湖北平坦原抽水蓄能电站下库大坝启动堆石混凝土浇筑突破技术瓶颈

2025年3月27日，湖北平坦原抽水蓄能电站下水库大坝首仓混凝土浇筑顺利完成，标志着我国水电工程领域实现两项重大技术突破：全国首座小粒径堆石混凝土大坝成功实施，以及抽水蓄能电站首次采用堆石混凝土作为1级挡水建筑物主坝坝型。该工程由三峡集团所属湖北能源集团投资建设，是国家能源局“十四五”重大能源项目，总装机容量120万千瓦，总投资86.77亿元，计划2027年实现首台机组并网发电，2028年全面投运。
工程定位与技术参数
湖北平坦原抽水蓄能电站位于湖北省黄冈市罗田县大别山革命老区，距武汉市直线距离约120公里。枢纽工程由上水库、下水库、输水系统及地下厂房组成，总占地面积197.25公顷。下水库大坝为堆石混凝土重力坝，最大坝高93米，坝顶长度309米，设计总混凝土量20.9万立方米，其中堆石混凝土占比62.7%（13.1万立方米），主坝坝体采用C20堆石混凝土，抗压强度设计值20兆帕，抗渗等级W8。
工程创新性将堆石块体最小粒径从传统标准的40厘米压缩至20厘米，破解洞室小粒径开挖料难以作为堆石料利用的难题，洞挖料综合利用率提升至85%，减少弃渣量约12万立方米。大坝基座首仓混凝土浇筑方量1026立方米，单次连续浇筑时长30小时，采用低热硅酸盐水泥，掺加粉煤灰（掺量25%）及改性PVA纤维（掺量0.9千克/立方米），入仓温度严格控制在12℃以下，浇筑层厚1.5米，间隔期7天。
地质条件与施工突破
工程区域地质构造以寒武系砂页岩为主，岩体饱和抗压强度85-120兆帕，渗透系数1.5×10⁻⁶厘米/秒。地下厂房洞室群埋深380-450米，主厂房跨度26.5米，高度54.2米，围岩类别以Ⅲ类为主，局部为Ⅳ类。施工期间揭露断层破碎带3处，最大宽度2.8米，采用超前管棚支护（直径108毫米，间距0.3米）结合双液注浆（水灰比0.8:1）加固方案，注浆压力3-5兆帕，渗透半径达2.8米。岩芯采取率91.2%，岩石质量指标（RQD）平均82.4%，顶拱最大变形监测值7.3毫米，低于设计允许值12毫米。
施工团队攻克三大技术难点：其一，研发小粒径堆石混凝土配合比，骨料级配优化为5-20毫米（占比40%）、20-40毫米（占比60%），坍落度控制在140-160毫米；其二，应用AI智能化设备实时监测堆石入仓密度，确保堆石体孔隙率≤22%；其三，采用微震监测预警系统，在坝体布设32个传感器，预警岩体变形精度达毫米级，累计规避施工风险47次。隧洞掘进采用硬岩隧道掘进机（TBM）技术，月进尺320米，较传统钻爆法效率提升40%。
生态保护与资源利用
项目严格执行《湖北省生态环境保护条例》要求，实施四大生态工程：表层土剥离总量42万立方米，建设5处防尘网全覆盖临时堆存场，配套喷淋抑尘设施；布设三维植被网18万平方米，种植狗牙根、百喜草等耐旱植物，覆盖度达95%；建设鱼类增殖站1座，规划年放流倒刺鲃、光倒刺鲃等土著鱼苗50万尾；施工废水处理系统设计日处理能力1200立方米，采用“絮凝沉淀+活性炭吸附”工艺，悬浮物去除率≥98%，化学需氧量（COD）排放浓度≤50毫克/升，优于国家一级A标准
。
施工期间严格管控噪声污染，地下厂房安装双层隔音门（隔声量35分贝），厂界噪声昼间≤55分贝，夜间≤45分贝。工程通过优化施工时序，减少林地占用面积18公顷，生态修复率100%。
工程组织与质量管控
项目建设团队由水电十四局牵头，投入管理人员228人、作业人员417人，累计完成场内道路建设28公里、地下厂房开挖18万立方米。施工质量管控体系涵盖材料检测、工艺标准与安全监测：钢筋、混凝土等主材抽检合格率100%，压力钢管焊缝无损检测一次合格率99.3%；地下厂房开挖轮廓面半孔率≥90%，超挖控制≤15厘米；布设收敛计、多点位移计等监测设备236套，顶拱最大变形值7.3毫米，低于设计允许值12毫米。
大坝混凝土浇筑前完成工艺试验12项，包括堆石入仓模拟试验、温控仿真分析等。施工过程中采用无轨滑模跳仓浇筑技术，混凝土脱模后立即覆盖土工布保温养护，养护周期28天，表面裂缝发生率≤0.1条/平方米。
经济效益与电网调节能力
工程静态投资65亿元，动态总投资86.77亿元，其中机电设备及安装工程占比34.6%（23.3亿元），施工辅助工程占比22.1%（14.9亿元）。经济评估显示，在容量电价650元/千瓦·年、电量电价0.25元/千瓦时的政策下，项目全生命周期内部收益率（IRR）达6.8%，投资回收期22年。电网调节方面，电站投运后可提升湖北电网调峰容量4.3%，平抑80万千瓦级功率波动的时间缩短至15秒，7小时持续放电能力可满足黄冈市全域（2024年最大负荷385万千瓦）1.7小时的电力需求。
技术标准与行业贡献
本项目推动两项行业标准制定：《小粒径堆石混凝土施工技术规范》明确骨料级配、孔隙率、温控等关键技术指标；《抽水蓄能电站堆石混凝土主坝设计导则》规定1级挡水建筑物坝体抗震设防烈度、渗透稳定性等要求。工程形成的《超深埋洞室群智能施工工法》等5项技术成果，已在华中地区同类项目中推广应用，地下厂房开挖月进尺提高至65米，较传统工法提升28%。
（数据来源：湖北省发改委核准文件、项目可行性研究报告及施工日志）