２０１６年４月 水利水电快报ＥＷＲＨＩ 第３７卷第４期 文章编号：１００６－００８１（２０１６）０４－００２４－０２ 水电工程ＴＢＭ隧洞施工的最新进展 ［英国］Ｐ．雷诺兹 摘要：老挝谢片谢那姆诺水电站装机容量４１０ ＭＷ，已决定采用ＴＢＭ进行引水隧洞的施工，前期工作已 准备就绪；土耳其卡尔吉水电站引水隧洞在掘进中遭遇了相当复杂的地质条件，ＴＢＭ克服了重重困难，隧 洞掘进工作最终圆满完成；在挪威，地下工程再度兴起，罗斯滕水电站引水隧洞即将动工。 关键词：水力发电工程；ＴＢＭ隧洞施工；谢片谢那姆诺水电站；罗斯滕水电站；卡尔吉水电站 中图法分类号：Ｕ４５５ 文献标志码：Ａ １老挝谢片谢那姆诺水电站 谢片谢那姆诺（Ｘｅ—Ｐｉａｎ Ｘｅ—Ｎａｍｎｏｙ）水电站 位于老挝南部，谢片谢那姆诺能源有限公司 （ＰＮＰＣ）与老挝政府签署合同，获得该项目开发权 和３２ ａ经营特许。电站装机４１０ ＭＷ，计划于２０１８ １．１项目开发 开发商ＰＮＰＣ是一家投资公司，由韩国ＳＫ工程 建设公司、韩国西部电力公司（Ｋｏｗｅｐｏ）、泰国叻丕 发电控股公司（ＰＣＬ）、老挝国有控股公司（ＬＨＳＥ）等 ４家公司组成。ＰＮＰＣ的三国背景起源于老挝、泰国 和韩国签署的能源合作协议，协议对该水电项目的 开发作了详细说明。 水电站坝址的现场研究工作始于２０世纪９０年 代中期，现在的设计理念和建筑物布置与当时的构 想基本一致，只是增大了装机容量。 项目开始于大约１０ ａ前，即２００５年ＳＫ工程建 年建成，预计年发电量超过１ ８００ ＧＷ·ｈ，大部分电 力将出口到泰国，少量供应国内。 该水电站位于波罗芬（Ｂｏｌａｖｅｎ）高原阿速坡 （Ａｔｔａｐｅｕ）省和占巴塞（Ｃｈａｍｐａｓａｋ）省境内，接近泰 国边境，西距湄公河巴色（Ｐａｋｓｅ）市约８０ ｋｍ，东南 距阿速坡省３５ ｋｍ。 设公司和韩国西部电力公司签署合作谅解备忘录 后，谅解备忘录促进了与其他合作伙伴一系列合作 协议的签署，后来两公司共同出资成立了投资公司。 ２００８年，与老挝政府签订了项目开发协议（ＰＤＡ）。 波罗芬高原上分别建有两座堆石坝，即谢片坝 和谢那姆诺坝，另外还建有几座副坝和霍威吗参 （Ｈｏｕａｙｍａｋｃｈａｎ）坝，厂房布置在坝后，水头６３０ ｉｎ， 尾水排入谢昆（Ｘｅ Ｋｏｎｇ）河。 工程从谢那姆诺主水库取水，通过隧洞引水到 ２０１０年和２０１２年，分别与泰国电力局（ＥＧＡＴ） 和老挝电力公司（ＥＤＬ）签署了关税谅解备忘录， 高原边缘，调压井前为低压引水洞，过调压井后为竖 直段，隧洞变为高压洞。压力管道将水引向地面厂 房，厂房安装３台混流式水轮机和１台冲水式水轮 机。电力经过变电站通过一条２３０ ｋＶ输电线输往 泰国，一条１１５ ｋＶ输电线并人本地电网。 收稿日期：２０１５．０８．０７ ·２０１２年签订了特许经营权协议，２０１３年与ＥＧＡＴ签 署了电力购买协议（ＰＰＡ）。混流式水轮发电机组发 电量大约占９０％，并用于出口。 ＰＮＰＣ以７０：３０的债转股率开发该项目。 工程的设计、采购、施工（ＥＰＣ）主合同由ＳＫ工 ２４· ［英国］Ｐ．雷诺兹水电工程ＴＢＭ隧洞施工的最新进展 程建设公司负责实施，在特许经营期内韩国西部电 力公司负责运行和维护，泰国叻丕公司负责监督。 １．２隧洞 子公司施工。项目总水头７５ ｍ，预计年发电量超过 ４６０ ＧＷ·ｈ。 工程于２０１ １年初开工，主要建筑物包括一座高 １３／１１、长５００ ｎｌ的土坝、一条长１１．８ ｋｍ的引水隧洞， 和一座地面发电厂房，电站尾水排人博亚巴德（Ｂｏｙ— ａｂａｔ）水库。 上游低压引水洞长１３．７ ｋｍ，混凝土衬砌。隧 洞沿线岩性为泥岩、粉砂岩和砂岩。５５０ ＩＴＩ深的垂 直洞同样用混凝土衬砌。ＥＰＣ承包商ＳＫ工程建设 公司与意大利专业承包商舍利公司（ＳＥＬＩ）签订了 分包协议，双方共同完成上游引水洞开挖，包括 最初计划２０１３年年底完成电站建设。引水隧 洞前１／４，围岩中夹有软火山岩、石灰岩和粘土，但 主要是坚硬的大理岩。 ＴＢＭ机的制造。 舍利公司与德国泰拉泰克公司（Ｔｅｒｒａｔｅｃ）签订 了ＴＢＭ制造合同，澳大利亚和Ｅｔ本生产零部件，最 后在中国组装。２０１４年ｌ２月初，总承包商、分包商 和老挝政府代表参加了ＴＢＭ的出厂验收。 硬岩双护盾ＴＢＭ直径５．７４ ＩＴＩ，４３１．８ ｍｌｎ刀盘， 刀头上设４个抓斗。主传动功率２ ０００ ｋＷ，刀盘最大 转速７ ｒ／ｍｉｎ，扭矩８ ０００ ｋＮｍ，主要考虑处理破碎带。 遇到地质问题时，ＴＢＭ可以以单护盾模式推 进，并配有高压应急推力装置。 目前正在拆解ＴＢＭ，计划于２０１５年初通过陆 路运到泰国港并进行现场组装。 ２挪威罗斯滕水电站 挪威正在建设装机８０ ＭＷ的罗斯滕（Ｒｏｓｔｅｎ） 水电站，承包商斯堪斯卡（Ｓｋａｎｓｋａ）公司主要负责土 建工程，包括总长５ ｋｍ的地下洞室和发电厂房。罗 斯滕水电站由挪威一家能源公司开发，预期年发电 量超过１９０ ＧＷ·ｈ。隧洞横断面面积２０ Ｉｎ 到５０ ｍ 不等，２０１５年开工，２０１７年完工。电站将于２０１７ 年年底投入运行。 挪威隧洞数量有限，主要有下勒索加（Ｎｅｄｒ ｅＲｃｓｓｈｇａ）和吕瑟博腾Ⅱ（Ｌｙｓｅｂｏｔｎ Ｉ１），罗斯滕水电 站引水隧洞为挪威新建隧洞项目。水电隧洞工程也 许已经过了鼎盛期，但国家战略“绿色电池”项目将 给地下工程带来新的发展前景，现在隧洞项目正不 断涌现，一些备受关注的项目也在酝酿之中。 ３土耳其卡尔吉水电站 ２０１４年，土耳其１０２ ＭＷ卡尔吉（ｋａｒｇｉ）水电项 目中，直径１０ ｍ的罗宾斯ＴＢＭ成功完成了在恶劣 地质条件下７．８ ｋｍ隧洞的掘进。剩余洞段采用钻 爆法施工。 卡尔吉项目位于乔鲁姆（Ｃｏｍｍ）省克孜勒厄尔 马克（Ｋｉｚｉｌｉｒｍａｋ）河上，由国家电力公司的一家全资 由于地质条件的差异，要求ＴＢＭ设计早期要考 虑分段衬砌，然后要考虑挂网、打锚杆和环梁，最终 要考虑的是喷射混凝土。ＴＢＭ也针对地质条件做 了精心设计，考虑了连续传输系统。采用了罗宾斯 现场初次装配（ＯＦＴＡ）系统。 ２０１２年初，ＴＢＭ开始掘进后不久发现，隧洞地 质条件比预期的粘土、松散岩还要差，掘进到断裂带 内时盾构机头被抱死。通过围岩加固和挖掘辅助支 洞，ＴＢＭ最终穿过了软弱带。 遇到重大地质问题，尽管困难重重，通过技术措 施加以解决是非常有意义的。截止到２０１４年中， ＴＢＭ克服了从一开始就遇到的复杂地质条件，圆满 完成了隧洞掘进工作。这是罗宾斯现场小组在隧洞 掘进史上遇到的最难克服的地质条件，他们精湛的 技术令人印象深刻。 在最初２ ｋｍ，每次遇险都要修建支洞帮助ＴＢＭ 解困，共挖掘了７条支洞。由于地质条件复杂多变， 硬岩和流土交替出现，迫使挖掘工作多次停顿，通过 断层带是另一个施工难题。 面对如此复杂的地质条件，项目业主、顾问、 ＴＢＭ设计者、罗宾斯现场小组和承包商对ＴＢＭ进 行了“重大”改进。为使ＴＢＭ掘进尽快摆脱恶劣地 质条件，创新的解决方案和更改必不可少。 超前钻得到了广泛应用。通过超前钻，承包商 能及时发现掌子面前方的空洞、疏松裂缝和破碎岩 体，可以有效填充掌子面前方３０ Ｉｎ范围内的空洞。 承包商和罗宾斯现场小组安装了超前支护安装系 统，对洞顶提供额外的支撑。他们定制的伞钻和定 位器可以超前将管棚安装到盾构前方１０ Ｉｎ，钢管直 径９０ ｍｍ。遇到软弱地层时，用灌浆和树脂的方法 加固顶拱区。 随着一系列改进，ＴＢＭ的工作效率得到显著提 高，２０１４年初月掘进速度达到７２３ ｉｎ，最快可掘进４ｏ ｍ／ｄ。长４ ｋｍ的钻爆隧洞，月掘进速度可达３００ Ｉｎ。 （下转第３Ｏ页） ·２５· ２０１６年４月 水利水电快报 ＥＷＲＨＩ 第３７卷第４期 塌坑深３ ｉｎ，体积大约为２５ ｉｎ。，这就表明防渗体 料的内部运输。 心墙中大约有２５ ｒｌｌ 的细骨料被冲走。 整个修复工程共布置了３９个孔深为１５～３０ ｎｌ ５修复工作 的钻孔，总进尺为７２０．９ Ｉｎ。灌浆施工是采用自下 而上分段实施的方式，从钻孔底部开始灌浆，每隔 根据确定的塌坑位置，在坝体上设置了一系列 １．５ ｉｎ即向上移动一次钢套管。 的灌浆孔，拟通过灌浆来替换流失的细骨料。灌浆 整个灌浆共使用水泥量５９ ６９０ ｋｇ。为了获得 浆液由水泥、水和添加剂混合而成。 泌水率最小的浆液，每１００ ｋｇ水泥中掺加了０．７ ｋｇ 在钻孔和灌浆施工过程中，主要采用了以下施 的Ｄｙｎａｍｏｎ Ｓｘ—ｎ夕 力Ⅱ剂。 工设备。 目前，水库仍未蓄水至最高水位，因此灌浆的最 （１）一辆卡萨格兰第（Ｃａｓｅｇｒａｎｄｅ）Ｍ６型履带 终效果尚不得而知。 式钻机，可钻掘直径为１３９．７ ｍｍ的钢套管钻孔； 埃普特瓦腾坝的业主决定，在最近２ ａ内，将对 （２）一台高压空气压缩机，安装在沃尔沃（Ｖｏ１． 大坝的上下游坝坡用堆石体进行护坡养护工程施 ｖｏ）卡车上，气体流量为２５ ｉｎ ／ｍｉｎ； 工。同时，在此期间，将对大坝状况进行深入的检查 （３）一台普茨迈斯特（Ｐｕｔｚｍｅｉｓｔｅｒ）ＳＰ１１一Ｂｅｌｉ． 和全面的评估，以确定是否需要对大坝的心墙进行 ＳＯ ＬＭＲ型灌浆泵； 维护处理。 （４）一辆４轮牵引机，用于水泥和其他建筑材 （杨家凯赵秋云编译） （上接第２５页） 除了卡尔吉水电站外，国家电力公司还正在土 题没有卡尔吉水电站那样严重。 耳其开发其他水电站，包括博坦（Ｂｏｔａｎ）河上的５１７ 在国家电力公司开发的另一座水电站中，直径 ＭＷ色金（Ｃｅｔｉｎ）水电站。色金水电站由装机４０１ ４．３ ｉｎ、长９．３ ｋｍ的引水隧洞采用ＴＢＭ掘进。隧洞 ＭＷ和１１６ ＭＷ的两座水电站组成。２００９年，该电 围岩为石灰岩，裂隙中充填粘土，并遇到两条断层 站与卡尔吉水电站、２０ ＭＷ卡基特（Ｃａｋｉｔ）水电站同 带。通过对掌子面前方岩体进行超前处理，加快了 时被国家电力公司收购。卡基特水电站于２０１０年 掘进速度。 投入运营。 亚曼立ＩＩ和卡尔吉水电站的隧洞同时掘进，前 ４土耳其亚曼立Ⅱ水电站 者于２０１３年年底贯通，不久后卡尔吉水电站引水隧 洞的施工也取得了令人满意的掘进速度。 正当卡尔吉水电站施工遇到难题，紧锣密鼓地 寻求解决之道时，土耳其另一座装机８２ ＭＷ的亚 盂照蔚 马贵生译 曼立（Ｙａｍａｎｌｉ）ＩＩ水电站也遇到了掘进挑战，尽管问 （编辑：朱晓红） （上接第２７页） 厂房内部的垂直交通设施为电梯和独立楼梯， 高了约２．５％的发电量，且通过若干实用的改进措 其中电梯设置在安装问。所有楼梯出口均可通向厂 施，有效改善了该水利枢纽周围的交通、通信以及安 房外部。厂房内楼梯的设计可满足各种防火和保养 保条件。 要求，其设计高程可确保在洪水事件中提供逃生通 对工作人员和参观者而言，在优化设计中，通过 道。 重点关注建筑特色、景观花园、内部装饰以及景观照 ５ 结语 明等，可有效提高该大型水电项目的观赏性。 周荣 孙言译 该电站的优化设计不仅增加了其装机容量，提 （编辑：唐相茜） ·３０·