新疆极寒区抽水蓄能电站如何凿雪山造“电池”

2月17日，布尔津县城东北约40公里的阔斯特克镇北山深处还是一片茫茫雪景，各式大型工程设备的轰鸣声打破了山区的寂静。这是“十四五”以来，新疆首个核准开工建设的抽水蓄能电站项目——新疆布尔津抽水蓄能电站（以下简称“布尔津抽水蓄能电站”）所在地，眼下，该项目已全面恢复建设，建设者正全力施工。　　

布尔津抽水蓄能电站是目前国内已建、在建气温最低的抽水蓄能电站，建设者称它为“中国最寒蓄”。在高纬度严寒地区，电站建设到底难在哪？会面临哪些技术挑战？技术团队又有什么创新举措？

藏在大山体内的“充电宝”

这里和其他大型基建施工项目有些不同——最引人注目的不是高空塔吊、钢筋林立，在茫茫雪山脚下，最醒目的是两个顶部写着“进厂交通洞”“通风兼安全洞”的隧洞，其他所见之处皆是山体。　　

眼下，与茫茫雪景形成鲜明对比的是山体内热火朝天的施工景象，工人们有的在钻爆台车、支护台车上进行加工焊接工作，有的装运开挖石渣……

“它是个‘藏’在大山体内的‘充电宝’。”新华（布尔津）抽水蓄能发电有限公司党委书记、执行董事李敬形象地解释，“抽水蓄能电站利用高低不同的地势，建设上下两个水库，在电力富余时将下水库的水利用低谷电能抽到上水库储能，在用电高峰时再将上水库存水放下去发电保供，以水为介质，通过电能、势能的循环转化，起到电网安全运行的‘调节器’作用。”　　

作为“巨型充电宝”，该项目总装机容量达140万千瓦，总投资高达103.078亿元，由上水库、下水库、输水地下厂房系统及地面开关站组成。设计年抽水用电量37.52亿千瓦时，设计年均发电量28.14亿千瓦时。建成后，该项目将成为阿勒泰地区电网调峰的重要力量，有效缓解调峰压力，提高新能源消纳能力和电网供电可靠性。电站每年能节约标煤92.6万吨，减排二氧化碳约279万吨。

“2023年7月开工以来，项目持续高质高效推进。2024年，我们克服极寒暴雪风吹雪、冬季时间长、有效施工期短、洞室围岩自稳能力差，均需采用钢支撑加强支护等重重困难，实现了年初目标任务完成率114.12%。”李敬说。　　

目前，通风兼安全洞与上下水库连接路2号隧道已贯通，已启动主厂房建设，下一步计划进行下水库、施工供水、业主营地等部位施工，预计2031年首台机组可投产发电。

—49.9℃里冰与火的博弈

“我们这个项目是目前国内已建、在建气温最低的抽水蓄能电站项目，极端最低气温可达-49.9℃，可以说是‘中国最寒蓄’！”新华（布尔津）抽水蓄能发电有限公司质量技术部经理刘光然介绍。　　

记者了解到，该项目工程区所处的布尔津河流域位于准噶尔盆地西北缘，阿尔泰山南麓，处于欧亚大陆腹地，属大陆性北温及寒温带气候。项目建在海拔1500米以上的山区。冬季山区多降大雪，积雪深，积雪时间长。上、下水库曾检测到的极端最低气温分别为—49.9℃、—46.4℃，属严寒低温地区。工程区气候条件差，有效施工时间仅6个月左右，冬季结冰情况较严重，冰冻将对水工建筑物的安全产生不利影响。

“为克服低温气候影响，我们进行了一系列技术创新，对各工序进行把关，确保全年尤其是冬季施工时工程质量优良。”刘光然说。　　

交谈间隙，随着隧洞门口卷帘门缓缓升起，一辆辆装有石渣的自卸车依次出洞，不一会，满载混凝土的搅拌运输车驶入洞内。　　

“即使隧洞外大雪漫天，隧洞内温度却能保持在9℃。”刘光然笑着说，秘密就在于这道“加热门帘”。

“我们在隧洞洞口采取了类似‘加热门帘’的保温措施——在洞口布置一道卷帘门或对开大门，防止风雪直接吹进隧洞内，距离隧洞口约50米处又设置了一道暖风幕机风墙，在边墙+顶拱各布置1台15kW暖风幕机。这样，冬季施工人员和车辆进入隧洞，就像人们进入大商场时，掀起门帘，立刻感受到温暖。”刘光然说。　　

除了加设“加热门帘”，建设保温型拌合站也是施工团队技术创新一大亮点。

“我们的项目需要大量混凝土，为了保障冬季混凝土正常生产和供应，确保地下洞室喷护、二衬等工作面冬季施工不间断，我们采用了类似‘外卖’的全流程保温措施。”刘光然说，“在‘做饭’这一环节，我们建设了保温型拌合站，除了要对原材料骨料及用水进行加热外，对骨料仓，我们采用石棉彩钢板整体封闭，同时安装四台15kW电热幕机，料仓底部铺设电阻丝形成电加热系统，就像给骨料盖了被子、铺了地暖。而‘送外卖’环节，我们也像外卖小哥用保温箱一样，对混凝土运输罐车包裹了保温套。”

地质迷宫中的精准手术

“在施工建设过程中，我们也遇到了很多难题。”李敬说，新疆地形地质复杂多样，如何保证抽水蓄能项目避开活地震带，成为项目选址阶段最重要的问题。　　

此外，适合布局抽水蓄能电站的厂址附近往往无天然水源，与此同时，新疆的河流大多泥沙含量超高，而抽水蓄能电站机组对泥沙含量要求极高，选址既要保证水源充足，又要兼顾水质要求。选择合适水源也是重中之重。李敬说：“我们在选点规划阶段加强与地方沟通，最终选择在阔斯特克镇东岸灌溉渠道设置取水口的方式，解决项目用水问题。”

面对极端复杂的地质条件，项目方引入先进设备，做好安全预防措施。该项目总工程师王飞指着三维地质模型解释：“我们正在雪山腹部编织立体的水能网络。”工程需要在上水库与下水库间构建两条平行的引水发电隧洞，穿越30条地质断层。计划采用定向钻配合反井钻机进行开挖，施工误差控制在厘米级。　　

作为“十四五”以来新疆首个核准开工建设的抽水蓄能电站项目，布尔津抽水蓄能电站建设既备受关注，又困难重重。为了如期完成施工任务，新华（布尔津）抽水蓄能发电有限公司组建了精干高效的工作专班，不断优化施工方案，通过加强各工序细节管控，加大技术、科研攻关等措施，调动广大参建人员积极性，激发战斗力。

目前，项目团队正在积极开展高纬度极寒环境抽水蓄能电站防冰害及运行方案研究、高纬度极寒环境条件下沥青混凝土面板防渗技术可行性研究等多项工程科研及创新技术应用研究，全力提高生产效率，降低施工成本。　　

据了解，该项目还计划在距离上水库不远的山顶平坦区域、下水库滩地配套建设200万千瓦级风电、200万千瓦级光伏发电项目。为布尔津县“十五五”末期建成集水电、抽水蓄能电站、风电、光伏以及新型储能为一体的千万千瓦级绿色能源大基地添砖加瓦。

如今，从雪山之巅俯瞰，布尔津抽水蓄能电站工程建设大模样已现雏形，与周边环境构成了一幅自然生态与工业建筑和谐共生的壮丽画卷，成为高寒地区生态文明建设的亮丽名片。

石榴云/新疆日报记者：张婷

通讯员：常轶茹