储能“风口” 看抽水蓄能

　　编者按

　　当前我国正处于储能发展的重要“窗口期”，抽水蓄能是目前最为成熟的储能技术。根据规划，“十三五”期间，新开工的抽水蓄能应达到6000万千瓦。目前我国在运抽水蓄能27座，在建31座，已建、在建规模均居世界首位。

　　抽水蓄能工程被誉为“皇冠上的明珠”，建设难度较常规水电更大。多年来，中国能建积极参与抽水蓄能工程建设，在科学规划，工艺技术，环境保护等领域不断创新突破，带动技术进步与行业发展。本刊编辑部特梳理典型项目的规划、设计、施工全产业链经验，以飨读者。

　　

　　创新工艺  铸水电精品

　　■本报记者 赖小风  

　　特约通讯员  王冠  王勤  张志华 

　　张航航  孙志华

　　在抽水蓄能电站建设中，中国能建葛洲坝集团所属公司在发挥传统水电建设优势的基础上，深入探索和研究，创新开展了一项项新技术，新工艺。

　　清水混凝土工艺见匠心

　　距离深圳市中心20公里，是中国能建葛洲坝集团机电公司（以下简称“机电公司”）承担全部安装任务的我国首个在城市中建设的大型抽水蓄能电站——深圳抽水蓄能电站（以下简称“深蓄电站”）。它的四周环绕着密集的工业区和居民区，又面临大体积地下洞室爆破施工、高难度斜竖井开挖衬砌、多部位高空作业等多项艰巨任务，特殊的地理位置决定了深蓄电站建设相对其他同类电站技术难度更大，质量要求更高。

　　“清水混凝土施工你们行吗？”项目开工伊始，业主毫不客气提出质疑。机电公司以机电安装“打天下”，一贯把工程技术、质量视如生命的项目部全体员工迎难而上。

　　“清水混凝土施工工艺要求之高，确实超乎了大家的想象。”葛洲坝机电公司副总工程师、深蓄项目部总工程师曾建洲表示。

　　为保证混凝土外观成型质量，对清水混凝土施工部位的墙体、立柱、机墩、风罩等全部采用了定制的定型模板，并且在定制模板时充分考虑了模板的变形问题，增加了模板强度。针对清水混凝土施工进行了相应的生产性工艺试验，对混凝土的振捣时间、复振的时间间隔和振捣时间等进行了试验和优化。在人员方面，组织了集中培训，开展技术交底，让所有施工人员了解工程情况、施工程序及施工工艺和施工技术要求，确保混凝土施工质量，创精品工程。

　　不仅如此，在清水混凝土施工过程中的各个细节工作更是精益求精。混凝土浇筑过程中至少有1名专业技术质检人员全程跟仓作业，确保拟定的工艺措施能够落实到位。如今，主厂房主体清水混凝土全部完工后，整体风格形成返璞归真的“高级灰”，引来了不少同行参观和学习。

　　山巅之上设计“通风模式”

　　河南省南阳市南召县马市坪乡即将诞生一个高山水库——南阳市天池抽水蓄能电站。中国能建葛洲坝集团正积极参与工程建设之中。

　　葛洲坝一公司承建的标段基本上都是隧洞施工，施工环境极其恶劣，灰尘弥漫在每一个角落，掺杂着机械施工排出的废气、氡射气及其它有害气体，因此地下洞室通风成了一项必须解决的难题。在两大主要工区，复杂的工程结构为地下通风带来了诸多困扰。项目部总工程师向冠霖说：“那段时间是我最头疼的时候，按照原本施工组织设计行不通，但不解决通风的问题就无法继续施工。”

　　向冠霖带头研究，项目部设计出了因地制宜的“通风模式”。前期通风采用压入式通风方式，污风沿洞壁排出洞外，来保证作业面上有新鲜风源进入，稀释、排除洞室有害气体。中期通风利用各洞室之间在平面布置及高程差异上的特点，创造自然通风与机械通风相结合的条件，提供良好的施工环境。末期通风是通过地下厂房系统、引水及尾水系统基本连成一片，利用与地面连通的竖井将废气从洞内排出，通过不同阶段采取不同的方案，有效解决了这项难题。

　　伴随着隆隆的爆破声和机器轰鸣声，天池抽水蓄能电站正以日新月异的面貌展现在世人面前。

　　群策群力闯斜井难关

　　中国能建葛洲坝集团承建引水系统土建及金属结构安装工程的安徽绩溪抽水蓄能电站，引水系统三条引水洞上、下斜井共六条，设计开挖洞径6.2米（马蹄型），水平倾角55度，单条斜井轴线长度均超过400米，下斜井达到413.2米。斜井长度国内罕见，施工难度大，且具有一定的危险性。

　　葛洲坝集团绩蓄项目部根据实际情况在斜井开挖时采用爬罐反导井法，但随着导井开挖进尺越来越深，井内通风散烟也将越来越困难，直接制约导井开挖施工。葛洲坝绩蓄项目部抽调技术力量组建攻关队伍，优化设计。

　　葛洲坝吧绩蓄项目部现场测量数据，通过精密的计算，决定导井开挖时采用中部施工支洞分段、上部反井钻机导孔结合下部爬罐反导井开挖的方式，有效摆脱施工通风散烟难、测量放样难的困扰，保证了施工质量，规避了通风难带来的安全风险，缩短了施工工期。

　　作为水利水电工程施工特级资质的葛洲坝集团，在工程建设方面积累了丰富的经验，针对大高差、陡倾角、长轴线的超长斜井洞室群施工中，攻克了斜井开挖、压力钢管安装、混凝土回填等一个个施工难题，保证工程施工顺利进展的同时取得了丰硕的施工科技成果。《长斜井混凝土施工技术研究》成果获得2018年中国电力建设企业协会“科学技术进步奖”三等奖；《超长斜井施工关键技术研究》成果获得2018年中国施工企业协会“科学技术进步奖”二等奖；《长斜井开挖施工关键技术研究》成果获得2016年中国葛洲坝集团科学技术“科技进步奖”二等奖。

　　山水林坝融一体

　　■特约通讯员 遆年

　　12月，在浙江湖州市安吉县，一座世界级的抽蓄工程正在紧张施工中。

　　中国能建葛洲坝三峡建设公司（以下简称“三峡建设公司”）主要承建的长龙山抽水蓄能电站，装机规模210万千瓦，具有长斜井、高转速、高额定水头等特点。三峡建设公司在发挥建设水电站工程传统优势的同时，认真落实环保、水保新理念，打造山水林坝融为一体的绿色工程，将“绿水青山就是金山银山”的理念贯彻在每一个细节。

　　“央企的责任是为人民谋福利，我们修建电站的目的是为了造福一方百姓。”三峡建设公司施工局局长江谊园说。

　　“水是生命之源”。长龙山抽水蓄能电站进厂交通洞距离村民饮用水源——潘村水库仅约15米。相邻洞室及主厂房开挖期间，每日排至洞外三级沉淀池废水约300立方米。因此三峡建设公司施工局派人24小时专职监督沉淀池水量，并且三峡建设公司施工局采购了大型污水处理系统，将生产的废水统一汇入废水收集池，经过多道工序，分离了废水中的有害物质实现“渣水分离”，经过约3个月的跟踪，当地水保部门对河道及水库用水进行抽样检测，各项指标均满足要求，确实做到了污水零排放。

　　工程建设是一项逢山开路，遇水架桥的过程，施工过程中，对植被的破坏无法避免，但要及时地进行植被恢复，才能减少水土破坏和环境污染。除了保证水源清洁外，三峡建设公司对水电站周围的绿色植物进行了恢复。

　　起初，三峡建设公司施工局按照传统方式，在边坡附土重新播撒草籽，但当地多雨水，一阵降雨过后将泥土和草籽冲刷的一干二净，辛苦的工作竟成了无用功。

　　三峡建设公司施工局不甘心，尝试进行人工种植草苗的方式。虽有成效，但增加了巨大的人工成本，高边坡施工也增加了安全风险，不是长久之计。

　　为寻找一种更加方便、快捷、有效的施作方法，三峡建设公司施工局成员时常跨行关注农林行业的相关信息，在一次网页游览中，一个有趣的网页吸引了机电物资部部长明军的注意力。受此启发，一种新型的边坡复绿设备应运而生——液压喷播机，其工作原理是将泥浆、木纤维及种子在机器内混合，通过压力将混合浆液喷射到土壤表面后，可在土壤表面形成一种毯状覆盖物，既固定了种子，防止水土流失，又可以为种子提供水分和养分，快速培育种子发芽生根。

　　“格桑花将在来年开满整个山坡。在建设中保护，在保护中建设，这是我们的使命，也是我们的担当。”三峡建设公司施工局党总支书记王跃辉满怀憧憬。

　　二十四载论证终获最优方案

　　■特约通讯员  李锟

　　“从1994年开始进行广西抽水蓄能电站建设的论证工作，经过20多年的论证工作，广西抽水蓄能电站完成了选点规划，国家能源局已批复同意广西抽水蓄能电站规划的第一个站址，广西首座抽水蓄能电站进入设计阶段。”中国能建规划设计集团广西院（简称“广西院”）党委书记、董事长罗广义介绍说。

　　“广西抽水蓄能电站规划主要难点在于广西电网建设抽水蓄能电站的必要性和经济性论证。”广西院副总工程师韦锡坚说。

　　自1994年10月开始，广西院组织100多人次对分布在广西的抽水蓄能电站站点进行实地考察。普查筛选出资源站点107个，从中优选了6个规划比选站点，前后共提出了4项《广西电网建设抽水蓄能电站的必要性和经济性论证》报告,同时编制完成了《广西抽水蓄能电站站点普查报告》。

　　“抽水蓄能电站的选点原则和思路与常规水电站不同，需要从更多方面去考虑。”广西院副总工程师盘春军介绍说。

　　广西纯抽水蓄能电站资源丰富、开发条件较好的站点多；混合式抽水蓄能电站缺乏理想的大型资源点；海水抽水蓄能电站资源少、站点规模小、开发条件一般，经济性相对较差。根据综合资源条件与系统需求因素，广西抽水蓄能电站选点规划主要通过建设纯抽水蓄能电站满足未来电力系统对抽水蓄能电站需求。

　　在以往工作的基础上，广西院重新对广西全区范围内的抽水蓄能电站资源点进行普查。按照抽水蓄能电站的基本要求，初步普查出基本具备抽水蓄能建设条件的站点504个。随后根据现场查勘情况及综合分析比较，最终选择南宁站点、武鸣站点、钦州站点、来宾站点、桂林站点、灌阳站点共6个站点作为规划比选站。

　　经过几代广西院设计人员的不懈努力，广西区内的抽水蓄能电站的选点规划工作最终圆满完成。

　　数字化赋能“苏南明珠”

　　■本报记者 赖小风  

　　特约通讯员  张宇成

　　今年9月底，江苏句容抽水蓄能电站（以下简称“句容抽蓄电站”）最大工程节点——上水库大坝填筑提前4天完成，上水库主坝土石方开挖累计完成设计量的96%。

　　在中国能建葛洲坝集团承建的我国17座抽水蓄能电站中，葛洲坝二公司参与了其中8座施工建设任务，目前该公司在建的抽水蓄能电站达到3座。在抽水蓄能电站建设工程中，葛洲坝二公司以丰富的经验、精湛的技艺，成为深耕抽水蓄能建设领域的一支劲旅。该公司掌握的倾斜建基面上面板坝筑坝关键技术、极寒（零下45℃）地区全库盆沥青混凝土面板施工和表层新材料防护系列技术、复杂地质条件下特大型地下洞室群施工关键技术，代表了当今抽水蓄能建设发展的最前沿。如今他们又将一流的技术赋能句容抽蓄电站。

　　“为了确保这项工程的质量和施工安全，公司投资了千万元打造智慧工地，全程推进数字化管理。” 葛洲坝二公司董事长、党委书记陈立新说。

　　智慧工地利用BIM （建筑信息化模型）技术，充分集成前期设计与数字化成果，建立面向工程建设过程的大数据中心，并在此基础上构建数字化施工管理平台，不仅实现了关键施工与工艺过程的数字化采集与监控，还提升了对关键施工工艺的质量、进度管控水平。

　　移动互联网等技术也体现在细节中，对工程参建人员、施工设备与运输车辆等关键资源实现规范化准入与动态监控。无人机倾斜摄影技术，定期巡航拍摄工程现场，形成准确直观的地上工程进展形象。在地下工程施工危险部位（如高压竖井），采用无人机对高危险作业面进行定期拍摄，形成结构物安全的综合管理与预警体系。

　　目前，句容抽水蓄能电站主体工程智慧工地系统建设已经完成。“句容抽蓄项目为葛洲坝二公司在数字化管理、精细化管理、智能化控制上的提升提供积极、有益的实践与探索。”句容抽蓄项目部党总支书记、副总经理邓敏如说。

　　根据设计方案，句容抽蓄电站建成后装机容量为135万千瓦，该项目在抽水蓄能领域分别创下三项世界第一，分别是世界第一高的抽水蓄能电站库盆大坝、世界第一高的沥青混凝土面板堆石坝以及世界第一大填筑规模的抽水蓄能电站。从世界最大到“三个第一”，葛洲坝二公司用一流的技术铸造着一流的工程，不仅打造出“水电王牌抽蓄先锋”的金字招牌，更生动诠释了以创新驱动企业发展和行业升级的价值所在。