三峽地下電站機(jī)組大廳相當(dāng)長時間以來，人們只知道三峽大壩有兩座電站：左岸電站安裝14臺70萬千瓦機(jī)組，右岸電站安裝12臺70萬千瓦機(jī)組，總共裝機(jī)26臺，總裝機(jī)容量為1820萬千瓦。是什么時候冒出個地下電站，而且是個要安裝6臺70萬千瓦機(jī)組的巨

三峽地下電站機(jī)組大廳

相當(dāng)長時間以來，人們只知道三峽大壩有兩座電站：左岸電站安裝14臺70萬千瓦機(jī)組，右岸電站安裝12臺70萬千瓦機(jī)組，總共裝機(jī)26臺，總裝機(jī)容量為1820萬千瓦。

是什么時候冒出個地下電站，而且是個要安裝6臺70萬千瓦機(jī)組的巨型電站呢？

要弄清緣由，時間得朝前推至三峽工程準(zhǔn)備階段一一

地下電站：從幕后走向前臺

1993年公布的《三峽水利樞紐初設(shè)報告》在談及樞紐布置時提到：“在右岸留有后期擴(kuò)機(jī)的地下廠房”。

2001年8月，有細(xì)心的記者發(fā)現(xiàn)了新情況：三峽大壩右岸鄰近茅坪防護(hù)大壩的山體凹陷處，有大型挖掘機(jī)在實(shí)施打洞作業(yè)，而且是并排6個大洞。一打聽，原來是為搶在蓄水前在干地上完成的預(yù)建項(xiàng)目-----地下電站進(jìn)水塔及金屬結(jié)構(gòu)制安預(yù)建工程。它作為地下電站“第一標(biāo)”，率先行動了。

于是，媒體報道說三峽電站的總裝機(jī)容量將由原來的1820萬千瓦增至2240萬千瓦。這個數(shù)據(jù)，就是加進(jìn)了地下電站的6臺機(jī)組。但當(dāng)時，似乎并沒有引起外界的注意。

2004年底，國務(wù)院三峽建委批準(zhǔn)，原則同意三峽工程增建項(xiàng)目地下電站土建工程開工，標(biāo)志著三峽地下電站已從幕后走到臺前。

眾所周知，防洪是興建三峽工程的首要任務(wù)。但每年汛期前必須將175米高程的庫水位棄至防汛限制水位145米，非?？上?。萬里長江滾滾流，流的都是煤和油!

在右岸山體內(nèi)興建地下電站的舉動，是變廢為寶。

由此可見，興建三峽地下電站是為了充分利用水庫充足的水源，增加發(fā)電效益。換成行話，建設(shè)三峽地下電站旨在“調(diào)峰”。三峽工程全部建成后，每年汛期到來前必須將175米高程的庫內(nèi)蓄水降至145米。因此，每年5月至10月的汛期，白白泄走大量蓄水。地下電站將“吃掉”這些棄水，產(chǎn)出37億度電量。三峽的水量利用系數(shù)可望超過90%。

此外，若三峽左、右岸電站里有機(jī)組要檢修，而發(fā)電所需的水量供大于求時，地下電站也可以及時“補(bǔ)位”。

中國三峽總公司總經(jīng)理李永安認(rèn)為：“全國缺電，要充分利用企業(yè)現(xiàn)有資源，要考慮挖掘現(xiàn)有的能源潛力。就我們而言，挖掘現(xiàn)有潛力就是提高三峽和葛洲壩的發(fā)電潛力。其一，對葛洲壩進(jìn)行增容擴(kuò)機(jī)，就是在現(xiàn)有的271萬千瓦的基礎(chǔ)上再增加70萬到80萬千瓦的發(fā)電能力。其二，要加強(qiáng)這兩個樞紐、兩個電站的靈活調(diào)度與科學(xué)管理，提高設(shè)備的利用率，提高水能資源的利用率。而電站盡量減少棄水并以此增發(fā)電量，這個效益是來得最快的”。

正是基于這樣的認(rèn)識，業(yè)主決策層決心加快三峽地下電站的前期工作步伐。2004年3月，《三峽樞紐地下廠房專題報告》審查會在宜昌進(jìn)行。4月，中國三峽總公司總經(jīng)理辦公會就地下電站方案優(yōu)化及尾水洞選型進(jìn)行專題討論。

隨著主體洞挖工程優(yōu)化方案的出臺亮相，三峽地下電站的分標(biāo)方案已經(jīng)確定。2004年8月，三峽右岸地下電站招標(biāo)設(shè)計(jì)審查會在壩區(qū)結(jié)束。會議原則同意長江設(shè)計(jì)院提出的分標(biāo)方案，即分設(shè)引水系統(tǒng)、主廠房及輔助洞室、尾水系統(tǒng)與安全監(jiān)測4個標(biāo)段。

三峽地下電站建成后與壩后電站統(tǒng)一調(diào)度，水量利用系數(shù)可望超過90％。建成地下電站，不僅使三峽電站能更好地利用水資源多發(fā)電，更重要的是能增加三峽電站的調(diào)峰能力。論證地下電站的專家們說，調(diào)峰能力增強(qiáng)，能夠使三峽工程不棄水調(diào)峰的時間增長，這一無疑對今后補(bǔ)充華中、華東地區(qū)調(diào)峰增長需求以及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定起到重要作用。

2005年3月，三峽地下電站經(jīng)國務(wù)院相關(guān)部門批準(zhǔn)正式施工。預(yù)計(jì)2010年首臺機(jī)組發(fā)電，2012年全部完工。

地下電站：設(shè)計(jì)規(guī)模與施工難度

相對敞開式電站而言，地下電站是置發(fā)電機(jī)于山體內(nèi)的隱蔽式電廠。三峽地下電站位于大壩右岸的“白巖尖”山體內(nèi)，設(shè)計(jì)廠房長311.3米、寬32.6米、高87.24米。 新增6臺70萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組，等于多了1.5個葛洲壩水電站。

三峽地下電站的主要建筑物分為三大部分：引水系統(tǒng)、主廠房系統(tǒng)、尾水系統(tǒng)。工程投資概算約70億元。

　　地下電站引水洞采用單機(jī)單洞無調(diào)壓井方式，共布置6條引水隧洞，由上平段、斜井段（含上下彎段）、下平段組成。6條引水洞平面上為直線布置，均為等長有壓引水洞。

　　地下廠房由主廠房、安裝間、廠房輔助段組成，總長311.3m。主廠房設(shè)置巖錨吊車梁，其廠房巖錨梁以上開挖跨度為32.60m，巖錨梁以下開挖跨度為31.00m，開挖高度達(dá)87.24m,頂拱開挖高程105.24m，底部最低開挖高程18m,巖錨吊車梁軌頂高程90.50m。

　　母線系統(tǒng)主要由1條母線廊道、6條母線平洞、3條母線豎井組成。

　　尾水系統(tǒng)為單機(jī)單洞，共6條，由尾水管、變頂高過渡段、阻尼井、尾水洞及出口閘門井等系統(tǒng)組成。

這里將誕生新的中國之最

地下電站主廠房洞室斷面為直墻曲頂拱型，吊車梁以下跨度31米，吊車梁以上跨度32.6米，廠房最大高度87.3米，長311.3米。中國工程院院士、三峽工程總設(shè)計(jì)師鄭守仁稱：該電站廠房的跨度和高度，目前均為國內(nèi)第一。

　　地下電站廠房跨度大、邊墻高、交叉洞室多、與尾水洞的距離近，且受斷層及不穩(wěn)定塊體的影響，高邊墻及頂拱開挖穩(wěn)定問題突出，是本工程施工的難點(diǎn)。其次，尾水洞開挖跨度大、邊墻高，單條尾水洞相當(dāng)于一個中型地下廠房，尾水洞之間洞壁較薄、圍巖穩(wěn)定問題突出，且阻尼井、尾水變頂高過渡段布置緊湊、體型復(fù)雜，施工難度大、干擾多，是本工程施工的重點(diǎn)。另外，引水系統(tǒng)斜井施工坡度陡，距離長，且直接影響主廠房下層施工，是本工程施工的又一重點(diǎn)。

由頂至底，廠房開挖九連環(huán)

地下電站主廠房高度87.24m，共分9層進(jìn)行開挖，每層高度8~10m（頂拱層為13.24m）。其中，第Ⅰ層頂拱層和第Ⅱ?qū)訋r錨梁層開挖難度最大，工期也最大，約占總開挖工期的一半左右，主廠房各層開挖分別利用廠右1#施工支洞、交通洞、母線洞、引水洞下平段及尾水洞作為開挖通道。每層開挖均采用“平面多工序、立體多層次”的施工方法，做到開挖、支護(hù)（錨桿、錨索及噴混凝土）的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。在開挖過程中，結(jié)合預(yù)埋的多點(diǎn)位移計(jì)等監(jiān)測成果及時調(diào)整施工措施。

　　巖錨梁的開挖及混凝土施工是主廠房開挖的主要難點(diǎn)。巖錨梁高度為3.5m,寬度為2.6m，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其下部高程為EL86.8m，頂面高程為EL90.3m，位于Ⅱ?qū)娱_挖范圍內(nèi)，巖錨梁開挖結(jié)合主廠房采取預(yù)留5m保護(hù)層方式。先對Ⅱ、Ⅲ層中槽兩邊線一次性預(yù)裂至Ⅲ層底部，再用潛孔鉆進(jìn)行Ⅱ?qū)又胁刻荻伪评郏詈髮︻A(yù)留5m保護(hù)層用潛孔鉆(或手風(fēng)鉆)垂直鉆爆，保護(hù)層開挖先采用手風(fēng)鉆光爆至斜墻頂部，然后用潛孔鉆對下直墻所在面直接垂直預(yù)裂，并一次預(yù)裂至Ⅲ層底部，最后對巖臺三角體斜墻面采用手風(fēng)鉆打斜孔光爆方式。

　　在澆筑巖錨梁之前，中間潛孔鉆梯段拉槽爆松（不出碴），以控制開挖質(zhì)量并最大限度減小對巖錨梁的爆破振動。主廠房Ⅲ層梯段爆破全部結(jié)束后，進(jìn)行主廠房巖錨梁混凝土施工，巖錨梁混凝土施工采用分塊隔倉進(jìn)行，模板采用進(jìn)口的WISA模板組裝而成，混凝土運(yùn)輸采用吊車配6m3吊罐并結(jié)合混凝土泵送入倉。

“變頂高”：過渡段開挖新花樣

　尾水管設(shè)計(jì)是“變頂高”，它構(gòu)思新穎，無論聽與看都令人饒有興致。

據(jù)專家介紹，尾水管設(shè)計(jì)之“變頂高”，主要目的有兩個：一個是緩沖減壓，一個是節(jié)省地下空間。

尾水管過渡段最大高度26.5m，6個洞分三序間隔進(jìn)行開挖，即以3#、6#為一序，2#、5#為二序、1#、4#為三序。每個洞均分上、中、下三層進(jìn)行開挖，上層開挖高度為6.5~8m，中層開挖高度為8.5m，下層開挖高度為10m。

上層開挖采用臺車造孔，中導(dǎo)洞先行、擴(kuò)挖跟進(jìn)的方法施工，上層全部開挖結(jié)束后逐層進(jìn)行中、下層開挖。中、下層開挖采用潛孔鉆中部拉槽，兩邊及底板預(yù)留2m保護(hù)層采用臺車或手風(fēng)鉆水平光爆進(jìn)行施工，尾水管爆破后用3m3裝載機(jī)配15t自卸汽車出碴。

地下電站主廠房施工，是整個地下引水發(fā)電系統(tǒng)施工關(guān)鍵線路，施工程序的安排以主廠房的施工為主線。

　　2005年3月1日，地下電站主體工程正式開工。

　　2005年12月完成引水洞下平段、主廠房Ⅰ層開挖及支護(hù)；

　　2006年12月完成主廠房Ⅱ、Ⅲ層開挖及尾水洞開挖；

　　2007年9月完成主廠房全部開挖與支護(hù)；

　　2008年12月完成引水洞壓力鋼管安裝、主廠房45m以下混凝土澆筑及所有洞室混凝土襯砌。

地下電站：藏在山內(nèi)人未識

你還知道三峽地下電站的模樣吧？

建成后三峽地下電站，廠房面積有足球場大，29層樓高。整個地下電站土石開挖量將達(dá)146萬立方米，若按高度一米計(jì)算，可鋪滿215個標(biāo)準(zhǔn)足球場。

不是身臨其境，你不會相信這里就是在堅(jiān)硬的花崗巖山體中鑿出的洞室。

看，拱型的巖面如刀切斧削平滑而下，平行的炮孔首尾相接伸向遠(yuǎn)方。我想，無論誰第一次來到三峽地下電站施工現(xiàn)場，都會被恢弘的氣勢所震撼，更為這巧奪天工的藝術(shù)創(chuàng)造而折服。

　　地下電站主廠房洞室斷面為直墻曲頂拱型，吊車梁以下跨度31米，吊車梁以上跨度32.6米，廠房最大高度為87.3米，長311.3米。內(nèi)行人都明白，跨度、高度與施工難度是成正比的。

　　這樣大的洞室要在三峽右岸堅(jiān)硬的花崗巖山體中鑿出。主廠房上覆蓋的山體厚度約60-90米，最薄處僅35米，屬淺埋超大型地下廠房。常識告訴我們，覆蓋層越薄，大跨度洞室圍巖的穩(wěn)定變形就越是難以控制。

　　三峽工程經(jīng)過一二期工程的實(shí)踐，在質(zhì)量管理、安全生產(chǎn)、文明施工管理上已經(jīng)進(jìn)入相當(dāng)成熟的階段。在二期施工中，三峽工程就實(shí)行質(zhì)量安全雙零事故管理目標(biāo)，進(jìn)入三期工程施工后，三峽工程的施工組織者中國三峽總公司提出要創(chuàng)造精品工程，各施工單位都鉚足了勁要在三峽工程收尾時作個精彩的亮相。

“地下尖兵”，再創(chuàng)輝煌

　　從土建工程來說，洞室開挖是粗活。雖說三峽地下電站主廠房開挖有難度，但對于有著豐富地下工程施工經(jīng)驗(yàn)的水電十四局人來說，還算不上是難題?？墒木秩嗣靼祝喝龒{工程要求的是精品工程，從施工質(zhì)量、安全生產(chǎn)到文明施工，三峽建設(shè)者都必須做得最好。于是在地下電站主廠房開挖過程中，粗活也用上了“繡花功”。

如何在最薄處僅35米的覆蓋層下打出跨度足夠平行布置兩個籃球場的地下洞室并確保洞室圍巖的穩(wěn)定？如何滿足比行業(yè)規(guī)范還要嚴(yán)格的三峽標(biāo)準(zhǔn)，確保洞室質(zhì)量？如何解決好通風(fēng)散煙及文明施工問題？這些困難，十四局人在中標(biāo)前已有充分的考慮。

　　稍有工程常識的人都知道，如果洞室高度超過一次成型的可能，就要分層開挖，而其最難者，即是第一層的開挖。為了確?？缍?2米的洞室圍巖穩(wěn)定，在標(biāo)前的施工組織設(shè)計(jì)中，他們曾考慮采用品字形開挖方案開挖第一層，即先開挖兩邊再開挖中部。“沒有最好，只有更好?！边M(jìn)駐三峽后，他們組織大量施工技術(shù)人員，進(jìn)行了大量的研究試驗(yàn)，從技術(shù)、安全、質(zhì)量和進(jìn)度等多方面分析和討論，否定了標(biāo)前的方案，最終確定：地下廠房一層開挖最大高度14米，分上下兩層施工，上層又分為中部、上游側(cè)和下游側(cè)三部分進(jìn)行開挖。首先開挖的是上層中部。開挖中部時他們先打一個寬8米高6米的小洞作為施工導(dǎo)洞。

　　這樣做的目的是：一， 為廠房一層的全面施工進(jìn)一步探明地質(zhì)條件；二， 為后來大塊面的開挖創(chuàng)造好的爆破臨空面，減小爆破對需要保護(hù)的巖體和建筑物的影響；三， 使洞室盡早形成自然通風(fēng)通道。

中導(dǎo)洞的周邊并沒有到達(dá)設(shè)計(jì)的開挖線，但為了減小對巖石的擾動，減小臨時支護(hù)工程量，特別是為一層全面開挖找到合適的爆破參數(shù)，中導(dǎo)洞的開挖采用了光面爆破技術(shù)，仍按永久洞室開挖的要求進(jìn)行質(zhì)量控制。經(jīng)過對中導(dǎo)洞爆破參數(shù)的一次次調(diào)整和總結(jié)，他們終于掌握了三峽地下廠房的巖石特性，找到了合理的施工參數(shù)。炮孔應(yīng)打多深、間距設(shè)置多大、藥裝多少適宜他們清清楚楚。

　　當(dāng)中導(dǎo)洞掘進(jìn)至100米左右，他們開始進(jìn)行中部擴(kuò)挖，即把中導(dǎo)洞擴(kuò)大至9米高15米寬，此時的頂拱即是洞室設(shè)計(jì)的開挖線。當(dāng)擴(kuò)挖推進(jìn)至100米左右，并對頂拱進(jìn)行錨固支護(hù)后，就開始上下游兩側(cè)的開挖。上下游兩側(cè)開挖雖可算是同時進(jìn)行，但一前一后相距60~70米，避開了相鄰部位的集中爆破。

　　平滑而下的拱型巖面，首尾相接的平行炮孔是如何成型的呢？原來，他們在鉆爆時增加了一項(xiàng)控制措施。以往地下工程施工在開挖斷面通過測量放線確定炮孔位置后即可開始鉆孔，至于進(jìn)孔的角度就全由鉆爆手憑感覺掌握了。但在三峽地下廠房的施工中，從開挖中導(dǎo)洞開始，十四局人就在開挖斷面沿著廠房軸線設(shè)置了方向線，每間隔50公分放一根，鉆爆手下鉆時以方向線為參照，控制炮孔傾角。同時質(zhì)檢人員嚴(yán)格過程控制，每次鉆孔結(jié)束后，要對炮孔的方向、深度、布置經(jīng)過驗(yàn)收合格后，才能進(jìn)行裝藥爆破。他們采取的措施非常有效，爆破以后，周邊孔平滑完整，孔向成一條直線，間隔均勻，半孔率高。

驗(yàn)收：質(zhì)量竟比行業(yè)規(guī)范高

　　三峽地下電站主廠房2005年3月1日開工。目前，地下電站主廠房一層上層的中導(dǎo)洞及其擴(kuò)挖已全部結(jié)束，正在進(jìn)行上下游兩側(cè)的開挖，預(yù)計(jì)2005年10月底主廠房一層開挖可全部結(jié)束。

　　2005年3月14日，國務(wù)院三峽工程質(zhì)量檢查專家組專家魏永暉在地下廠房施工現(xiàn)場調(diào)研時說：“隧洞規(guī)格成形比較好，現(xiàn)場文明施工很受鼓舞?！?/p>

　　4月3日至7日，國務(wù)院三峽工程質(zhì)量檢查專家組專家、中國工程院院士潘家錚、譚靖夷、羅紹基、梁應(yīng)辰等19人來三峽工地檢查施工質(zhì)量。在查看地下電站主廠房施工現(xiàn)場后，專家們對施工人員一開始就高度重視質(zhì)量給予了充分肯定。

潘家錚院士說：“主廠房和尾水洞開挖質(zhì)量之高，出人意料，確實(shí)稱得上是一個少見的精品工程。”

　　8月3日，三峽總公司副總經(jīng)理曹廣晶在水電十四局局長李躍平、副局長洪坤陪同下，到三峽地下電站主廠房進(jìn)行檢查，曹廣晶說“地下廠房工程施工面貌精美，開挖極具藝術(shù)性。”

　　9月15日，中央政治局委員、國務(wù)院副總理曾培炎蒞臨廠房施工現(xiàn)場視察指導(dǎo)，三峽總公司總經(jīng)理李永安介紹道：“廠房頂拱誤差控制在7.1cm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國家規(guī)定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這樣高品質(zhì)的工程來自十四局?！甭犕陞R報后，曾副總理對十四局在三峽的貢獻(xiàn)表示滿意。

　　查看三峽發(fā)展監(jiān)理工程師監(jiān)理記錄，至2005年8月底，在已驗(yàn)收評定單元工程159個中，優(yōu)良單元158個，合格率100%，優(yōu)良率99.4%。其間，進(jìn)行爆破效果檢測237次，測得開挖半孔率為94.6%，地下廠房頂拱平均超挖7.10cm，上游側(cè)平均超挖10.1cm，下游側(cè)平均超挖11.7cm，比規(guī)范20cm以內(nèi)的要求要好多了。

通風(fēng)散煙：這里的環(huán)境很舒適

　文明施工是所有地下工程的一個難題，特別是解決通風(fēng)散煙問題。這并不是因?yàn)橛卸嗌偌夹g(shù)難題不能解決，而是長期以來無論是建設(shè)單位還是施工單位習(xí)慣于從成本考慮，盡量減少此項(xiàng)費(fèi)用，所以地下工程給人們的印象總是烏煙瘴氣。但是，在三峽地下廠房完全是另一番樣子。

　　在1號施工支洞口，首先映入眼簾的是色彩鮮艷線條清晰的電站透視圖以及醒目的安全宣傳警示標(biāo)語，洞口幾十盆鐵樹在混凝土、塔吊、車輛這些單調(diào)的背景下，顯得特別清新。走進(jìn)施工支洞內(nèi)，混凝土路面一塵不染，邊墻上風(fēng)水管電線整齊劃一。進(jìn)入主廠房，除了有足夠的照明外，最讓人意外的是場地平整干凈、空氣清新、視線良好，不要說與別的工地不一樣，就是與六七年前的三峽船閘地下輸水廊道的開挖也大不一樣。

“我們確信，只有在舒適的環(huán)境下才能創(chuàng)造出精品工程”。項(xiàng)目部副總經(jīng)理付勇如是說。

　　 創(chuàng)造精品的是人，改造環(huán)境的同樣是人。他們是怎么做的呢？答案在這里一一

　　一、為造孔設(shè)備加裝降塵裝置。潛孔鉆、手風(fēng)鉆等鉆孔設(shè)備在造孔時粉塵非常大，為了減少污染，技術(shù)人員為潛孔鉆加裝改造了空氣濾清器和孔口除塵裝置，利用水幕稀釋降塵，同時規(guī)定用手風(fēng)鉆造孔時不得打干鉆，必須加水除塵。

　　二、增設(shè)兩條直徑為1.4米通風(fēng)豎井。施工單位經(jīng)過反復(fù)研究，征得業(yè)主同意后，在主廠房中部擴(kuò)挖時，采用反井鉆機(jī)技術(shù)40天就鉆通了總長為165米的兩條從山頂垂直通向廠房中部的通風(fēng)豎井。這仿佛為主廠房增設(shè)了兩個大煙囪，加上1號支洞口的抽風(fēng)機(jī)，形成了自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合的通風(fēng)模式，使洞內(nèi)空氣可以循環(huán)對流，大大改善空氣質(zhì)量。

　　三、針對洞內(nèi)設(shè)備尾氣排放和噪音兩大突出問題，施工技術(shù)人員通過反復(fù)摸索，為裝載機(jī)等大型進(jìn)口設(shè)備成功加裝了尾氣排放過濾裝置；為壓風(fēng)機(jī)和登高平臺車加裝了一個電動油泵，行走時燒油，定位后用電油泵工作，大大降低了設(shè)備在洞內(nèi)的油煙和噪聲。通過這些措施，主要設(shè)備尾氣排放達(dá)到了歐Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)。

#三峽工程# #往事回眸#