503地下战备电厂文物防护工程技术

安 红 州， 周 雪 琴

(四川省能投攀枝花水电开发有限公司，四川 攀枝花 617068)

1 工程概述

503电厂是一座地下战备电厂，其周边山峦高出洞室755 m，非常隐蔽，具备良好的战备要求。该电厂于20世纪60年代末动工兴建，历时6 a，1975年4月26日第一台5万kW发电机组开始试运行，总装机容量为10万kW。按照国家节能减排规定，2007年3月15日电厂最后一台机组停止运行，结束了其历史使命。503地下战备电厂(以下简称“503电厂”)是在特定历史时期建造的、具有战备意义的现代化工业建筑，同时也是见证攀枝花市历史发展的工业遗迹，是祖国大三线建设的历史缩影，具有重要的文物保护价值。2008年5月28日，攀枝花市西区人民政府发文将503地下战备电厂列为区级文物保护单位。

503电厂位于攀枝花市西区新庄小尖山南麓金沙江北岸山腹内，地下洞室洞向由南朝北，深220 m。洞内有三个岔道，由东向西依次为1号、2号、3号导洞，由南朝北依次为化学洞、电气洞、汽机洞、锅炉洞，洞内为平面“用”字形布局。各大小洞室总长度达3 700 m，总建筑面积达22 400 m2，属于庞大的人工开挖洞室，洞内最大跨度为24 m，采用当时的最新工艺——喷锚浇筑工艺施工。

在建金沙水电站位于金沙江干流中游末端的攀枝花河段，为河床式电站，电站装机容量为560 MW,多年平均发电量为21.77亿kW·h，正常蓄水位高程1 022 m，水库总库容为1.08亿m3。金沙水电站混凝土重力坝坝顶高程为1 027 m，最大坝高66 m，坝轴线长度为392.5 m，从左至右共布置15个坝段，施工导流采用三期导流方式。

2 金沙水电站对503电厂文物影响因素分析

2.1 金沙水电站库区蓄水对503电厂文物的影响

503电厂位于金沙水电站库区内、距坝址(上游)1 km处，电站正常蓄水位高程1 022 m，校核洪水位高程1 025.3 m，文物区1号～3号洞出露洞口实测高程为1 017.5～1 020 m。库区与文物洞口之间的物质为碎石夹粉土、碎石弃渣及阶地堆积卵石，厚10～30 m，其下为厚度较大的卵石或无明显变形迹象的基岩，地层具有透水性。现场踏勘文物3个洞身均呈降坡趋势并延伸入山体内。根据503电厂与金沙水电站位置及电站水位关系，电站发电后库区蓄水将通过地层渗透进入文物区域内，渗水汇聚后将淹没文物，故需在库区与文物之间进行防渗处理。

2.2 电站附属设施对503电厂文物的影响

根据金沙水电站总体布置规划得知，电站在文物与库区中间带布置了施工场地和交通道路，施工场地平均高程为1 028 m，场内布设了3#、9#公路。相关结构对文物本身无直接影响，但场地高程明显高于文物洞口，附属结构布置后文物区域将形成孤岛形式。结合后期文物开发需要，场地布置需预留足够的空间以满足后期文物开发功能的需求，施工道路设计要衔接进入文物通道，同时要考虑降水在边坡汇入文物区域的截流引排措施。

3 所实施的文物防护方案

3.1 防护目标及拟定原则

防护工程设计的主要目标：金沙水电站水库蓄水后，在防护工程的正常使用年限内，应确保正常蓄水位、防洪水位和暴雨条件下库水和地表水不直接流入或大量渗入503电厂的地下洞室。

防护工程设计原则：(1)防护工程结构安全可靠原则；(2)防护工程结构的技术可行原则；(3)防护工程的经济合理原则；(4)防护工程的施工方便原则。

3.2 总体防护思路

结合影响因素分析，该防护工程要求实现地下防渗、地面挡水、坡面截流的总体设想。防护工程的主要目的是保护文物外露的3个洞室洞口不在金沙水电站水库蓄水后被淹没，据此确定防护的范围是：顺江方向从1号洞口以东约30 m起，向西延伸到3号洞口以西约10 m，总长度约200 m；横江方向为3#公路靠山侧路基坡脚以内至斜坡上1 032 m高程以下区域。

(1)在文物与电站场地间适当距离布设3#公路，形成分隔区域同时解决通行问题。

(2)在3个导洞口与3#公路路基间适当位置(咨询地方文物局确保预留面积满足后期需要)设置地下防渗墙，以阻止库水通过强透水性的卵石层大量渗透进入防护区；在防渗墙顶面修建地面挡水墙，阻止库水直接流入防护区。

(3)在3个导洞洞口顶以上的自然斜坡上的适当位置设置截水沟，截排降雨产生的地表径流，防止其进入防护区。

(4)在3号导洞口附近设一集水坑，汇集降雨时防护区内接受的大气降水量，并设自动抽排系统。

(5)在防护区下游端设一进出坡道，并与3#公路连接，形成人行参观和消防通道。

(6)对防护区内破损废弃的建构筑物予以清理拆除，平整场地，设防渗混凝土地面，阻止地下水垂直向上渗入防护区。

3.3 防护结构的设计

根据防护思路及实际地形条件，防护段长度为k0+0～k0+231，由挡水墙、防渗墙、防渗帷幕自上而下布置，防洪标准取50 a一遇，相应设防水位高程为1 023 m，取安全加高0.5 m，则防护结构顶部高程不小于1 023.5 m。结合电站场平及3#、9#公路规划布置，将防护结构顺江方向由东向西分三段进行设计防护。k0+0～k0+92防护高程1 023 m采用挡水墙、防渗墙结合布置； k0+92～k0+204防护高程1 028 m采用挡水墙、防渗墙、防渗帷幕结合布置，k0+204～k0+231防护高程顺延连结原始边坡采用无盖重防渗帷幕防护。

挡水墙：结构形式为重力式，墙顶高程为 023.5～1 028 m，墙底高程统一布置为1 020 m，墙高3.5～8 m，顶宽0.6 m，坡比1∶0.25，采用强度等级C30、防水等级P8混凝土浇筑。施工分段为15 m，结构缝及施工缝均安装橡胶止水，布置在距内侧混凝土面5 cm处。墙顶安装不锈钢栏杆。

防渗墙：采用等厚直立式墙体，厚度为1 m，深入基岩及挡水墙各0.5 m。混凝土采用强度等级C30、防水等级P8混凝土连续浇筑。为提升施工期防渗墙的稳定性，在基岩处沿防渗墙轴线布设M25砂浆锚杆两排，间排距1.5 m×0.6 m，梅花形布置，锚杆直径20 mm，入岩1.5 m，外露长度1 m。

防渗帷幕：布设于非基岩段防渗墙底部及覆盖层无盖重处，孔距1.5 m，排距0.6 m，梅花形布置，深入基岩0.5 m。防渗墙下部帷幕灌浆在混凝土浇筑完成后利用墙内预埋的钢管造孔，灌浆压力采用0.1～0.3 MPa范围分段实施；质量检查标准：透水率小于10 Lu。

防渗混凝土地面：在挡水墙和文物洞口内场平清理拆除已破坏和无保留价值(咨询文物局)的建筑物；分层回填石渣料、15 cm厚级配碎石料压实，压实度不低于95%；浇筑30 cm厚C30防水混凝土面层，防水等级为P8，纵向分段长度为20 m，分缝形式为假缝，段间纵向布设间距40 cm、直径25 mm连接钢筋。

截排水系统：在文物洞口顶部外山坡布署截水沟，根据地形分别采用C20混凝土、M10浆砌石结构，设置线路按照山坡走势将边坡降雨汇集引流入3# 、9#公路排水沟后排入金沙江。在文物3#洞口靠挡水墙侧采用混凝土浇筑3 m×4 m×2 m(长、宽、高)集水井并设置混凝土盖板，井内安装2台150QW(WQ)145-10-7.5潜水泵，文物

区域内场平施工按照0.3%全面降坡至集水井汇水口处。

4 结 语

水电工程建设对文物的影响和共存是不可回避的问题，金沙水电站在建设中采取了一系列积极主动的文物防护保护措施，对503地下战备电厂进行了有效保护，虽然增加了投资，但体现了企业尊重历史和传承的良好社会责任感，503地下战备电厂也必将在历史的长河中留下自己浓墨重彩的一笔。该文物防护工程采用的技术措施可供类似工程借鉴参考。