破岩与铸盾，尚义抽水蓄能电站的“解题”之路

编者按：“十五五”规划建议指出，科学布局抽水蓄能。在厂址资源好、负荷调节需求大的地区建设一批抽水蓄能电站，新增投产装机容量1亿千瓦左右。

4月，中央政治局会议进一步强调统筹建设水网、新型电网、算力网等“六张网”重大基础设施工程，将新型电网纳入国家核心基建布局。抽水蓄能作为电网调节的关键，战略地位愈发凸显。

顺势而为、乘势而上。地处冀北能源腹地的张家口尚义抽水蓄能电站，即将迎来首台机组并网发电的重要时刻。近日，《中国报道》记者深入项目建设一线，见证这一工程从宏伟蓝图稳步落地、加速建成投运的过程，并生动记录这一工程“超速度”攻坚的背后故事。

走进河北省张家口市尚义县小蒜沟镇，沿着东洋河逆流而上，《水电发展“十三五”规划》的重点项目——尚义抽水蓄能电站正在迎来并网发电的最后冲刺。然而，在这看似寻常的深山褶皱之下，这项宏伟工程曾面临着极为严苛的挑战。

尚义抽水蓄能电站沙盘模型。

如何在层峦叠嶂中，于破碎岩体内雕琢出高达54.4米的地下宫殿？又如何为库容超千万立方米的巨型“水箱”穿上坚硬且滴水不漏的“防渗铠甲”？面对这两个关乎工程成败的核心命题，中国水利水电第四工程局有限公司（简称水利四局）尚义施工局惠勇劳模创新工作室的建设者，用智慧与汗水作答。

向岩层要稳定

地下厂房作为抽水蓄能电站的“心脏”，其开挖支护阶段的安全稳定不仅是施工初期的最大难点，更是决定整个工期与电站未来平稳运行的关键所在。

然而，尚义抽水蓄能电站的地下厂房埋深300米—400米，其所在山体岩石岩性主要为中太古代麻粒岩，局部夹中元古代变质辉绿岩脉片，揭露的两条变质辉绿岩脉，距厂房最短仅47米。岩脉与麻粒岩多为断层接触，岩体完整性受损明显，呈现出典型的“散、碎、裂”特性，给施工带来巨大挑战。

“我们在开挖第一层时就有大的滑块掉落。”水电四局第一分局副局长兼尚义施工局党支部书记惠勇告诉《中国报道》记者，“开挖这样的山体就像是给高龄老人做骨骼手术，风险巨大。”

水电四局第一分局副局长兼尚义施工局党支部书记惠勇正在研究施工过程中的技术难题。

面对这一“拦路虎”，惠勇带领团队采用“导洞先行、先中后边”的工法：先用中导洞撕开缺口释放应力，再分段啃下两侧“硬骨头”。这种稳扎稳打、步步为营的战术，化解了围岩变形风险。

真正的考验发生在岩锚梁施工阶段。

“在开挖第一层时，我们就考虑怎么能更好更快更安全地开挖第二层。”惠勇说，结合第一层开挖情况，若按照传统岩锚梁的开挖方案，在复杂地质条件下岩壁吊车梁岩台区域受断层、节理裂隙发育等影响，岩台质量难以保证。因此，施工局与设计、监理、业主四方共同优化设计：取消岩台，采用附壁式岩锚梁。

“当时压力很大，但为了安全和进度，必须敢于打破常规。”惠勇说，新的设计方案通过在岩壁梁下拐点以下增加“附壁墙”式混凝土结构，使“附壁墙”通过锚杆与钢筋混凝土与岩石形成整体，使岩壁吊车梁一部分受力在岩石内，另一部分受力在“附壁墙”上来确保受力结构稳定。

惠勇表示，这一设计改变不仅节省了两个月的工期，更让安装在岩锚梁上的桥机完成重达480吨的机组定子吊装任务。

而在地下厂房开挖中遇到的断层破碎带，原有的支护设计方案也一度面临挑战。

“垂直的锚杆容易往下掉。我们必须调整锚杆，把山锁住。”惠勇说，团队通过创新采用焊接钢筋倒刺，有效化解了围岩不稳的风险。

在技术和工法创新上，惠勇劳模创新工作室团队在地下厂房施工过程中取得的《一种适用于地下厂房锚索施工新型钻机》获得国家发明专利，《抽水蓄能电站地下厂房动态调整通风排烟工法》、《复杂地质条件下地下厂房岩壁吊车梁施工工法》获得省级工法，在工程建设过程中取得了良好经济效益。

为大坝穿上“铠甲”

抽水蓄能水电站的建设，不仅要攻克施工期间面临的种种难关，更要为工程的长远运行做足打算。这类电站的设计运行寿命通常长达50至60年，在科学的维护与升级改造下，部分工程甚至能突破60年大关。然而，由于上水库大坝板块长、滑模移动距离远，混凝土面板的裂缝防治一直是困扰业界的“世界级难题”，直接关系到工程的百年大计。

正因如此，在项目初期，面对这个可能影响大坝寿命的难题，惠勇劳模创新工作室成员、水电四局尚义施工局总质检师周英豪与团队在第一次开会讨论时，大家心里最没底的，正是那句沉甸甸的疑问：“工程完建以后，它会不会裂？”

2025年3月，尚义抽水蓄能电站进行上水库混凝土面板施工。

“在工程驻地最高气温38℃、最低气温-30℃，如此巨大的环境温差情况下，且气候干燥、多风，风力强度大，导致混凝土产生裂缝的条件几乎都满足。”周英豪告诉记者，面对这些施工条件，大家心里直打鼓。

“坝体是堆石，会变形；混凝土面板要贴在上面，太硬了会被拉裂，太软了又起不到防渗作用。在巨大的温差和坝体沉降面前，我们设计的这块混凝土就像一张贴在水面上的薄冰。”周英豪说。

寻找科学的混凝土配合比，降低水泥水化热，提高混凝土的极限拉伸值成为周英豪与工作室成员第一个要解决的问题。

“寻找最佳配合比的日子，简直是在黑暗中摸索。”周英豪回忆，当时他们采用抗渗减裂剂+玄武岩纤维，并不断优化粉煤灰的等级和高效减水剂的母液含量，然而数据充满了“欺骗性”。

“有一组试件，在实验室标准养护下，所有抗压、抗渗、极限拉伸指标都非常完美，我们高兴坏了，以为找到了‘黄金配方’。”周英豪说，但当他们把它放到室外试验场，模拟尚义的实际大风、干燥、昼夜大温差环境进行养护时，不到24小时，表面就出现了细微的龟裂纹。

“我们忽略了环境耦合作用，几个月的努力方向可能都错了。那种挫败感真的让人绝望。”周英豪说，随后工作室把抗裂性放在第一位，调整抗渗减裂剂、玄武岩纤维、粉煤灰和减水剂、引气剂掺量。

“28天后，所有力学和变形指标都完美达标。”周英豪依然记得，当时实验室里没人欢呼，几个骨干静静地盯着打印出来的数据条，盯了很久。只有水电四局尚义施工局总工程师曾永年感慨：这回咱们能给大坝穿上一件真正的“铠甲”了。

为防止“铠甲”漏水，在接缝止水施工中，施工局还组建“止水攻关小组”，通过采用新材料、新工艺，严格控制止水材料的安装精度，对每一道接缝的表面处理进行全过程监测，确保止水系统能够有效应对坝体在蓄水及运行过程中的温度变形和结构沉降，为上水库的安全蓄水和长期稳定运行提供了坚实的防渗保障。

作为亲手为这座大坝穿上“防渗铠甲”的人，看着脚下波光粼粼、深达超100米的水体，周英豪对百年大计有了更具象的理解，就是把图纸上那些冰冷的数字， ‌EL.1392‌（海拔1392米）、‌1:1.4‌（坝坡比）以及 ‌1103万立方米‌（库容），变成一个沉默且忠实的巨人，守护着万家灯火。

撰文：中国报道记者  王金臣

责任编辑：柴晶晶