发电引水隧洞高地温洞段施工降温技术

邓术英

【摘要】为生产提供源源不断的能源，水电站正是提供电能的重要基础单位之一，其通过科学技术手段，其他能转化为电能，供给工业系统运行和人们是日常生活功用，因此可以看出，水电站工程的重要性，为了保证水电站工程的顺利进行，笔者采用理论分析法，分析了新疆塔什库尔干河齐热哈塔尔水电站工程（为了书写方便，以下简称为QRHT水电站工程）中的发电引水隧洞高地温洞段施工降温技术，希望以此为例，为其他水电站工程发电引水隧洞高地温洞段施工的顺利进行起到一定的参考帮助作用。

【关键词】水电站工程；高地温洞段；降温技术

前言：在国内，针对发电引水隧洞高地温洞段施工降温技术的研究有很多，其中就包括宿辉，张宏，耿新春，唐阳，汪健等人，针对齐热哈嗒尔高地温引水发电隧洞施工的降温措施的系统化研究，在这些前人的研究基础上，笔者根据新疆塔什库尔干河齐热哈塔尔水电站工程的实际情况，结合个人观点以及相关理论进行论述，首先介绍了工程项目的具体情况，然后介绍了发电引水隧洞高地温的成因，最后论述了发电引水隧洞高地温洞段施工降温技术措施，现报道如下：

一、工程项目简介

QRHT水电站工程的位置在新疆维吾尔自治区喀什市塔什库尔干塔吉克自治县境内的塔什库尔干河上。该电站的发电厂房正在建设的下坂地水利枢纽电站厂房下方大概二十四千米的地方，为塔什库尔干河沿线的水电站中，属于二级水电站，该工程与塔什库尔干塔吉克自治县之间的距离大概约为五十六千米，与喀什市之间的相隔三百二十二千米远。在该发电站中，其内部的总装机的容量大概约为210MW，总体来说，本次工程的施工量较大，通过核实结算后发现，其总的工程成本为1660000000元，施工的时长为两年零七个月，主要是由新华喀什水电开发有限公司进行该次工程的筹划和总体投资[1]。

二、高地温成因分析

对于高低温的实际成因主要是从以下三方面来讲：

（一）地壳作用成因

对于齐热的水电站工程即（QRHT水电工程）来讲其涉及高地温的主要是集中在引水隧洞阶段中，在该隧洞阶段其地势从本质上属于浅型地温场，而内部高地温的区域则会受到地球内热的实际热作用影响。依据我国权威地质研究机构对高低温的研究显示，这种浅型的地温场受影响于该区域的地质结构以及区域地壳热流值作用[2]。

（二）地域成因

QRHT水电工程在地域上来讲主要是位于帕米尔高原位置上，实际可以具体定位到高原地域南部。此地域环境中紧邻的西面是天山以及昆仑地带，由于位置特殊因而长期和印度板块进行相互推挤，因此其实际热流值较高，往往可以达到360mw/m2，对于这种较高的热流值目前也仅仅是西藏以及台湾地域能够达到。而也正是因为拥有这种较高的热流值才更加促使地热系统的良好形成。

（三）水电站本身成因

QRHT水电工程的整个引水洞中可以说起本身构造也具有一定的特点，在构造运动上具有较大的跳跃性和活跃性。整个的饮水洞阶段中其主要围岩成分是由花岗岩构成的，同时这种花岗岩围岩并不是由大大小小不同花岗岩组成，而是由完整的一块花岗岩构成，这种围岩相较于其他水电工程具有一定的特殊性。此外该阶段中地下水经测量后确定较为贫乏，因而对于聚集热量提供了较好的有利点，这种贫乏的地下水特点还有利于热量在聚集之后久久不会消散。饮水洞阶段中含有较为丰富的钾元素以及镭元素等，在含量值上钾元素值为110.21bq/m3，而镭元素则为54.32bq/m3。这些元素并不会对后续实际输水工程带来任何作用影响同时即便是产生了一定的热量但是不会因此发生高低温状况因而对于这种放射性元素能够促进高低温状况可以直接排除掉[3]。

通过上述三种成因分析可以确定QRHT水电工程的高低温主要是由于其地域成因以及地殼作用成因构成的，与QRHT水电站本身构造没有实质影响关系。

三、发电引水隧洞高地温洞段施工降温技术措施

（一）加强通风措施

由于QRHT水电站工程发电引水隧洞高地温洞段的特殊地理位置，因此其施工的难度也相应加大，在QRHT水电站工程发电引水隧洞高地温洞段施工降温过程中，就是使用的是加强通风的技术手段进行降温处理的，在QRHT水电站工程发电引水隧洞进行施工时，通过加大风的隧道内的流动速率，将其原本存在的热能量子带走，排出隧道外，但是要严格注意风的流速，一旦风速高于三米每秒时，就会导致“热击”现象的出现，通过大量的实验和研究后科学家发现，通常情况下当岩石表面的温度达到三十六度以下时，进行隧道内的通风冷却效果更为明显。

（二）删减热源措施

QRHT水电站工程发电引水隧洞高地温洞段的降温过程中，工程师们通过测量后发现，在隧道内，一部分的热能来源于隧道内的机械设备散热、围岩散热以及金属矿物质自身和空气中的氧气产生化学反应而散热，通过不断的尝试研究，工程师们发现，尽量删减热源能够在一定程度上降低QRHT水电站工程发电引水隧洞中的热量散发，并且相应的对围岩进行隔热涂料的涂抹，如此一来，就达到了降低隧道内温度的效果[4]。

（三）人工制冷措施

所谓的人工制冷降温措施实际上指的就是，通过人工制冷的手段，利用相应的制冷工具和技术，对QRHT水电站工程发电引水隧洞进行制冷处理，在QRHT水电站工程发电引水隧洞进行施工的过程中，其所采用的制冷机械设备的选取，主要是根据施工路段的不同进行适当选取的，对于其本身地表温度较高的地段，所使用的是功率较大的制冷设备，对于其本身处于温热地带的地段进行施工所采用的是小功率的制冷设备，该项措施的实行，切实的解决了QRHT水电站工程发电引水隧洞的洞内高温问题，保证了该项工程的人员安全和设备安全，同时也令该工程的工程质量得到了保障。

（四）引水散热措施

在QRHT水电站工程发电引水隧洞进行降温处理的过程中，工程师充分利用现有资源进行隧道降温，将附近水源引入到隧道中的引水通道内，通过水分对热量的汲取与水分的散发，达到隧道降温的最终目的，这样的做法不仅在一定程度上保证了隧道内的温度能够维持在一定标准范围内，更是节约了部分的工程成本。

结论：综上分析可知时代的不断地发展促进着我国中西部区域的不断交流合作，现今我国在发展沿海以及中部区域过程中也对西部区域的发展给与了较多的关注，同时对于西部的相关基础建设更是给与了大力的扶持，QRHT水电站作为西部区域比较重要的水电站可以为整个的新疆人民带来了较多的便宜，同时为了能够促进这项水电工程的顺利开展就需要对高低温的实际成因进行较好分析进而给与有效降温措施这样才能较好的促进该项工程的较好完成，从而为广大新疆人民带来更多福祉。

参考文献：

[1]宿辉，张宏，耿新春，唐阳，汪健.齐热哈嗒尔高地温引水发电隧洞施工影响分析及降温措施研究[J].隧道建设，2014，04：351-355.

[2]杨继华，齐三红，郭卫新，杨风威，娄国川.厄瓜多尔CCS水电站TBM法施工引水隧洞工程地质条件及问题初步研究[J].隧道建设，2014，06：513-518.

[3]刘乃飞，李宁，余春海，姚显春，刘俊平.布仑口水电站高温引水发电隧洞受力特性研究[J].水利水运工程学报，2014，04：14-21.

[4]侯代平，刘乃飞，余春海，李宁.新疆布仑口高温引水隧洞几个设计与施工问题探讨[J].岩石力学与工程学报，2013，S2：3396-3403.