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21世紀築壩技術之三——神奇的洞室(2002年6月19)


  從雅礱江與金沙江交匯處上溯33公里,就到了我國目前已建成的最大水電站——二灘水電站。

  中國的大西南山高谷深,蘊藏著豐富的水能資源,但陡峭的峽谷缺少空間,眾多的水工建築物只好安排在山體中。因此,地下洞室的施工技術成為水電站建設的重要環節。

  二十世紀末,雅礱江上二灘水電站地下洞室群的施工,為二十一世紀的中國水電建設積累了豐富的經驗。

  二灘水電站發電廠房,是中國已建成的最大的地下廠房,同時也是世界少有的超級地下大廠房。廠房長280米,寬25.5米,高67.5米,頂拱跨度30.7米。在這座巨大的地下宮殿中,佈置有發電機層、電纜層、水輪機層等。從地面算起,到尾水層足有60幾米深。而且在尾水層的廊道下面還有十幾米深的地下洞室群呢!

  離開二灘驅車駛入雲南境內,翻越金庸筆下著名的無量山,就到了瀾滄江第四個梯級水電站——大朝山水電站。大朝山水電站攔河大壩呈折線形,這在中國大壩中頗為少見。其原因就是為了增加佈置建築物的空間。大壩折線後的山體中佈置了108條管道和地下廠房、主變電室、尾水調壓室三座巨型洞室。洞群密集,縱橫交錯,堪稱地下工程一絕。

  大朝山水電站地下廠房尾水調壓室長217米,寬22米,高72.4米,是亞洲最大的尾水調壓室,身在其中,你才能感受到洞室的巨大。

  尾水調壓室在水電站中是起什麼作用的呢?

  當水電站突然關機時,出於慣性,尾水會繼續往外流去。這時從水輪機組到尾水之間就會形成一段真空。由於大氣壓力的作用,尾水會帶著巨大的壓力突然回流,形成“水錘”,擊打機組底部和管壁,其力量足以掀起厚達數米的機組底板和擠破1米厚的鋼筋混凝土管壁。尾水隧洞越長,積聚的水體越多,“水錘”的力量就越大。為了釋放“水錘”的壓力,就需要修建一個巨大的空間來釋放這些水體。這就是尾水調壓室的作用。

  大朝山70多米高的洞子可不是好挖的,要解決山體應力釋放的問題,解決洞內爆破的問題,為加快工期還要解決分層施工的問題等等。單看這73米高的側墻如刀劈斧削般整齊平滑,22米跨度的頂拱弧線完整優美,就足以使建設者引為自豪。

  中國葛洲壩集團有限公司副總經理 丁焰章:“在頂孔開挖過程中間,我們採用了光面爆破技術,半孔率達到90%以上。在高邊墻施工過程中間,我們採用了預裂爆破技術,半孔率達到100%,平整度在5到6公分,我們國家的規範要求是15公分。所以工程院院士譚靖夷就講,這是世界上真正的洞挖。”

  二灘地下廠房和大朝山尾水調壓室規模都是亞洲第一,代表了我國地下工程施工的先進水平。這些巨大的作品是怎樣完成的?下集我們將帶您去紅水河上的龍灘水電站,看看神奇的洞室採用了哪些先進的施工技術。

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