披星戴月卅载路——水电十四局抽水蓄能电站施工技术纪程

广蓄：一场项目施工管理的灵魂革命

1988年，当时世界最大的抽水蓄能电站——广州抽水蓄能电站开工建设，作为“鲁布革冲击”的亲历者，水电十四局承担了一、二期所有地下工程的施工及机电机组与设备安装，从“鲁布革”惊涛骇浪中洗礼过的水电十四局人，摩拳擦掌，蓄势待发。水电十四局的能工巧匠向广州市从化县吕田镇的深山峡谷中集结。

在“鲁布革”冲击中认识到自身管理不足的水电十四局人，在接受世界先进管理理念的同时，总结出了适合自身特色的管理方法及管理经验；广蓄推广项目法施工，这场后来被行业称为一场项目施工管理的灵魂革命便在从化山区的峡谷中悄无声息的展开。1991年12月和1995年5月，原能源部和原电力工业部，两次在广蓄召开“工程建设经验交流会”，把水电十四局的业绩总结提炼升格为全国水电行业奉为圭臬的先进管理理念和方法。十四局人成了国内土木施工行业项目法施工的先行者。凤凰涅槃重生，需要的是在逆境中积攒力量。

广蓄，拉开了水电十四局与国内抽水蓄能电站建设30年的不解之缘。

惠蓄：开启寻求自主发展的技术创新之路

惠州抽水蓄能电站，总装机容量达240MW，分A、B两个厂房及引水系统，A、B厂同时开工，为当时世界上同时开工建设的最大抽水蓄能电站。这一次，十四局再次勇挑重担，承担A、B厂所有地下工程土建及机电设备与金属结构安装工程。有了广蓄的施工经验，十四局人坚持走一条自主发展的技术创新之路。

2001年，水电十四局自行研制的ＸＨＭ-7型斜井滑模系统科研项目于2月19日在国家科学技术奖励大会上荣获国家科学技术进步二等奖。在惠蓄斜井施工中十四局人不满足已取得的辉煌成绩。ＸＨＭ-7型滑模系统因模板系统与中梁支撑装置只能分步移动而导致不能实现连续滑升，存在不足就必须迎难而上。通过不断的摸索和总结，终于一种可实现连续式滑升的滑模装置产生了，只是他的神秘还不曾被世人所知晓，但当一件事的发生后才将他推至中国水电站长斜井混凝土衬砌的最前沿。

在惠蓄两条引水系统中总共设置6条斜井，按照合同约定，由十四局自主研发的连续式斜井滑模只负责6条斜井中的一条较短的斜井混凝土衬砌，剩余的5条全部交由被寄予厚望的从国外引进的间断式滑模系统，该套滑模的造价达人民币2000万，在A厂下斜井混凝土衬砌中，水电十四局根据国外公司技术人员的指导，费时2个月才安装到位，在浇筑混凝土时因整套滑模系统分为中梁和支承系统及模板系统两大部份，行走时先固定模板系统走中梁且每一次中梁爬升后都必须重新利用中梁的支承进行校正，且滑模也实现不了连续滑升，施工效率低下，操作系统复杂，最终导致这套滑模系统在完成一条斜井混凝土衬砌施工任务后就被惠蓄电站的建设者们果断放弃。水电十四局连续式斜井滑模一个计划中的备胎被从幕后推向了前台，一经投入使用就立马展现了不凡，日均滑升浇筑混凝土8m，一条200m的斜井费时不超过一个月，传统思想中斜井混凝土衬砌缓慢的概念顷刻间被打翻了，这样的速度远远超过了在平洞中采用钢模台车衬砌混凝土的速度，而他的加工制作费用只有100万。连续式斜井滑模成功完成惠蓄电站剩余5条斜井混凝土施工任务后，又完成清蓄一条斜井、深蓄两条斜井、海蓄两条斜井总共5条斜井混凝土的衬砌施工，历经上述3个抽水蓄能电站的进一步创新，其施工技术依旧在国内保持领先水平，2015年《连续式斜井滑模混凝土施工工法》被国家住建部评为国家级工法，同年又获得中国施工企业管理协会滑模工程分会全国滑模、爬模工艺技术创新成果一等奖。

在惠蓄，轰轰烈烈的创新远不止于此，采用边顶拱钢模台车浇筑混凝土的工艺方法在国内洞室衬砌施工中已有较长的历史，采用全断面针梁钢模的施工工艺也在鲁布革水电站施工中从国外引进，其施工效率也得到了较大的提高，但底部的质量缺陷和因底部设置中梁支撑结构导致通道不畅，材料运输困难的问题日益凸显。在惠蓄，这一切的问题都被成功解决。采用全断面封闭模板浇筑混凝土的最大弊病在于混凝土浇筑过程中底部气泡难以泌出，混凝土成型后隧洞腰线以下部位外观产生非常多的气孔，严重影响混凝土质量，针对这一问题，技术人员将底部120°范围内的模板换为组合式钢模板，通过在针梁底部增加支撑架固定钢拱架，再利用钢拱架支撑组合式钢模板，使用传统的翻模技术浇筑底部混凝土，并进行人工抹面，成功消除底部气泡，同时进一步提高外观质量。传统针梁钢模针梁下置，底部运输材料及人员通行的通道被中梁堵死，严重影响现场施工，通过精密设计，水电十四局技术人员将中梁置于整套模板装置的上部，底部留有足够的运输通行空间，进一步提高针梁钢模台车的施工效率。每月可衬砌浇筑混凝土达110m，后经清蓄、深蓄电站的不断改进，通过在中梁前后增加支腿的方式将针梁钢模改造成现如今一种可自行调节高度的自稳型上置式针梁钢模，2015年由水电十四局申报的《上置式针梁钢模衬砌施工工法》被国家住建部评为国家级工法。

清蓄：精雕细琢铸精品

从大风大浪中一路走来的十四局人永不安于现状，对施工技术创新孜孜不倦的追求从一代又一代水电人传承至今。清蓄电站开工伊始就确定了高标准、铸精品的目标，翻阅从广蓄一路走来堆积的一堆堆资料，十四局人清醒的认识到斜、竖井滑模系统的问题已被成功解决，但担负运输任务的斜、竖井运输系统的运行安全一时成为井内施工人员头上悬着的一把“尖刀”，项目技术管理人员发誓在清蓄必须把这把几十年未拔掉的尖刀彻底除掉。于是，一条向外延伸的学习之路就此拉开，广东、贵州、湖南、江苏、河南、河北、吉林……求学之路遍布了祖国大半的河山，在湖南我们找到了可以用于斜、竖井施工的绞车，在江苏我们找到了可以用于竖井施工带有防坠落装置的吊笼，在河北找到了可以加工用于斜井灌浆的抱绳装置，在吉林找到了可以用于斜井运输设备的抱轨制动装置。但这些仅仅只是一些只适合于矿山领域施工的设备，要在水电工程中使用，为时尚早。水电十四局的科技人员与各专业生产厂家通宵达旦的设计、咨询工作启动，一个个称心如意的设备在施工现场经受住考验，一套适用于水电地下工程的施工设备和施工方法及施工工艺投入到施工的工程当中。施工的矿用提升绞车一经安装投入使用就赢得喝彩，全自动PLC程序全过程控制将提升设备意外跑车的概率降至最低，斜井混凝土施工运输小车底部安装的抱轨装置和斜井灌浆运输小车前部安装的抱绳装置将小车坠落的风险从根本上解决。至此，这把“尖刀”被彻底拔掉。提升绞车在清蓄电站的成功应用从闽粤大地传至遥远的澜沧江，又被吹至雅砻江河畔，在如今，凡是新开工的水电站，只要有斜、竖井施工便会有这种经十四局改进的矿用提升绞车。在清蓄像这种让人瞠目结舌的创新数不胜数，厂房开挖的平整度和半孔率让中国爆破工程协会的专家在现场查看后竖起大拇指，称之为地下工程的工艺品，地下厂房浇筑的清水混凝土迎来无数的观摩学习团队，被建设单位称之为混凝土施工的标杆。在清蓄，水电十四局获得太多骄人的成绩。

其中：《一种斜井运输小车防坠落制动装置》、《用于斜竖井施工的JTP改进型提升绞车》、《一种提升设备防坠落试验用的脱绳装置》、《一种斜井工程施工的安全保护装置》、《一种自稳型上置式针梁钢模》、《一种全钢模板饰面清水混凝土明缝条》、《一种地下洞室高边墙预裂孔施工的导向定位装置》、《一种隧洞化学灌浆孔口封闭装置》、《一种地下洞室高边墙饰面混凝土的施工方法及施工装置》被国家知识产权局授予实用新型专利，《一种全钢模板饰面清水混凝土明缝条及其明缝的施工方法》、《一种地下洞室高边墙预裂孔施工的导向定位装置》、《一种地下洞室大小洞径贯通开挖施工方法》、《一种清水混凝土耐久性保护施工方法》、《一种提升设备防坠落试验用的脱绳装置》获得国家知识产权局发明专利或发明专利授权。

《斜井提升设备及防坠落施工工法》、《抽水蓄能电站地下厂房饰面免装修清水混凝土浇筑施工工法》获得中国电力建设企业协会施工工法，《地下工程精细爆破与应用》2012年获得中国爆破工程协会一等奖。

深蓄：创新永无止境

2012年水电十四局进入深圳特区，承担深圳抽水蓄能电站的建设施工任务，在深蓄，创新的意识贯穿在每一个管理人员的血液中。永不满足现状的十四局人在脑海中对每一个施工环节进行推敲，他们发现斜井开挖施工用的轨道和斜井混凝土施工用的轨道具有很大的创新空间，在斜井开挖支护施工阶段受开挖面不平整因素的影响，斜井运输小车和开挖施工作业台车沿槽钢轨道运行。开挖支护施工结束后拆除槽钢轨道安装工字钢轨道用于混凝土施工运输小车和滑模的运行。能不能将这两种轨道合二为一，省去一次轨道安拆的工作量成为急待解决的问题。在开挖阶段安装轨道用于后续混凝土的施工最大的难题在于开挖爆破时冲击波对轨道精度的影响以及轨道基础混凝土采取什么方式进行施工。找到难点后，项目技术管理人员开始寻找突破口，如果在临近掌子面的区域安装轨道进行临时固定，在掌子面向下延伸后对爆破影响区外的轨道再精调后进行基础混凝土的施工或许就能解决这个问题，但必须确定一个合理的距离，通过现场试验确定这个距离为30m，即掌子面附近30m以内的区域轨道进行临时安装，30m以外的轨道按照永久轨道安装标准进行安装。为便于现场施工和轨道基础的稳定，现场管理人员对轨道基础混凝土的浇筑方式进行试验，立模板浇筑混凝土、立模板喷混凝土、不立模板喷混凝土，通过现场试验，最终采用不立模板喷混凝土的方式对轨道基础混凝土进行施工。通过这个创新，水电十四局在深蓄电站两级斜井中省去轨道一次安拆量60吨，节约材料，降低施工成本、减小轨道重复安拆时的施工风险，每条斜井施工周期缩短一个月。2016年《斜井轨道施工工法》获得广东省工法和中国电力建设企业协会工法。

土木工程项目的施工永远都不能照搬固有的施工技术，一个新的项目就是一个新的挑战。在深蓄电站施工中水电十四局项目管理人员结合现场实际施工中遇到的问题，坚持将科技创新进行到底，通过不断的提炼和总结，最终形成了《一种斜井运行轨道的施工方法》发明专利，《一种用于水电站斜竖井施工中的提升绞车》、《一种自动调节钢丝绳张力的斜井扩挖设备》、《一种自动调节钢丝绳张力的斜井运输设备》实用新型专利。

海蓄：一场与时间赛跑的战役

海南，一个美丽的国际旅游岛，蓝天碧水，是很多人向往的旅游圣地。可对电力的恐慌是海南省人民心中挥之不去的痛，2005年9月26日，罕见强台风“达维”袭击海南，风狂雨骤，海南电网全面崩溃。在此之后国家采取一系列措施加强海南电力供应，从海底电缆到昌江核电站再到海南琼中抽水蓄能电站，都为了达到解决海南岛电力恐慌这个共同的目标。

2014年4月1日海南琼中抽水蓄能电站主体工程开工，有地下铁军之称的水电十四局再次挑起重担，所承担合同标段内有海蓄电站5条斜、竖井中的4条，包括两条引水斜井、一条排风竖井和一条高压电缆斜洞，为整个工程施工风险和施工难度最大的标段。根据合同要求，完工时间为2017年12月31日，水道充水时间为2017年8月31日，是史上建设周期最短的抽水蓄能电站。

进度与质量、进度与安全总是存在各种矛盾，从项目开工后，水电十四局就确定了一个主要思想，绝不盲目赶工，项目施工的首要任务是保安全和质量，其次才是进度，利用科技创新的手段解决施工过程中的重大安全隐患、提高施工质量、加快施工进度是实施该项目的关键，于是一系列与时间赛跑的科技创新活动逐渐展开。

在以往抽水蓄能电站施工中，高压电缆洞的施工往往不被引起太多的关注，但海蓄电站高压电缆洞因其工期施工压力特别大而成为海蓄电站建设者们关注的头等大事，高压电缆洞由平洞段和斜洞段组成，其中斜洞段总由上、下两段组成，其中上段倾角为22°，下段倾角为33°，因斜洞上段倾角较小，开挖施工时只能采用施工较为缓慢的正井法施工，通过扒渣机装渣后采用矿斗车运至井口卸料后再转运至渣场，这种施工速度极其缓慢，导致高压电缆洞斜洞段开挖支护完成具备混凝土浇筑的时间为2016年7月3日，根据业主下达的必须于2017年11月30日完成高压电缆洞混凝土衬砌节点目标仅剩150天，而在这150天内必须完成剩余416.409m长混凝土衬砌，采用传统施工方法根本不可能实现，而如果该目标不能实现将直接影响高压电缆洞内电缆的安装，进而影响整个工程的完工工期。困难面前，水电十四局的项目管理者又一次提出必须要有大局观，高压电缆洞的节点目标必须实现，于是项目技术人员将目光再次转向了科技创新，因高压电缆洞衬砌断面特别小，因此，以往施工过程中均采用搭设脚手架支撑模板的传统施工方法进行浇筑，这种方法平均每天只能浇筑1m长混凝土，如果采用滑模进行浇筑，施工速度势必将成倍增长，但在倾角和衬砌断面均特别小的隧洞中采用滑模浇筑混凝土，没有任何经验可以借鉴。而且，隧洞的顶拱不衬砌，意味着顶拱缺少约束，如果滑模在施工过程中被混凝土的浮托力抬动，一切将会前功尽弃。考虑到施工过程中可能面对的问题，技术人员着手设计滑模结构，相关图纸绘制完成后邀请水电十四局有着多年施工经验的专家进行评审，根据专家评审意见对滑模结构进行进一步优化并最终进行加工制作。2016年9月3日海蓄电站高压电缆洞斜洞33°洞段采用滑模开始浇筑混凝土，2016年9月13日施工完成，2016年9月29日22°斜洞段混凝土衬砌开始，2016年10月21日施工完成，滑模平均每天滑升浇筑混凝土达10m以上，较传统施工方法提速10倍以上，而且由于是采用滑模进行连续作业，整条隧洞混凝土无施工缝，施工质量进一步提升。在困难面前，水电十四局又一次将不可能变为可能。

通过技术创新手段弥补工期压力带来的不利局面，通过不断的科技创新活动，《地下厂房竖井开挖支护及混凝土衬砌施工方法》于2016年先后被中国电力建设企业协会和中国水利工程学会评为行业工法，《地下厂房顶拱光爆施工中的几个实用技巧》获得云南省第二届职工合理化建议优秀奖，《一种提高钢板预埋件施工精度的钢板预埋件》、《一种内置式拉筋结构》、《一种水电站斜、竖井施工时地下洞室绞车的设置》先后获得国家实用新型专利。

30年的坚持与创新，水电十四局在自主创新发展的技术道路上踏踏实实的走过每一步，在中国抽水蓄能电站发展史上留下浓墨重彩的一笔。现如今，抽水蓄能电站已在全国各地开工建设，下一个30年，勇于拼搏，善打硬仗的十四局人必将向更高、更远的技术领域探索。