前言
由广东省水利电力勘测设计研究院(以下简称广东省院)负责勘察设计并已经投产运营的抽水蓄能电站有广州抽水蓄能电站、惠州抽水蓄能电站和清远抽水蓄能电站3座电站,投产装机容量共6080MW;正在建设施工的深圳抽水蓄能电站和阳江抽水蓄能电站装机容量共3600MW。广东省抽水蓄能电站勘察设计工作最早开始于20世纪70年代,由当时的广东省电力局牵头与香港中华电力公司组成广电与中电联营蓄能电站可行性研究工作联合办公室,并委托广东省院开展勘察设计工作,在深圳市盐田附近选择了站址并开展勘察工作,但该项目由于各种原因被搁置。党的十一届三中全会后,广东经济发展迅猛,电网规模和用电负荷迅速增长,峰谷差逐渐增大,而在广东省境内可以承担调峰任务的已建或待建的大中型水电站站点很少,因此需要建设抽水蓄能电站以解决调峰问题。为此,1984年10月,为配合大亚湾核电站的建设与安全满负荷的运行,广东省院开始了广州抽水蓄能电站的勘察设计工作。广州抽水蓄能电站一期工程4台300MW机组于1994年3月全部建成投产发电,是国内最早建成的大型抽水蓄能电站,一直安全运行至今,为大亚湾核电站、广东和香港电网安全运行发挥了巨大效益。
抽水蓄能电站与常规水电站相比,对工程地质条件的要求上有共同点,但也有其特殊性。例如:由于上、下水库的水位频繁变动,消落深度大,对库岸稳定要求高;水库集雨面积小,尤其上水库,水源宝贵,水库的防渗要求更高;抽水蓄能电站一般是高水头发电站,引水隧洞内水压力高,大跨度高边墙地下厂房,对洞室群围岩强度、稳定性、抗渗性要求高。因此,除常规的勘察方法和手段外,还需进行特殊的勘测和试验。广州抽水蓄能电站是在我国没有针对该类电站勘察规范及勘察经验的条件下展开的。从广州抽水蓄能电站工作开始探索、实践,到惠州抽水蓄能电站工程、清远抽水蓄能电站工程和深圳抽水蓄能电站等工程的提高完善,形成了广东省院一套抽水蓄能电站勘察分析方法。在几座抽水蓄能电站的勘察中,广东省院的勘察技术人员积累了丰富的勘察成果及经验。编写出版本书的主要目的在于对勘察成果经验的归纳总结,使之能继续服务于抽水蓄能电站的工程建设。
本书共12章,主要内容包括:区域构造背景及构造稳定性研究;抽水蓄能电站关键地质问题研究,包括工程岩体特性、地下工程围岩分类方法及参数取值、深埋高压隧洞外水压力、站址选择、水库主要工程地质问题、高压隧洞山体与围岩稳定、地下厂房洞室群位置选择、三维地质建模技术;特殊工程地质问题研究如花岗岩黏土岩化蚀变岩、场区控制性断层勘察、复杂水文地质条件下高压隧洞灌浆处理等。广东省院在参与上述工程勘察设计与建设过程中,曾遇到过各种不同类型而十分棘手的设计与地质问题,给地质勘察提出了很高要求与期待。在国内没有任何经验可循情况下,广东省院的工程技术人员通过研发与创新,不仅创造性地解决了众多复杂技术难题,还丰富和积累了理论基础与宝贵工程经验,多个单项技术达到国际先进水平。如地下厂房区长探洞勘探布置及分析技术、深钻孔绳索取芯钻探技术、高压压水试验技术、解除法地应力测量技术和三维地质建模技术等。
在勘察过程中,广东省院与相关高校及科研单位联合开展了专题研究工作,相关成果也尽量纳入本书中。包括河海大学地球科学与工程学院周志芳教授、中山大学地球科学系陈国能教授、水利部长江水利委员会长江科学院邬爱清教授级高级工程师及尹健民教授级高级工程师、Itasca(武汉)咨询有限公司朱焕春教授等。
中国工程院院士罗绍基先生是我国水电工程抽水蓄能技术领域的先行者,从主持建设世界上最大的抽水蓄能水电站——广州抽水蓄能电站开始,一直高度重视勘察设计工作,关心广东省院的技术进步及发展,提出了很多宝贵的指导意见,并为本书写序。本书在编写过程中,除得到长江科学院邬爱清教授级高级工程师、尹建民教授级高级工程师、蒋昱州博士等的大力帮助外,还得到其他许多同志的大力支持,在此,表示衷心的感谢!
限于编者的水平有限和经验不足,疏漏及错误之处在所难免,敬请读者批评指正。
编者
2016年9月