智利等国部分地下工程建设的最新进展

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在建的N.D.德朗斯(Nant de Drance)抽水蓄能电站位于瑞士瓦莱(Valais)州，装机容量为900MW，计划于2017年完建。海瑞克公司(Herrenknecht)的设备正在开挖地下基础设施的关键部分，即隧道和竖井。隧道工程已经顺利完成，竖井工程仍在继续施工。

最初，承包商马蒂隧道工程股份公司(Marti Tunnelbau AG)采用海瑞克公司生产的隧道掘进机(开敞式隧道掘进机，直径为9 450 mm)开挖的隧道位于海拔1 700 m，这条隧道是在施工阶段和后续运行过程中唯一能安全越冬的系统。开敞式隧道掘进机已成功运用于勒奇山(Lötschberg)(2000～2003年，瑞士长10 km的铁路隧道)和圣佩德罗(San Pedro)等基础隧道工程项目(2005～2006年，西班牙长为3 km的铁路隧道)。

海瑞克升级改造后的开敞式隧道掘进机(主轴承直径为5 088 mm)在施瓦瑙(Schwanau)水电站中得到了应用，并提供了新的锚杆安装系统和高山施工现场其他大型设备的备品备件。在开挖过程中，瑞士海瑞克子公司承担了约0.43 m刀盘的翻新工作。在2011年10月的施工高峰期，一周内，隧道可安全掘进220 m。2012年9月初，隧道在掘进5.6 km后顺利穿过深达600 m的片麻岩、杂砂岩和花岗岩层。

除了开敞式隧道掘进机外, 海瑞克公司的反井钻机(RBR)在N.D.德朗斯项目中也得到了运用。600 VF的反井钻机开挖了2个深为424 m的竖井，其上游维克斯爱默生(Vieux Émosson)水库与发电机的洞室相连。马蒂承包商有限公司设法完成直径为381 mm的导孔第一钻，自上而下需穿过岩石，强度达150 MPa，1 d最大钻进深度可达62 m。直径为2 440 mm的扩孔施工于2012年11月14日开始，每天钻进进尺达33 m，只用了2周就顺利完成。第2个竖井(导孔和扩孔)的施工是采用600 VF的反井钻机，于2013年秋季开挖。

第3台机器是目前正在德朗斯项目中钻进坚硬岩石的新型海瑞克竖井凿岩台车。2013年4月投产后，什切青土木工程(Östu-Stettin Hoch- und Tiefbau)有限公司采用该台车实施开挖，每天爆破120个炮孔，凿岩爆破两回合达2.5 m。该台车安装直径为2 440 mm钻轴的反井钻机，采用常规方法钻进，钻孔直径可达8 m。

1 智 利

在智利开发的一些水电项目中，均设置有重要的隧道工程。例如，法罗里奥集团(Ferrovial Agroman)和法罗里奥建筑子公司这两家公司，最近被恩德萨(Endesa)电力公司选中承建在智利的神鹰(Los Cóndores)水电站厂房土建工程，合同价约2.5亿美元。

该电站位于莫莱(Maule)地区，圣地亚哥南部360 km处，装机容量达150 MW。该项目包括开挖长为12 km的引水隧洞，建高为40 m的厂房，以及布设水头为470 m的封闭压力管道。 法罗里奥公司于2014年开建工程，首先开展地下掘进工作，并开挖隧道直至其进入厂房，工期为4 a。

摩迪(Multiconsult)、智利斯卡瓦(Skava)和瑞士安贝格(Amberg)等公司相互合作，达成一项协议，为智利奥拓米埔(Alto Maipo)项目的业主提供地下工程服务。

智利奥拓米埔项目的装机容量为531 MW，包括2座水力发电站，即水头为1 160 m的上游电站和水头为483 m的下游电站。对这2座地下电站和长为67 km的隧道，分别采用常规钻爆法和隧道掘进法施工。项目所在区域的岩石覆盖超过2 000 m，地质条件相当复杂，对地下工程是较大的挑战。

大坝和地下工程能源部负责人称，摩迪公司曾参与和负责了该项目部分可行性方案研究和招标文件的编制工作。

2 美 国

美国萨克拉门托市政公共事业部(SMUD)正计划开发装机容量为400 MW的爱荷华山抽水蓄能电站项目，项目所需要的隧道工程长达几百米。

最近，SMUD与雅各布联营公司一个团队签订了3 000万美元的工程服务合同，负责现场监管该项目的初步设计和施工审查。一旦建成，该项目将位于加利福尼亚州萨克拉门托东部约80 km的卡米诺小镇。只有在满足一系列环境、运营以及其他可行的标准条件下，项目才可能得到逐步推进。

爱荷华山项目将利用现有的美国河上的水库，将水抽到上游一个库容量为790万m3的新水库并储存起来。在电力需求高峰时期，将水从上游水库通过深为305 m的竖井和长为1 070 m的隧道泄放到下游水库。所发的电将通过现有的输电线路与现有美国河水电项目上游的萨克拉门托市政公共事业部相连，并提供给用户。

“雅各布协会已经组建了一个优秀的团队，以便为爱荷华山抽水蓄能项目业主提供工程服务”，雅各布联营公司主要负责人如是说。同时他还表示，该团队很高兴能有机会在这重要的抽水蓄能水电站项目规划和可行性研究方面，为萨克拉门托市政公共事业部提供支持。

团队已经开始岩土工程勘察的钻探计划。该钻探计划包括从地表面到拟建的地下厂房洞室周边的巷道(隧道)地质勘探。钻探结果将有助于萨克拉门托市政公共事业部来确定爱荷华山项目在隧道和安置发电设备的地下洞室施工方面的可行性。

3 加拿大

加拿大不列颠哥伦比亚省(BC)的约翰·哈特发电站重建工程已成为重要的里程碑，运营商BC水电公司与BC电力公司已签订合同，开始建造该工程。该工程为电站更新改造项目(包括创新设计的地下厂房)，这将有助于提高公共安全和改善电站对环境产生的影响。

BC电力公司是专业的工程建设公司，SNC-兰万灵集团公司拥有其 100%的股份。该公司有望与国际团队成员在专业设计和制造方面的工作和合作，比如发电机和水轮机。

约翰·哈特是一座运行了67 a的水电站，其在抗震性、运行可靠性和鱼类栖息地方面存在一定的风险，需要更换设施和实施改造。改造工程将在未来5 a完成，同时BC水电公司在施工阶段将继续运行现有的水电站。

该项目的预计成本将超过10亿美元，工程内容包括：在约翰·哈特电站溢流坝处更换进水口施工；为一条长为2.1 km的隧道更换3根长为1.8 km的压力管道; 新建水电站和现有水电站上游的过水设施。新建的水电站将位于地下更深处，并没有靠近河岸。预计该项目装机容量达121～132.2 MW。

4 马来西亚

马来西亚首都吉隆坡是拥有数以百万计居民的潮湿的热带大都市，但其淡水资源缺乏。马来西亚能源部、绿色科技和水务部门(KeTTHA)计划新建一条隧道，从热带雨林的瑟曼丹(Semantan)河流取水，以满足城市家庭和工业用水的需求。在2014年，3台5.23 m罗宾斯硬岩隧道掘进机成功完成了彭亨雪兰莪原水隧道(Pahang Selangor Raw Water Tunnel)的开挖，这也是东南亚开挖的最长的隧道。长44.6 km的大型隧道穿过了高达1 246 m的蒂迪旺沙(Titiwangsa)山脉及其下面的地热带，包括温泉。

由于地质条件变化很大(包括无侧限抗压强度达200 MPa、坚硬的花岗岩、多个断裂带和石英岩脉)，因此，建议采用3种不同的掘进机。入口和出口附近的部分、以及在沉积岩和花岗岩中的挖掘，采用的是新奥法。 KeTTHA选择了与日本清水、西松建设公司以及当地的怡保工程公司和UEM建筑有限公司(SNUI合资公司)的合作。大部分隧道施工使用的是罗宾斯掘进机，这是很明智的选择。

第1台隧道掘进机开挖的隧道长为11.2 km，该隧道已在2013年3月贯通。其他2台掘进机的掘进长度分别为11.3 km和12.0 km，2014年2月中旬，隧道全线贯通。罗宾斯掘进机现场服务经理称，隧道的顺利贯通是通过辛勤努力取得的。

整个项目尽管面临诸多挑战，包括断层带、岩层条件的变化、很高的岩温、频繁的雷电使机器需要停工等，但掘进机仍能保持其出色的掘进速度。由于温泉、水的侵入，在记录温度高达56℃的情况下，其最大速率仍能达到49 m/d，一周的速率能达到198 m，在一个月内，完成了掘进隧道长度达657 m。

利用高科技技术来设计也是项目成功的因素之一。为了解决大量和坚固的岩层覆盖问题，所有的机器都配有定制的背装式刀头和耐用的大直径刀盘，最小刀盘直径达0.48 m左右。该机器还具有精简的操作室，为触摸屏和无线操作，可将数据传送到工地办公室和项目的网站，这样可在世界各地对传输数据进行分析。每台机器的背后都设计有罗宾斯连续输送系统，可有效地输移机器前面的淤泥。