十四五 华南地区首个抽水蓄能电站进入建设新阶段

夕阳西下，重峦叠嶂，郁郁葱葱，被万绿包围的金色工地显得尤为醒目，机械轰鸣，人头流动，热火朝天的繁忙施工给寒冬增添了一丝暖意。这里是坐落于南宁市武鸣区的位列国家“十四五”102项重大工程、“十四五”华南地区首个抽水蓄能工程的南网储能公司南宁抽水蓄能电站(以下简称“南宁抽蓄”)建设工地。

12月28日，该工程的地下厂房全部开挖完成，标志着工程进入机电安装的新阶段。与此同时，地下洞室、上下水库的建设施工全面推进，工程总体形象进度超过30%，正在为实现2025年底前电站投产发电目标而加速冲刺。

▲“十四五”华南地区首个抽水蓄能电站建设工地俯瞰图

精细建“房”

以“雕刻家”精神处理每个开挖细节

穿过1600多米的交通洞，位于距地面约为100层楼房高度、垂直距离近300米的地下厂房，豁然开朗地映入入眼帘。这座巨型的电力“地宫”，长180米，宽26米，高57.15米，体积相当于130个标准泳池大小。

作为整个抽水蓄能电站的“心脏”，地下厂房将安装水泵水轮机、发电电动机、球阀等设备，布置水、油、气、通风、消防等系统，用电低谷时水泵机利用多余电能把水从下水库抽到上水库，用电高峰期时把上水库的水放到下水库，通过水轮机转化为电能。“南宁抽蓄距离市区仅40公里，靠近负荷中心，总装机容量为120万千瓦，每年最多可消纳清洁能源25亿度，相应可减少二氧化碳排放190万吨。我们要以‘雕刻家’精神把工程建成新时代绿美广西的‘旗舰’抽蓄电站。仅厂房选址，我们前后就比选过3次，才最终选定基岩完整、结构面少、围岩稳定性好的这个位置”，南网储能公司南宁抽水蓄能项目部总经理朱泽宽表示。

▲南宁抽水蓄能电站地下厂房航拍图

然而选址仅仅是厂房开挖的第一步，将工程量大、施工复杂、质量要求高的厂房“雕刻”出来，也就意味着要在开挖过程中把安全、参数、工法、温度、速度、性能等多方面的管控均做到极致。“开挖到第一层，我们就遇到了岩石剥落、掉块、弹射型岩爆等地下应力释放的突发情况，如不及时有效处理，后果不堪设想”，南宁抽水蓄能项目部厂房施工负责人陈健华心有余悸地回忆到。对此，业主方组织施工队深入查勘岩石条件，迅速摸清岩爆发展规律，探索出“注水降低围岩硬度、打孔释放高地压力、封闭开挖面防止岩石崩落”的“三步法”，有效控制了作业安全风险。

爆破、支护、混凝土浇筑是厂房开挖的三大流程。“每个施工流程、各个作业细节，我们都务求‘精准’二字，但实现精准的方式方法各不相同”，陈健华告诉记者。

和其他土建工程一样，“半孔率”是衡量爆破性能的关键指标。所谓“半孔”，是指爆破前在指定位置的钻孔内放置炸药，爆破后，理想情况是钻孔剩余一半残留。“半孔率”高，说明爆破对周边岩体的破坏程度小。在厂房顶拱，团队进行了一系列的爆破试验获取理想参数，采用激光精准确定孔位，半孔率达到95%以上;在安装间端墙，团队采用深孔预裂的方法把握钻孔精度，半孔率接近100%等等。

▲2022年12月27日，南宁抽水蓄能电站主厂房第一层开挖完成。

对于爆破后的支护，团队综合研判不同围岩爆破后的完整性及掉块风险断，采取了三种差异化的支护方式，在降低岩石失稳滑塌风险的同时保证了施工效率。岩壁吊车梁是厂房桥机运行的支撑，其混凝土浇筑质量直接关系着厂房桥机的安全稳定。混凝土浇筑后，会产生水化热反应，导致内部温度不断上升，当与外部空气温度差值超过20℃，就会产生裂缝。对此，团队“打”出了采用早起水化热较低的中热水泥浇筑、加冰和冷水拌制、埋设水管通水冷却等温度控制的“组合拳”，最终满足了混凝土入仓温度不高于25℃、内外温差不超过20℃的“苛刻”不开裂要求。

南宁抽蓄厂房工程优良率高达95%，达到国内领先水平。“安装间的端墙由于爆破质量极高，达到了无需进行混凝土浇筑便可直接投入生产使用的工艺条件，这在南方电网内还属首次”，陈健华自豪地抚摸着光滑的墙面。

▲2023年12月28日，南宁抽水蓄能电站地下厂房开挖完成，进入机电安装新阶段。

利器造“洞”

高端技术装备为工程建设“赋能”

走进工程的自流排水洞深处，只见一条长约52米、重约220吨的“白色巨龙”在山体内掘进，南网标志涂在机械“尾部”，“南宁一号”四个大字印于侧身。据了解，这套代表目前隧洞施工技术最先进水平的装备叫“全断面硬岩隧道掘进机”，简称“TBM”。2022年11月1日，“南宁一号”TBM在南宁抽蓄自流排水洞口顺利始发投用，属在华南地区抽水蓄能领域的首次应用。“TBM掘进隧洞不仅在速度上为传统人工钻爆的4倍，而且大大降低了人工作业存在的安全风险，长达5099米的自流排水洞目前已打通约4400米，有望在春节期间实现全洞贯通”，南宁抽水蓄能项目部副总经理龙方介绍。

▲2022年11月1日，“南宁一号”TBM在南宁抽蓄自流排水洞口顺利始发投用。

除了TBM,运用高端技术装备实现“机械化换人，自动化减人”在建设现场多处可见。在下水库的导流洞，“明星装备”悬臂掘进机正在加快作业。“利用这套装备，可以将每天的钻爆进尺由1.5米提升至6米，而作业人员可由10人降至2到3人，对导流洞正上方的民宅不造成任何影响”，龙方表示。据了解，抽水蓄能电站输水系统复杂，南宁抽蓄的大小洞室接近20个。在技术装备的“赋能”下，超过90%的洞室均已实现安全贯通。

聚“渣”成“坝”

就地“取材”对水土最大程度保护

在上下水库工地，一辆辆挖掘机和运输车穿梭往返，机械的起动声此起彼伏，开挖和填坝施工作业同步都在加速推进。“工程上水库的蓄水量为597万立方米，下水库的蓄水量为643万立方米，两者加起来接近一个西湖的蓄水量，总开挖量达到1500万立方米土石方”，朱泽宽指着设计图纸告诉记者。

▲南宁抽水蓄能电站上水库正在加紧作业施工。

大量的土石何处安放?是摆在建设者面前的难题。上水库采用混凝土面板堆石坝设计，堆石坝可直接消纳开挖出来的土石方，最大程度减少弃渣及弃渣占地。下水库采用沥青混凝土心墙堆石坝设计，不仅同样减少弃渣，沥青心墙为柔性材料，抗拉抗裂及自我修复能力强，不会因坝体的沉降或偏移而产生裂缝，已在南网的多个抽水蓄能工程示范应用。2024年底起，下水库和上水库将先后达到蓄水条件。

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