一、工程概况
锦屏二级水电站位于四川省凉山州雅砻江上,总装机容量4800MW,属一等大(I)型工程,单机容量600MW,额定水头288m,多年平均发电量242.3亿kW· h,是我国“西电东送”的骨干工程,为目前世界埋深最大、规模最大、建设条件最复杂的长引水式电站。
工程枢纽主要由首部低闸、“四洞八机”的引水系统及尾部地下厂房三大部分组成,其中四条引水隧洞单洞长16.7km,洞径12.4~14.6m,73.1%洞段埋深超过1500m,最大埋深2525m。工程建设面临2500m级超深埋隧洞开挖、强岩爆破坏与千米级水头超高压突涌水危害处理等世界级技术难题,通过技术创新,创造了隧洞群开挖月进尺3300m、58个月全部贯通的世界纪录。
工程于2007年1月30日正式开工,2012年12月投产发电, 2016年1月枢纽工程通过竣工验收,总投资380.56亿元,
二、科技创新与新技术应用
1.构建了以围岩为承载主体,集快速支护、多重灌浆承载圈、薄型衬砌和减压孔于一体的新型隧洞结构体系,解决了100MPa级地应力和10MPa级外水压力耦合作用下隧洞成洞与安全运行的世界级难题。
2.建立了“超前微震监测+诱导释放能量+分序强化围岩”的岩爆风险预警与防控体系,攻克了100MPa级超高地应力强烈岩爆下隧洞安全施工难题,保证了111次强烈岩爆条件下的施工安全。
3.研发了“多尺度递进识别+堵排控有机结合”的超大流量突涌水预警与防治成套技术,解决了千米水头级超高压、最大流量7.3m3/s突涌水情况下的施工技术难题。
4.提出了大流量长隧洞高压引水发电系统机电一体化瞬变流计算方法,创新了长引水发电系统机电一体化水力设计方法和调控体系,建造了世界规模最大差动式调压室,将机组运行调节间隔时间由120min缩短到15min之内,实现了大流量长引水式电站的灵活安全运行。
5.工程建设注重绿色施工和环境保护,优化节约混凝土100万m3,利用洞挖渣料450万m3。建设了鱼类增殖放流站,已放流鱼苗760万尾。持续保持生态流量泄放,维持了雅砻江锦屏大河湾的生态环境。
6.依托本工程及其关键技术建设的锦屏地下实验室,是目前世界上岩石覆盖最深、体量最大、宇宙线通量最小、基础设施最完备的暗物质实验室。
三、获奖情况
1.2015年度世界工程组织联合会(WFEO)Hassib J.Sabbagh杰出工程建设奖;
2.针对锦屏工程开展的关键技术研究“隧道含水构造等不良地质超前预报定量识别及其灾害防治关键技术”、“硬岩高应力灾害孕育过程的机制、预警与动态调控关键技术”、“隧道与地下工程重大突涌水灾害治理关键技术及工程应用”、“锦屏二级超深埋特大引水隧洞发电工程关键技术”4项成果获得国家科学技术进步二等奖;
3.“锦屏二级水电站深埋长大水工隧洞群建设关键技术”获得中国水力发电工程学会水力发电科学技术特等奖;
4.“复杂大型洞室群稳定性快速动态反馈分析与闭环优化设计方法”、“锦屏二级水电站深埋隧洞群岩爆分析、监测与预警方法研究”2项成果获得中国岩石力学与工程学会科技进步特等奖;
5.“深埋高外水压力水工隧洞关键技术研究及应用”获四川省科技进步一等奖;
6.“深埋高水头水工隧洞围岩稳定控制关键技术”获国家能源局国家能源科技进步一等奖;
7.“雅砻江流域水电生态环境保护关键技术研究及应用”获中国水力发电工程学会水力发电科学技术一等奖;
8.“深埋水工隧洞重大地质灾害风险识别关键技术及应用”获中国岩石力学与工程学会科技进步一等奖。