像镜子一样。“这种全新技术，让泄洪洞几乎没有阻力，不会轻易被冲坏。”王孝海说，镜面效果背后，是白鹤滩工程建设者为国内水电工程装备和施工工艺带来的新高度。来源：四川日报 |
