?

瑞士和土耳其水電站建設新進展

摘要：在歐洲，一系列水電站正在緊鑼密鼓地建設之中，如果施工進展順利，許多項目將在2016～2018年內建成。主要闡述了瑞士N.D.德朗斯抽水蓄能電站、林特利默恩電站、土耳其貝漢Ⅰ號水電站和卡吉克孜勒水電站的相關進展情況或在建設過程中遇到的困難與挑戰(zhàn)。

關鍵詞：抽水蓄能電站；施工進度；施工技術；N.D.德朗斯抽水蓄能電站；林特利默恩電站；貝漢Ⅰ號水電站；卡吉克孜勒水電站；瑞士；土耳其

1瑞士N.D.德朗斯抽水蓄能電站

在瑞士瓦萊州芬豪特市，重大項目N.D.德朗斯抽水蓄能電站正在建設中。電站位于現埃莫松和老埃莫松水庫之間一個地下巖洞中，電站出力900 MW，年發(fā)電量25億kW·h，計劃于2018年底發(fā)電。該水電站的建成將可為瑞士新能源戰(zhàn)略作出顯著貢獻。

2014年初，環(huán)境、交通運輸、能源及通信部(DETEC)部長出席歐洲最大廠房洞室的開工揭幕儀式，跨出了該項目建設具有里程碑意義的一步。憑借長194 m、寬32 m、高52 m的規(guī)模，廠房洞室躋身為歐洲最大的地下工程之一。廠房位于埃莫松和老埃莫松水庫大壩之間，埋深600 m。為施工方便，從凱特拉德開挖了一條長5.6 km的交通隧道。廠房洞室于2011年9月開始施工，歷經2.5 a時間貫通，共計40萬m3、近63萬t的土石方經爆破開挖后運至切爾巴(ChaiBar)堆碴場。廠房洞室將是電站的核心組成部分， 6臺水泵水輪機組能根據需要在短期內生產或儲存大量能量。

N.D.德朗斯抽水蓄能電站建設投資近19億瑞士法郎，其中阿爾匹克(Alpiq)能源控股集團投資39%。N.D.德朗斯董事會主席曾稱，該電站的股東們均為參與這一項目的建設而感到自豪。建成后的電站廠房將是高科技結晶，水泵水輪機能在10 min內從全功率的水輪機運行模式轉換為全功率的水泵模式。在未來瑞士和國際電力市場中，這種轉換的靈活性將具有絕對優(yōu)勢。然而到目前為止，由于在主流市場中尚不具備基本條件，阻礙了抽水蓄能電站充分發(fā)揮其經濟效益。

2瑞士林特利默恩電站

瑞士另一個在建的重要項目是林特-2015，這個最有意義的擴建項目由阿克斯珀(Axpo)公司承建。其中，新建地下抽水蓄能電站將利默恩湖水泵到穆特(Mutt)湖，兩湖高差630 m，安裝裝機1 000 MW的水泵水輪機組。

林特利默恩(Linth Limmern)電站項目的實施，將使林特利默恩發(fā)電公司的產能從目前的480 MW左右提高到1 480 MW，在性能上將提升到與萊布施塔特(Leibstadt)核電站或克魯松-迪克森斯(Cleuson Dixence)水電站相同的水平，并將為瑞士東北部和中部地區(qū)的電力供應提供安全保障。預計電站將在2016年投運。

馬特湖是自然形成的水庫，湖周修建長1 050 m的混凝土重力擋墻，可將湖水位提升30 m。水輪機組發(fā)電時，湖水通過進/出口建筑物進入長570 m、內徑8 m的有壓隧洞，流入調壓井。調壓室位于調壓井頂部，裝有2個控制蝶閥。調壓井用混凝土襯砌，長1 050 m，直徑4 m，以680 m的落差將水輸送至發(fā)電洞室。

地下廠房前，調壓井將水分流到2條連接隧洞，然后引向4臺水輪機組。水輪機組前安裝有球形閥，用以控制運行、緊急情況及進行維護。在關閉閥開啟時，輸水系統(tǒng)產生的水壓波動通過調壓室控制。4條尾水隧洞并為2條，長度分別為420 m和370 m，內徑6 m。發(fā)電尾水通過尾水隧洞，經2座進/出口建筑物排到利默恩湖。

地下廠房由發(fā)電洞室和變壓器洞室組成，2個洞室通過幾條隧洞相連。發(fā)電洞室長160 m、寬30 m、高50 m，變壓器洞室長140 m、寬20 m、高25 m，被稱為ZS1的交通洞從蒂爾費德(Tierfehd)通至發(fā)電洞室，洞長4 000 m，裸洞直徑8 m，洞內安裝纜車運送重物，便于發(fā)電機-變壓器組件的現場交付，每個組件重達225 t。

4臺抽水蓄能機組將安裝在發(fā)電洞室，每臺由單級水泵水輪機(250 MW)、旋轉可變異步電動機以及必要的支撐和配套設備組成。泵水模式的設計泵水量約35 m3/s，發(fā)電模式的設計過流量約50 m3/s。水泵水輪機組采用混流可逆式水輪機，發(fā)電機通過變壓器耦合到380 kV變電站。2條380 kV電纜從變電站經ZS1交通洞引至新蒂爾費德變電站。正在修建1條長17 km的380 kV架空輸電線，從該變電站將利默恩抽水蓄能電站接入瑞士高壓電網。

3土耳其貝漢Ⅰ號水電站

在建的貝漢(Beyhan)Ⅰ號水電站建在土耳其東部埃拉澤(Elazig)省的穆拉特(Murat)河上， 裝機600 MW，是卡拉翰能源發(fā)電合資公司在該河上計劃開發(fā)的4座水電站中的第1個開工項目。另3座水電站為貝漢Ⅱ號、上凱拉克和下凱拉克。4座電站總裝機為1 855 MW。

2015年，貝漢Ⅰ號水電站投運，年發(fā)電量為1 253.73 GW·h，為土耳其40萬戶居民供電。貝漢Ⅰ號是土耳其第1個有私人股本參與開發(fā)的水力發(fā)電項目，這座徑流式水電站由3條導流洞、1座RCC壩和1座地下廠房組成，通過380 kV開關站將電力輸至電網。3條導流洞直徑均為9.5 m，長度分別為540，570 m和616 m；RCC壩高97 m，壩頂長365 m、寬10 m，水庫庫容約3.69億m3；電廠壓力管道長7.8 m，流量856.2 m3/s；大壩設6孔溢洪道，安裝寬11.5 m、高15.2 m弧形閘門，下泄流量10.52 m3/s。

貝漢Ⅰ號電站中安裝了4臺水輪發(fā)電機組，由安德里茨(Andritz)水電公司和阿爾斯通公司分別提供，總水頭77 m。每臺混流式水輪機轉輪直徑6 m，重達80 t；3臺發(fā)電機外徑13.5 m，高7.9 m，出力235 MW。

貝漢Ⅰ號大壩于2011年開工建設，土石方開挖約600萬m3，RCC壩澆筑用混凝土60萬m3。2011年，貝利公司獲得了價值390萬美元的合同，內容包括貝漢Ⅰ電站廠房的詳細設計和復核大壩、水閘、溢洪道、引水結構、底孔和開關站等建筑物的結構，貝利與特米爾蘇合作完成設計工作。2012年，安德里茨水電公司獲得了價值6 000萬美元的合同，提供3臺混流式水輪機組；2013年，阿爾斯通公司獲得了4 700萬美元的合同，提供32 MW的環(huán)保型水輪發(fā)電機組，還包括變壓器、380 kV開關站、電壓系統(tǒng)、電氣保護系統(tǒng)和全自動化系統(tǒng)等電氣設備；同年福伊特公司獲得了5 300萬美元的合同，提供3臺發(fā)電機組。

4土耳其卡吉克孜勒水電站

同樣在土耳其，利用羅賓斯雙護盾隧洞掘進機(TBM)來應對復雜的地質問題，隧洞掘進成功貫通，成為卡吉克孜勒(Kargi Kizilirmak)水電工程建設進程中的里程碑。

羅賓斯現場團隊在攻克了史無前例的復雜地質問題后，TBM隧洞貫通。TBM選型由業(yè)主、顧問、羅賓斯和承包商土耳其吉利馬克公司共同確定。在7.8 km的掘進中，從始至終地質條件都異常復雜，然而TBM掘進克服了重重困難，成功解決了復雜的地質問題。

使用TBM時，遇到惡劣地質環(huán)境，導致工期延誤，現場團隊必須找到創(chuàng)新的解決方案，包括在隧洞內對機器的維修。在開始2 km的隧洞掘進中，由于隧洞坍塌導致TBM被埋，需要開挖支洞幫其解困。由于圍巖地質條件變化很大，既有堅硬的巖石也有松散堆積層，刀盤掘進多次被迫停工。當掘進到相對較新的巖層中接近北安納托利亞斷層帶時，隧道沿線分布的眾多大大小小的斷層從另一層面增加了地質條件的復雜性。承包商、業(yè)主、顧問和羅賓斯工程師共同研究解決方案，提升惡劣地質條件下的掘進速度。在羅賓斯現場團隊的協(xié)助下，承包商安裝了1個特制的棚鉆和定位器，從而實現了通過前置護盾安裝管棚支護。

棚鉆可以鉆至刀盤前10 m，直徑90 mm的管棚在隧道頂拱120°～140°范圍內提供額外支護。當掘進到軟弱地層時，則灌注樹脂和水泥漿防止洞頂坍塌。由于成功使用了超前鉆施工技術，吉利馬克公司能測量并回填刀盤以上30 m范圍內斷層帶中分布的空腔，還可檢測開挖面前方的松散土裂縫和破碎巖體。羅賓斯的現場經理稱，承包商、項目業(yè)主和羅賓斯管理、工程部及現場項目部人員的精誠合作和相互信任，確保TBM改進的正確性。盡管一開始掘進速度緩慢，但當其改進到位后，明顯提高了掘進速度。

茆金柱馬貴生譯

(編輯：唐湘茜)

中圖法分類號：TV743

文獻標志碼：A

文章編號：1006-0081(2016)03-0023-02

收稿日期：2015-11-30