智利等國部分地下工程建設的最新進展

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在建的N.D.德朗斯(Nant de Drance)抽水蓄能電站位于瑞士瓦萊(Valais)州，裝機容量為900MW，計劃于2017年完建。海瑞克公司(Herrenknecht)的設備正在開挖地下基礎設施的關鍵部分，即隧道和豎井。隧道工程已經順利完成，豎井工程仍在繼續施工。

最初，承包商馬蒂隧道工程股份公司(Marti Tunnelbau AG)采用海瑞克公司生產的隧道掘進機(開敞式隧道掘進機，直徑為9 450 mm)開挖的隧道位于海拔1 700 m，這條隧道是在施工階段和后續運行過程中唯一能安全越冬的系統。開敞式隧道掘進機已成功運用于勒奇山(L?tschberg)(2000～2003年，瑞士長10 km的鐵路隧道)和圣佩德羅(San Pedro)等基礎隧道工程項目(2005～2006年，西班牙長為3 km的鐵路隧道)。

海瑞克升級改造后的開敞式隧道掘進機(主軸承直徑為5 088 mm)在施瓦瑙(Schwanau)水電站中得到了應用，并提供了新的錨桿安裝系統和高山施工現場其他大型設備的備品備件。在開挖過程中，瑞士海瑞克子公司承擔了約0.43 m刀盤的翻新工作。在2011年10月的施工高峰期，一周內，隧道可安全掘進220 m。2012年9月初，隧道在掘進5.6 km后順利穿過深達600 m的片麻巖、雜砂巖和花崗巖層。

除了開敞式隧道掘進機外, 海瑞克公司的反井鉆機(RBR)在N.D.德朗斯項目中也得到了運用。600 VF的反井鉆機開挖了2個深為424 m的豎井，其上游維克斯愛默生(Vieux émosson)水庫與發電機的洞室相連。馬蒂承包商有限公司設法完成直徑為381 mm的導孔第一鉆，自上而下需穿過巖石，強度達150 MPa，1 d最大鉆進深度可達62 m。直徑為2 440 mm的擴孔施工于2012年11月14日開始，每天鉆進進尺達33 m，只用了2周就順利完成。第2個豎井(導孔和擴孔)的施工是采用600 VF的反井鉆機，于2013年秋季開挖。

第3臺機器是目前正在德朗斯項目中鉆進堅硬巖石的新型海瑞克豎井鑿巖臺車。2013年4月投產后，什切青土木工程(?stu-Stettin Hoch- und Tiefbau)有限公司采用該臺車實施開挖，每天爆破120個炮孔，鑿巖爆破兩回合達2.5 m。該臺車安裝直徑為2 440 mm鉆軸的反井鉆機，采用常規方法鉆進，鉆孔直徑可達8 m。

1 智 利

在智利開發的一些水電項目中，均設置有重要的隧道工程。例如，法羅里奧集團(Ferrovial Agroman)和法羅里奧建筑子公司這兩家公司，最近被恩德薩(Endesa)電力公司選中承建在智利的神鷹(Los Cóndores)水電站廠房土建工程，合同價約2.5億美元。

該電站位于莫萊(Maule)地區，圣地亞哥南部360 km處，裝機容量達150 MW。該項目包括開挖長為12 km的引水隧洞，建高為40 m的廠房，以及布設水頭為470 m的封閉壓力管道。 法羅里奧公司于2014年開建工程，首先開展地下掘進工作，并開挖隧道直至其進入廠房，工期為4 a。

摩迪(Multiconsult)、智利斯卡瓦(Skava)和瑞士安貝格(Amberg)等公司相互合作，達成一項協議，為智利奧拓米埔(Alto Maipo)項目的業主提供地下工程服務。

智利奧拓米埔項目的裝機容量為531 MW，包括2座水力發電站，即水頭為1 160 m的上游電站和水頭為483 m的下游電站。對這2座地下電站和長為67 km的隧道，分別采用常規鉆爆法和隧道掘進法施工。項目所在區域的巖石覆蓋超過2 000 m，地質條件相當復雜，對地下工程是較大的挑戰。

大壩和地下工程能源部負責人稱，摩迪公司曾參與和負責了該項目部分可行性方案研究和招標文件的編制工作。

2 美 國

美國薩克拉門托市政公共事業部(SMUD)正計劃開發裝機容量為400 MW的愛荷華山抽水蓄能電站項目，項目所需要的隧道工程長達幾百米。

最近，SMUD與雅各布聯營公司一個團隊簽訂了3 000萬美元的工程服務合同，負責現場監管該項目的初步設計和施工審查。一旦建成，該項目將位于加利福尼亞州薩克拉門托東部約80 km的卡米諾小鎮。只有在滿足一系列環境、運營以及其他可行的標準條件下，項目才可能得到逐步推進。

愛荷華山項目將利用現有的美國河上的水庫，將水抽到上游一個庫容量為790萬m3的新水庫并儲存起來。在電力需求高峰時期，將水從上游水庫通過深為305 m的豎井和長為1 070 m的隧道泄放到下游水庫。所發的電將通過現有的輸電線路與現有美國河水電項目上游的薩克拉門托市政公共事業部相連，并提供給用戶。

“雅各布協會已經組建了一個優秀的團隊，以便為愛荷華山抽水蓄能項目業主提供工程服務”，雅各布聯營公司主要負責人如是說。同時他還表示，該團隊很高興能有機會在這重要的抽水蓄能水電站項目規劃和可行性研究方面，為薩克拉門托市政公共事業部提供支持。

團隊已經開始巖土工程勘察的鉆探計劃。該鉆探計劃包括從地表面到擬建的地下廠房洞室周邊的巷道(隧道)地質勘探。鉆探結果將有助于薩克拉門托市政公共事業部來確定愛荷華山項目在隧道和安置發電設備的地下洞室施工方面的可行性。

3 加拿大

加拿大不列顛哥倫比亞省(BC)的約翰·哈特發電站重建工程已成為重要的里程碑，運營商BC水電公司與BC電力公司已簽訂合同，開始建造該工程。該工程為電站更新改造項目(包括創新設計的地下廠房)，這將有助于提高公共安全和改善電站對環境產生的影響。

BC電力公司是專業的工程建設公司，SNC-蘭萬靈集團公司擁有其 100%的股份。該公司有望與國際團隊成員在專業設計和制造方面的工作和合作，比如發電機和水輪機。

約翰·哈特是一座運行了67 a的水電站，其在抗震性、運行可靠性和魚類棲息地方面存在一定的風險，需要更換設施和實施改造。改造工程將在未來5 a完成，同時BC水電公司在施工階段將繼續運行現有的水電站。

該項目的預計成本將超過10億美元，工程內容包括：在約翰·哈特電站溢流壩處更換進水口施工；為一條長為2.1 km的隧道更換3根長為1.8 km的壓力管道; 新建水電站和現有水電站上游的過水設施。新建的水電站將位于地下更深處，并沒有靠近河岸。預計該項目裝機容量達121～132.2 MW。

4 馬來西亞

馬來西亞首都吉隆坡是擁有數以百萬計居民的潮濕的熱帶大都市，但其淡水資源缺乏。馬來西亞能源部、綠色科技和水務部門(KeTTHA)計劃新建一條隧道，從熱帶雨林的瑟曼丹(Semantan)河流取水，以滿足城市家庭和工業用水的需求。在2014年，3臺5.23 m羅賓斯硬巖隧道掘進機成功完成了彭亨雪蘭莪原水隧道(Pahang Selangor Raw Water Tunnel)的開挖，這也是東南亞開挖的最長的隧道。長44.6 km的大型隧道穿過了高達1 246 m的蒂迪旺沙(Titiwangsa)山脈及其下面的地熱帶，包括溫泉。

由于地質條件變化很大(包括無側限抗壓強度達200 MPa、堅硬的花崗巖、多個斷裂帶和石英巖脈)，因此，建議采用3種不同的掘進機。入口和出口附近的部分、以及在沉積巖和花崗巖中的挖掘，采用的是新奧法。 KeTTHA選擇了與日本清水、西松建設公司以及當地的怡保工程公司和UEM建筑有限公司(SNUI合資公司)的合作。大部分隧道施工使用的是羅賓斯掘進機，這是很明智的選擇。

第1臺隧道掘進機開挖的隧道長為11.2 km，該隧道已在2013年3月貫通。其他2臺掘進機的掘進長度分別為11.3 km和12.0 km，2014年2月中旬，隧道全線貫通。羅賓斯掘進機現場服務經理稱，隧道的順利貫通是通過辛勤努力取得的。

整個項目盡管面臨諸多挑戰，包括斷層帶、巖層條件的變化、很高的巖溫、頻繁的雷電使機器需要停工等，但掘進機仍能保持其出色的掘進速度。由于溫泉、水的侵入，在記錄溫度高達56℃的情況下，其最大速率仍能達到49 m/d，一周的速率能達到198 m，在一個月內，完成了掘進隧道長度達657 m。

利用高科技技術來設計也是項目成功的因素之一。為了解決大量和堅固的巖層覆蓋問題，所有的機器都配有定制的背裝式刀頭和耐用的大直徑刀盤，最小刀盤直徑達0.48 m左右。該機器還具有精簡的操作室，為觸摸屏和無線操作，可將數據傳送到工地辦公室和項目的網站，這樣可在世界各地對傳輸數據進行分析。每臺機器的背后都設計有羅賓斯連續輸送系統，可有效地輸移機器前面的淤泥。