2011年12月8日23点28分,国家西部大开发标志性工程、“西电东送”战略骨干电源点雅砻江锦屏二级水电站建设工地,在一声爆破巨响中,锦屏二级水电站4号引水隧洞实现全线贯通。至此,锦屏二级水电站4条横穿锦屏山的4条引水隧洞、1条排水洞、2条交通洞,总长近120公里的世界上综合规模最大的水工隧洞群全面贯通。此项目的完成,不仅标志着锦屏二级水电站2012年发电目标指日可待,而且标志着锦屏二级水电站高埋深、高地应力、高压大流量涌水条件下地下工程施工的世界级难题得以突破。
总装机480万千瓦的锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里、盐源、冕宁三县交界处的雅砻江干流锦屏大河湾上。锦屏二级水电站通过开挖隧洞、截弯取直,利用锦屏大河湾310米的水头发电,是雅砻江上水头最高、装机规模最大的巨型水电站,同时也是四川省境内除界河外最大的水电站。今年6月6日至12月8日相继贯通的4条引水隧洞,沿线上覆岩体一般埋深1500至2000米,最大埋深约2525米,从进水口至上游调压室的平均洞线长度约16.67公里,开挖最大洞径达13米,具有埋深大、洞线长、洞径大的特点,是目前世界埋深最大、规模最大的引水隧洞。
锦屏二级水电站由国家开发投资公司和四川省投资集团公司出资组建的二滩水电开发有限责任公司作为项目业主单位,设计单位为华东勘测设计研究院,4条引水隧洞分别由中铁二局?水电五局联合体、江南水利水电工程公司、中铁十八局?水电七局联合体、中铁十三局?北京振冲联合体施工,二滩国际、贵阳勘测设计研究院监理。自2007年6月20日开始,采用钻爆法和TBM相结合的方式从东西两端同时施工。在1600多个日夜的鏖战中,二滩公司精心组织参建各方,以不怕吃苦、连续作战的工作作风,科学管理、精心设计、精细施工,在强岩爆综合防治、高压大流量涌水封堵等方面积累了宝贵的施工经验,保证了4条引水隧洞安全、高效、快速掘进。
强至极强岩爆,是锦屏二级引水隧洞开挖中的世界级技术难题,被国内外专家喻为地下工程施工中的“癌症”。锦屏二级水电站引水隧洞岩爆洞段约占整个开挖洞段的15%。在二滩水电的组织下,参建各方多次召开岩爆专题会议,邀请相关院校、国内外知名专家进行专题研究和现场实验,针对不同等级的岩爆采取了不同的支护措施,提出了岩爆洞段具体施工技术要求。在开挖过程中采用了超前应力解除爆破、水胀式锚杆、喷射添加纳米级材料外加剂等新材料、新工艺、新方法,有力地保证了施工进度和人员、设备的安全。微震监测系统在国内外矿山中应用较为普遍,锦屏二级水电站引水隧洞在国内首次将微震监测技术用于大型水电站施工隧道工程,通过专用数据采集设备及处理软件,首次在国内水电工程中构建了随TBM和钻爆法掘进而移动监测的微震监测系统,对施工掌子面前后的岩体微震活动进行实时连续监测和分析预报,有效预报了岩爆的发生。
高地应力带来的高压大流量涌水,是困扰锦屏二级水电站引水隧洞掘进的拦路虎。锦屏山2000多米深的胸腹中,发育着旺盛的围岩富水带,洞子里的地下水具有大流量、高水压、强交替、突发性等显著特点,最大外水压力可达10兆帕,对隧洞施工构成严重威胁。面对流量大大超过预期的突涌水,二滩公司带领施工方通过及时开挖排水洞、布置储水“水仓”、加高排水沟、多班作业等措施,克服困难顽强向前掘进。在大型矿井开挖中普遍采用、在国内水电施工中首次采用的锦屏二级水电站多级“水仓”,最大储水容积达21000立方米,成为战胜高压突涌水的“功臣”。
据二滩水电总经理陈云华介绍,2011年是以锦屏一级、锦屏二级水电站建设为重点的雅砻江流域水电开发的“决战年”,锦屏一级、锦屏二级水电工程建设将完成投资近90亿,世界综合规模最大水工隧洞群全面贯通,不仅为实现2012年锦屏二级水电站首台机组发电目标奠定了坚实基础,而且刷新了强岩爆综合防治、高压大流量涌水封堵等多项世界纪录,锦屏一、二级水电站发电目标的实现,将为国家低碳经济发展和提升中国水电科技整体水平做出重大的贡献。