2018年1月8日，一年一度的国家科学技术奖励大会在北京隆重举行，由华东院、雅砻江流域水电开发有限公司、水电七局、水电五局等多家单位共同完成的“锦屏二级超深埋特大引水隧洞发电工程关键技术”荣获国家科技进步二等奖。
锦屏二级水电站利用雅砻江大河弯的天然落差，截弯取直开挖隧洞引水发电，总装机容量4800MW，是雅砻江各梯级电站中利用水头最高、发电量最大、效益最好的水电站，是实施“西电东送”和“川电外送”战略的标志性工程。
其中，4条引水隧洞和2条辅助洞及1条施工排水洞组成7条平行的大型深埋隧洞群，总长达到120公里，具有埋藏深、洞线长、洞径大、地应力水平高、岩溶水文地质条件复杂、施工布置困难等特点，是目前世界上已建、在建总体规模最大、综合难度最大的水工隧洞群工程。
数十载风雨无阻突破创新坚守脚步
雅砻江锦屏大河弯的规划和勘测设计工作始于上世纪60年代。如何解决高地应力强岩爆和高压大流量突涌水是制约工程建设的关键瓶颈。上世纪九十年代，为了获得隧洞沿线工程区的地质信息，华东院提出在引水洞线上平行开挖两条5公里长的地质勘探平硐，以进一步探明锦屏水电站的工程地质和水文地质条件，这在我国水电勘测史上是前所未有的。
华东院作为第一完成单位，所有调查人员多次翻山越岭，多年与外界隔绝，潜心钻研，以山为伴，与水同行，不惧风险，不忘初心。他们掌握了大量第一手资料，重新编制完成《锦屏二级水电站岩溶水文地质专题报告》。该报告是我国第一部全面、系统、深入分析锦屏山地区岩溶水文地质的研究成果，为解决锦屏二级水电站建设的重大问题提供了科学依据，为高山峡谷区岩溶区的工程建设提供经验，并丰富了岩溶研究的理论与实践，对整个地区的公路、铁路、隧道等基础设施的建设起到了重大促进作用。成果经鉴定，达到了国际领先水平。
2008年8月8日，第一条成功横穿锦屏山的隧道——锦屏辅助洞B洞率先贯通。随后不到三年时间，锦屏4条引水隧洞和1条施工排水洞相继贯通，成功实现“一年五通”！世界最大规模水工隧洞群在这里诞生！
攻克超高水电难题创新系列研究成果
历经多年的攻坚克难，紧密围绕国家能源科技“十二五”规划中对于深埋、高地应力、高外水压力长隧洞关键技术需求，以国家自然科学基金、雅砻江联合研究基金为支撑，以“产学研用”模式开展联合科技攻关，成功攻克了超埋深超高地应力、超高压大流量岩溶地下水、超深埋隧洞成洞、复杂水力瞬变流等世界性技术难题。开展了深部岩石力学、岩溶水文地质学、多场耦合结构力学、瞬变水力学等多学科协同攻关，取得了一系列创新性研究成果。
1.创建了超深埋特大隧洞强烈岩爆然综合防治方法。揭示了超深埋隧洞不同类型岩爆诱发机制，提出了以应力路径、超剪应力、能量释放率为主要指标的岩爆倾向性评价方法，建立了集地质中长期预报、微震监测短期预报于一体的岩爆风险预警系统，首创了“超前诱导能量释放，时空分序强化围岩”的岩爆综合防治理论和技术，攻克了2500m级埋深隧洞安全施工难题。
2.提出了高压大流量地下突涌水防治成套技术。建立了突涌水灾害孕有演化成灾的非线性分析预测方法，构建了宏细观结合地下突涌水灾害风险集成预警系统，形成了“大尺度区域宏观探测中尺度近场-重点探测-开挖过程中超前精细探测”的突涌水灾害风险的递进定位，研发了高压大流量地下突涌水成套治理技术，解决了10MPa压力级大流量地下突涌水高效治理难题。
3.构了以围岩为主体的超深埋特大引水隧洞复合承载结构体系。建立了突出高地应力及岩爆、高外水压力等关键控制因素的JPF围岩分类体系，提出了基于时效破裂控制的超深埋隧洞围岩稳定快速动态反馈分析方法，研发了超高地应力、高外水压力条件下超深埋特大引水隧洞复合承载结构，突了100MPa级地应力和10MPa级外水压力耦合作用下水工隧洞结构技术瓶颈。
4.建立了长隧洞大流量高水头引水发电系统机电一体化的有压瞬变流水力设计和调控方法。提出了多电站联网运行水力瞬变流结构矩阵仿真算法，研发了三井集成、双拱隔墙、多孔阻抗、分流减跨的巨型差动式调压室结构型式，建立了“水-机-电”协同工作的调压室水位精准反馈智能调控方法，实现了高水头大流量长引水式电站安全定灵活运行。
成果灵活运行实现显著效益
项目成果获省部级科技进步特等奖2项、一等奖4项、二等奖2项:授权发明专利37项，软件著作权6项，被SCI、EI收录论文100余篇，相关技术纳入5部国家(行业)规范、2部行业手册，出版专著7部，授权发明专利37项，软件著作权6项，并作为技术攻关成功范例写入《电力发展“十三五”规划》。其中"Key technologies and risk management of deep tunnel constructionat Jinping Ⅱhydropower station"2016年被国际知名期刊《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》选为杂志封面，“锦屏二级水电站深埋大理岩力学特性研究“入选“中国精品科技期刊项尖学术论文”。
项目成果全面保证了锦屏二级引水隧洞安全高效施工和电站稳定灵活运行，并推广应用于水利水电、矿山、交通等多个工程领城。近三年新增销售额超80亿元，并为中国锦屏暗物质地下实验室建设创造了环境条件，经济社会效益暴著。项目成果极大推进了我国在水利水电领域的科技进步，对此后我国深埋地下工程建设起到引领和示范作用。
采编/蒋新银
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