前言

抽水蓄能电站的发展至今已有100多年的历史，20世纪上半叶抽水蓄能电站发展缓慢，到1950年，全世界建成抽水蓄能电站28座，投产容量约2000MW。20世纪60年代后，抽水蓄能电站开始快速发展，60年代增加容量13942MW，70年代增加容量40159MW，80年代增加容量34855MW，90年代增加容量27090MW。到2010年，全世界共有40多个国家和地区已建、在建设抽水蓄能电站，其中投入运行的超过350座，总装机容量160000MW。目前很多发达国家抽水蓄能电站的装机容量已占电力总装机容量相当的比例，例如：奥地利16%、日本13%、瑞士12%、意大利11%、法国4.2%、美国2.4%。

我国在20世纪60年代后期开始研发抽水蓄能电站，与欧美、日本等发达国家和地区相比，我国抽水蓄能电站的建设起步较晚。1968年和1973年先后建成岗南和密云两座小型混合式抽水蓄能电站，装机容量分别为11MW和22MW。20世纪80年代中后期，抽水蓄能电站的建设步伐加快。1991年，装机容量270MW的潘家口混合式抽水蓄能电站首先投入运行，从而迎来了抽水蓄能电站建设的第一次高潮。20世纪90年代，随着改革开放的深入，国民经济快速发展，抽水蓄能电站建设也进入了快速发展期。先后兴建了广蓄一期、北京十三陵、浙江天荒坪等几座大型抽水蓄能电站。“十五”规划以来，又相继开工了张河湾、西龙池、白莲河、天荒坪、泰安、桐柏、琅琊山、惠州、宝泉、蒲石河、黑麋峰、响水涧、呼和浩特、仙游、敦化、深圳、溧阳、清远、文登等一批大型抽水蓄能电站。

我国抽水蓄能电站建设虽然起步比较晚，但起点较高，近年建设的几座大型抽水蓄能电站技术已处于世界先进水平。例如：广州一、二期抽水蓄能电站总装机容量2400MW，为世界上最大的抽水蓄能电站；天荒坪与广州抽水蓄能电站机组单机容量300MW，额定转速500r/min，额定水头分别为526m和500m，已达到单级可逆式水泵水轮机世界先进水平；西龙池抽水蓄能电站单级可逆式水泵水轮机组最大扬程704m，仅次于日本葛野川和神流川抽水蓄能电站机组。十三陵抽水蓄能电站上水库成功采用了全库钢筋混凝土防渗衬砌，渗漏量很小，也处于世界领先水平。天荒坪、张河湾和西龙池抽水蓄能电站采用现代沥青混凝土面板技术全库盆防渗，处于世界先进水平。

抽水蓄能电站的运行具有几大特性：它既是发电厂，又是用户，它的填谷作用是其他任何类型发电厂所没有的；它启动迅速，运行灵活、可靠，除调峰填谷外，还适合承担调频、调相、事故备用等任务。目前，中国已建的抽水蓄能电站在各自的电网中都发挥了重要作用，使电网总体能耗得以节省，降低了电网运行成本，提高了电网的可靠性。抽水蓄能电站在系统中的作用主要有：一是解决电力系统日益突出的调峰问题；二是发挥调压调相作用，保证电网电压稳定；三是发挥事故备用作用，保障电力系统安全稳定运行；此外，抽水蓄能电站还具有黑启动、系统特殊负荷等功能。

《抽水蓄能电站施工技术》一书，以国内公认的水文地质、地形条件最复杂的江苏溧阳抽水蓄能电站工程为依托，对我国近30年来，尤其是20世纪90年代以来，抽水蓄能电站建设的经验进行总结与回顾。旨在从监理、施工技术管控角度，通过对抽蓄电站施工技术实践的总结和对设计的理解，系统地对抽水蓄能电站建设的设计理念、思路、方案和施工技术工艺等进行总结。

全书共分10章，第1章介绍抽水蓄能电站概况与发展、工程选址与总体规划布置、水工建筑物设计、施工组织设计、施工总进度控制和溧阳抽水蓄能电站上水库主坝、上下水库库盆、输水系统与地下厂房、砂石加工及混凝土生产系统、施工交通及水处理系统等的布置及结构设计。第2章介绍混凝土面板堆石坝的结构特点、土石坝填筑、面板堆石坝的质量风险及防范重点，并以溧阳上水库主坝（混凝土面板堆石坝）为例，重点介绍了坝基开挖与处理、坝体填筑、土石方平衡、数字大坝应用、面板堆石坝的设计与优化、混凝土面板堆石坝近30年发展经验和超高坝主要技术研究、呼和浩特抽水蓄能电站沥青混凝土面板施工技术等内容。第3章介绍明挖爆破施工技术，边坡稳定分析和边坡治理。以溧阳上、下水库边坡施工为例，重点介绍了上（下）水库的开挖与支护、库底与副坝的填筑、上水库库底防渗体系等内容。第4章重点探讨了地下工程施工支洞布置、通风与排烟、地下厂房系统防渗与排水布置、地下厂房分层与主变室开挖关系、地下厂房高边墙及相邻洞室间关联关系、提升系统设计及其关联关系等内容。第5章介绍锚喷支护设计与施工技术，地下工程新奥法和新意法施工及溧阳电站尾水支管施工支洞新意法施工案例。第6章介绍围岩分类与稳定性分析、常见的不良地质条件及应对措施，溧阳地下工程不良地质段平洞、竖井、岔管等施工典型案例。第7章介绍平洞、竖井/斜井开挖与支护施工技术，溧阳地下工程尾水主洞、尾水调压井施工方案，以及类似工程实践，如：西龙池和黑麋峰长斜井开挖支护设计与施工、张河湾386m深竖井开挖施工、甘肃白龙江喜儿沟调压井砂卵石地层大直径超深沉井施工等典型案例。第8章介绍地下厂房系统大型洞室施工特点、施工技术和主要施工方法、工艺，以及复杂水文地质条件下的溧阳电站地下厂房、跨高最大的向家坝地下电站、高地应力条件下的锦屏电站地下厂房施工典型案例。第9章介绍水利水电地下工程主要监测项目、监测仪器与工作原理、监测仪器埋设和溧阳工程施工期监测成果及初步分析。第10章介绍混凝土基本原材料特性及试验方法、混凝土配合比设计与温度控制，以及抽水蓄能电站主要混凝土结构的施工技术，如：地下厂房系统混凝土施工、隧洞混凝土衬砌与钢管衬砌、水工隧洞堵头混凝土施工、斜井/竖井混凝土施工和冬季（低温季节）施工，和溧阳上水库进出水口整流锥混凝土施工和尾水主洞挂顶混凝土施工典型案例。

本书编写过程中，参考了国内已有的类似工程施工技术总结材料、专著、论文等和马洪琪院士、曹克明设计大师、石瑞芳设计大师组成的溧阳抽水蓄能电站工程特别咨询团的相关咨询意见，以及现行有效的相关勘察、设计、施工规程、规范等。对这些参考书和文献的作者，在此表示衷心的感谢。江苏国信溧阳抽水蓄能发电有限公司陈宁、陈洪来，中国电建集团胡育林、宁永升、练新军、杨贵仲、肖康、丛振民等专家对本书编写提出了宝贵意见，石瑞芳设计大师对本书进行了审核，提出了指导和宝贵的修改意见并做序。中国水利水电建设工程咨询西北公司高级咨询罗长利、邵岗总经理、宋天峰副总经理给予了大力支持和指导，咨询西北公司赵义鹏、纪维成、兰肃、刘娟、师存禄、杨晓良、孙保成、方伟、陈子辉、尹翔文、李晓、南雅、张润涛、张连修、张援征、刘伟等参与了部分章节编写工作，卢力、姚翔、马莺莺等对全书进行了校核并绘制其中图表，在此深表感谢。

本书涉及专业面广，旨在实现施工技术与设计理念的结合，但由于本书编写人员均为从事水利水电工程建设监理多年、仍在一线工作的同志，时间紧而水平有限，书中难免有不妥之处，敬请专家和读者不吝指教。

作 者

2014年1月6日

于江苏溧阳