【四川交通】会发电的隧道——隧道斜井引水发电绿色节能技术

长大公路隧道在运营期间用电需求大、运营成本高，常常面临“建得起，用不起”的窘境。与此同时，西部山区蕴藏有丰富的水能、太阳能等绿色能源。如何将两者结合在一起？隧道工程师们一直在思考这个问题。本期交通科技月月谈邀请到四川省公路设计院公司隧道分院院长林国进，为我们讲述如何利用隧道斜井进行引水发电，实现隧道绿色低碳运营。

关键技术

长大公路隧道为了保证运营安全，需要在洞身设置通风斜井或竖井，井底连接隧道，井口通向地面。为了尽可能地减少斜井建设长度，除了增大斜井坡度（10%以上）外，往往会将井口位置选择在冲沟附近，以达到尽快露出地面的目的。

该项技术核心是利用斜井内设置的引水管道，将冲沟内丰沛的水资源引入地下发电机组，再利用井口和井底的高差进行发电，产生的电力可直接用于隧道照明、监控和通风，减少对电网供电的依赖，从而实现节能减排。

应用与成果

把梦想照进现实，四川省公路设计院公司的研究团队自2011年开始研发该项技术，付出了十年的艰辛和努力，2021年6月在雅康高速公路二郎山隧道成功试点。

研究团队通过在斜井内设置引水管道，将斜井井口附近冲沟中的水引入地下风机房（内设发电机组），利用井口至井底192米的高差进行发电，发电尾水通过隧道中央排水沟排出洞外。凭借此项技术建成了小流量大高差的洞内发电站，装机规模达630千瓦，年发电量达400万度，完全满足二郎山隧道照明和监控用电需求。

也正是有了充足的电能，研究团队在隧道内设计了两处洞内照明景观带，有效缓解了司乘人员的视觉疲劳和心理压抑感，提高了行车的舒适度和安全性。

洞内景观带--飘扬的五星红旗

洞内景观带--摇曳的枫叶

此外，该项技术还可以解决洞外高位消防水池冬季结冰的问题。将高位消防水池安置在斜井施工期开挖的救援通道处，可利用引水管道支管为消防水池供水，实现自流水消防，节省了大量的抽水设备，同时确保了消防系统的安全性和可靠性。

按照运营期20年测算，该项技术可减少电网供电8000万度，减少碳排放8万吨，节能减排效果显著。

隧道斜井引水发电技术成功获得了2022年度中国公路学会隧道与地下空间工程创新奖特等奖、2022年度詹天佑奖，入选2023年度国际隧道协会ITA地下空间创新贡献提名奖和“2022中国新时代100大建筑”，并取得了3项发明专利授权。

展望

该项技术突破隧道斜井仅用于通风的传统功能，实现了工程建设与清洁能源利用的有机融合，建立利用斜井引水发电系统，实现隧道绿色运营的新模式。未来将在夹金山隧道等10公里级长大隧道等场景中推广应用。

本文来源：四川省交通运输厅

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