——溪洛渡水电站特大地下洞室群开挖纪实
完工后的导流洞之一
长江，一条养育着亿万人口的母亲河，从世界屋脊蜿蜒流淌，汇集起千万条涓涓细流从青藏高原一跃而下，在中国第二级地理台阶——攀西和云贵高原上切割出一条数千里的峡谷。从此，一个名字便响彻在中华大地上——金沙江，美丽而雄壮。
作为国家能源基地和西电东送骨干电源，金沙江下游河段规划分四级水电开发，溪洛渡水电站便是其中之一。装机容量1386（可研报告为1260万千瓦）万千瓦，仅次于三峡水电站。大坝高程610米，相对高度285.5米，是中国第三高的大坝。电站位于四川雷波县和云南永善县交界的溪洛渡峡谷，两岸山体宏厚，峡谷骨肩至河床高差500米以上，河谷呈窄U型，对称性好，是建设高拱坝的理想坝址。并且远离构造带，是大型水电站最优良的坝址（仅次于三峡坝址），前水利部部长钱正英评价为“天造地设”。
溪洛渡水电站从上世纪50年代开始，经过50多年的规划、勘探、论证和设计。经国家核准工程于2005年正式开工建设，2007年底实现大江截留，2009年3月大坝开浇混凝土。计划2012年首批机组投产发电，2015年工程竣工。
2010年，溪洛渡河谷中一座规模宏大的大坝正在崛起，逐渐成为人们视野中的一道亮丽景观。然而，深深隐藏在两岸山体中的巨型地下“宫殿”却鲜为人知，那里另有一个精彩的世界。
创建西部“典范工程”是党和人民的重托
让我们回溯到2005年溪洛渡水电站开工之时。
2005年12月26日，金沙江溪洛渡工程在通过国家核准正式开工，时任中共中央政治局委员、国务院副总理曾培炎发来贺电称：金沙江是我国规划建设的最大水电基地和重要能源基地，溪洛渡水电站是西部大开发的标志性工程。并在贺信中希望中国三峡集团精心组织、精心施工、严格管理、确保工程高标准、高质量地按期完成，为满足经济社会发展对电力的需求、促进流域地区经济社会的可持续发展做出新贡献。
国家发改委副主任张国宝、四川省省委书记张学忠、云南省省长徐荣凯都在开幕式上做了重要讲话，要求中国三峡集团和参建单位将溪洛渡水电站打造成“西部典范工程”。
党和国家的嘱托，川滇两省人民的期望，使中国三峡集团员工感到重任在肩，责无旁贷。
精品工程在溪洛渡诞生
2009年，两院院士潘家铮出席溪洛渡水电站质量检查专家组会议。在发言中，他满怀激情地说：溪洛渡的地下工程包括导流洞、泄洪洞和左、右岸地下厂房及相应的引水、尾水系统规模巨大，尤其装机1260万千瓦的地下厂房是世界之冠。地下工程的开挖接近完成，6条导流洞已投入运行，迄今为止，工程的质量、进度和安全都满足要求。特别是两座地下厂房开挖质量之好，堪称精品。是中国水电工程的骄傲。
一组监测数据印证了潘家铮院士的观点：根据变形监测成果，左、右岸主厂房顶拱变形已经收敛，左岸地下厂房最大累计位移47.37毫米；右岸顶拱变形最大值为13毫米；左、右岸主厂房边墙变形绝大部分呈收敛状态，最大位移31.41毫米。根据长科院爆后声波测试成果，溪洛渡地下电站洞室群开挖光面爆破围岩松弛影响深度基本控制在0.4米以内；预裂爆破围岩松弛影响深度基本控制在0.6～0.8米以内。根据左、右岸地下厂房各层统计资料，左岸三大洞室平均不平整度8.7厘米，平均超挖11.4厘米（含技术性超挖），半孔率为82.3%～96.9%；右岸三大洞室平均不平整度5.9厘米，平均超挖7.7厘米（含技术性超挖），半孔率为90.8%～96.8%。
这组数据表明的一个事实是，以溪洛渡水电站左、右岸地下厂房开挖为代表的地下洞室群开挖是世界领先水平。
精心设计、优化引水发电系统施工方案
溪洛渡水电站地处高山峡谷地带，引水发电建筑物位于坝肩上游两岸山体内，布置型式为地下式。引水发电系统主要由三大洞室和引水竖井、尾水洞、帷幕灌排廊道等洞室组成。三大洞室分别是地下厂房、主变室、尾水调压室。三大洞室从地质勘探、选址到设计都是按照国家一等工程，一级建筑物展开的。溪洛渡水电站左、右岸地下厂房选址在坝址上、下游面研究了首部、中部和尾部三个方案进行比较，优中选优，明确了首部方案。避开了中部和尾部方案中的诸多不利因素，且有引水洞最短，尾水洞与导流洞结合最优，工程量最省、水头损失最小，工程投资最省的优点。
为了使地下引水发电系统洞挖工程顺利推进，建设部在左、右岸地下厂房施工前，先期贯通了中导洞和上下游施工支洞。对施工方案进行了研究探讨，为承包商提供了较好的施工条件。
地下洞室的开挖主要有钻爆法、盾构法、掘进机和沉管法几种方法。钻爆法在硬岩条件下比掘进机法经济性好、对地层地质适应能力好、技术成熟等优点。日本的新关门隧道、青函隧道、挪威已经建成的海底隧道都和我国大多数的水电站地下厂房都采用这种方法。溪洛渡水电站地下洞室群开挖以钻爆法进行施工，以“新奥法”作为指导，采用以喷锚支护为主要支护手段，以控制爆破技术和现场监测配套技术，最大限度地利用围岩的自承能力，阻止围岩进入松动的状态，维持地下洞室的稳定，探索出最符合溪洛渡地理地质条件、施工方掌握最为成熟的施工技术方法。
鉴于溪洛渡地下洞室群洞与洞交叉和洞与墙交叉部位较多，如母线洞与厂房相交、引水洞与厂房等相交部位。在开挖过程中，洞室与高边墙相交部位，坚持先洞后墙，然后再沿边墙顺洞室周圈作环向预裂的施工方法，最大限度地保证了边墙下挖后相交部位的体型。
为保证地下洞室群稳定，根据国家发改委《溪洛渡水电站可行性研究审查意见》，结合施工地质分析和评价，优化调整锚喷支护设计参数和中国岩石力学与工程学会对地下厂房的咨询意见“围岩支护参数可根据施工开挖期所揭露的实际地质条件和围岩监测及反馈分析成果进行及时调整，贯彻动态设计原则”。展开以位移为主的监测，及时反馈分析。溪洛渡地下厂房在开挖过程中，引入动态设计理念，开展了金沙江溪洛渡水电站超大型地下洞室群施工期快速监测与反馈分析，每一层开挖完成均进行反馈计算分析，根据计算结果，调整支护设计和指导施工，做到了精细化施工。
溪洛渡是一个品牌
溪洛渡水电站的重要战略地位，中国三峡集团的深厚文化内涵，在西南水电市场上被各大水电建设承包商公认为一个品牌。
2004年7月，葛洲坝集团与水电六局相继在左、右岸导流洞开始施工。葛洲坝集团中标承担右岸3条导流洞的施工，水电六局承担左岸导流洞工程。对水电六局来说，溪洛渡水电站导流洞工程是这只“东北虎”南下角逐西南地区水电市场的第一战役。此前，水电六局除70年代在四川岷江承担过映秀湾小型水电站工程外，还从没有参与过西南地区特大型水电工程建设。然而，那个计划经济时代的水电工程建设已是昨日黄花。面对溪洛渡水电站巨型工程，面对与葛洲坝集团这样的“龙头大哥”同台竞争，面对近10个亿的大项目，挑战是显而易见的。水电六局赢得了一次难得的机遇，他们也勇敢地面对挑战。在开工典礼仪式上，水电六局打出了“白山黑水树丰碑，金沙江畔铸精品”的巨幅对联。他们从长白山下调集了一批精兵强将，以溪洛渡水电站为契机，在市场竞争中求生存、求发展，一举敲开了西南水电市场的大门。
水电六局与葛洲坝集团在左、右岸6条导流洞施工中各出奇招，采用了分层、分段开挖，在中下层采用预裂爆破技术，变洞挖为明挖。科学调度，多作业面平行施工，在2005年9月，洞挖与混凝土衬砌同时进行，开挖与支护紧密跟进，分别创造了月开挖强度24万立方米和27万立方米的洞挖工程施工记录。创造了洞室开挖51万立方米的世界记录。
集成优化成熟技术指导洞挖施工
溪洛渡水电站地下洞室群开挖，广泛采用成熟技术，并加以优化组合。正如马洪琪院士所说，在地下洞室开挖过程中，集成了我国近年来的开挖支护新技术，并有所创新。如高边墙开挖采用“先洞后墙”、环向预裂、加强锁口支护技术、施工分层一次预裂、薄层开挖、随层支护技术；岩台开挖成型及护角技术等，并根据施工监测成果反馈分析，动态优化支护设计，努力控制围岩变形，确保围岩稳定。质量管理强调精细化过程控制，参建各方共同参与工点管理，各工点互相交流，取长补短，推行样板工程质量标准，认真开展生产性实验，坚持标准化作业，优化工艺参数并持续改进，有效实行精细爆破，开挖质量得到了较好控制。
在溪洛渡左右岸泄洪洞施工中，以新奥法先进施工工艺取代传统工艺，将锚杆和喷混凝土作为主要的支护手段。支护中的钢筋拱肋以新奥法理论为依据，在不良地质条件下或应力分布复杂的部位使用，对锚杆、喷混凝土等常规支护形式实现了拓展。在溪洛渡水电站泄洪洞工程中，钢筋拱肋在导流洞不良地质段的应用，取得了良好效果。
承担溪洛渡左岸两条泄洪洞洞挖工程施工的水电七局，在工程中开展了全面质量管理QC小组活动，改进爆破工艺和锚杆施工工艺及钢筋拱肋支护的技术创新。采用水平光面爆破工艺作为控制岩体轮廓成型的有效手段，使得壁面平整、裂隙少，危石少，施工的安全性及危岩的稳定性大大提高，支护量以及后续衬砌施工的混凝土回填量大大减少。平均超挖控制在11.3厘米；半孔率提高到94.5%以上；不平整度平均值控制到7.6厘米，合格率达到94.1%。通过改进锚杆施工工艺，还提高了锚杆的砂浆密实度。不断集成优化的施工工艺，已初步为后期混凝土浇筑节约成本24.8万元。随着后续底板开挖进展，按平均超挖15厘米计，预计至少可降低成本72万元。不仅开挖质量好，也取得了可观的经济效益。在2009年业主样板工程评选活动中，泄洪洞底板开挖被评为样板工程。
溪洛渡水电站大型洞室群开挖，广泛采用成熟技术集成优化，继承了三峡工程建设的良好传统。张正宇教授在2008年检查溪洛渡工程开挖质量时说，中国三峡集团溪洛渡工程建设部开工时提出“坝肩开挖超小湾”、“地下厂房开挖与三峡地下厂房媲美”的高标准目标，通过几年来开挖爆破的实践证明，上述目标无可争议地实现了。 溪洛渡水电站地下洞室群的开挖质量不仅使专家组感叹，甚至也感动了他们自己。面对那些有如艺术品般的岩壁，许多人建议保留一块岩壁不做支护，永久陈列。
精品工程是这样炼成的
溪洛渡工程建设部认识到典范是精品的积累。因此，建设部进一步将创建西部“典范工程”细化为工程建设的实施步骤，归纳起来为：工程创典范、项目创精品、工点创样板。把典范工程、精品工程和样板工程有机结合起来。提出了“坝肩开挖超小湾、大坝浇筑和地下厂房建设与三峡三期工程媲美”的口号，要求做到“开挖是雕刻、大坝是工艺品、员工是能工巧匠”。
在施工队伍的选择上，中国三峡集团通过国际招标，选定了我国最大的水电工程承包商——葛洲坝集团公司、地下工程王牌——水电十四局分别承担左、右岸地下引水发电系统的承包商。这两家施工单位都在世界顶级工程——三峡工程上承担过重要施工任务，具有相当的实力。两家承包商深受三峡文化的影响，对继承和发扬三峡精神、严格履行合同规定的责任和义务有深刻的领会。
在溪洛渡水电站引水发电系统地下洞室的施工中，三大洞室揭顶和地下厂房岩锚梁（岩壁吊车梁）施工最具挑战性。溪洛渡水电站左、右岸地下厂房岩锚梁是厂房中承载桥机轨道的岩壁体。左、右岸地下厂房各布置两台1000吨的大桥机，承担世界最大的水轮发电机组安装和检修时吊装作业。机组转子、转轮、定子等大部件整体吊装，载荷上千吨，往往需要两台桥机联合吊装。而承载这种载荷的岩体如果变形或者松弛，轻者影响吊装的精度，重者机毁人亡。因此，岩锚梁施工必须保护好周边围岩，爆破影响深度尽可能小。
水电十四局在右岸地下厂房岩锚梁施工中，为保证岩锚梁开挖质量，开挖前就成立了溪洛渡水电站地下厂房岩锚梁开挖质量领导小组及控制工作组，明确各方工作职责。组织进行岩台爆破试验，根据试验结果确定爆破参数。编制了专项质量管理考核办法和作业指导书，在施工过程中严格检查和控制，保证了岩台开挖成型质量。岩锚梁爆破造孔，每个孔都用经纬仪进行放样，精确度控制在2厘米以内。施工中，采用导管定位钻杆，保证造孔的精度，从而保证岩面成型质量。水电十四局溪洛渡施工局局长黄冈告诉记者，在岩锚梁施工中，他们放弃了机械化施工，而改用手工钻作业，以保证每排炮孔的精度。
对每一个炮孔、每一茬炮，不同的地质段都进行个性化的设计、放样、造孔、装药、爆破；做到定人、定岗、定设备“三定”保证施工质量。
由于在钻爆施工中做出突出贡献，水电十四局农民工李茂德还被光荣地评为“云南省十佳农民工”，同时被授予“云南省五一劳动奖章”的荣誉称号。在右岸地下厂房岩锚梁施工的关键时刻，多次推迟婚期的水电十四局溪洛渡项目部质量部部长金怀峰立誓“不圆满完成岩锚梁工程不结婚”的誓言。就在岩锚梁施工最后阶段，一次，当记者问他离结婚还要多久的时候，他竟脱口说：还差48米，一时成为笑谈。
葛洲坝集团溪洛渡工程施工局局长程祖刚在左岸地下洞室群施工管理上，发挥创造性，率先建立了支护锚杆、锚索档案，做到质量可追溯。在施工队伍管理上，始终坚持职工带班制度，做到管理层的各项制度和措施，随时可以贯彻到施工现场。由于他在溪洛渡右岸导流洞和左岸地下引水发电系统施工中出色地领导他的团队，圆满完成了巨型地下洞室的开挖施工，2009年程祖刚被授予云南省“五一”劳动奖章。由于在溪洛渡水电站工程岩石爆破开挖施工的创新，2008年中国三峡集团溪洛渡工程建设部、水电八局、水电十四局、水电四局、水电六局和葛洲坝集团等单位共同获得中国爆破协会授予的科技进步一等奖。
正是这样一些有高度责任心的建设队伍，自觉成为精品工程的铺路石，才诞生了溪洛渡水电站左、右岸地下厂房和坝肩槽精品工程。水电十四局和葛洲坝集团两家施工单位，在洞挖质量、进度方面争先恐后，各自拿出自己的看家本事，比质量、比进度、比效益，圆满按期完成了开挖。并得到两院院士潘家铮和以陆佑楣、张超然、谭靖夷、马洪琪、郑守仁等院士为代表的金沙江水电开发质量检查专家组的好评。(来源:中国三峡工程报)
