1 前言

抽水蓄能电站一般是由一个上水库、一个下水库、输水隧洞和厂房等组成。电站工作原理是利用夜间多余电力把下水库的水抽到上水库，在白天用电高峰时把上水库的水放下发电。

抽水蓄能电站在电网中主要担任调峰、填谷、调频、调相及事故备用，可以改善系统的运行条件，与核电、火电配合使用可以发挥其优越的经济性能。抽水蓄能电站还有启动快的特点，一般从启动到满负荷运行只需3-5 分钟，在电网中可以起到保安电源的作用。

抽水蓄能电站的建设规模是跟系统总装机容量密切相关的。据东京电力公司研究分析认为，从整个系统经济性来看抽水蓄能电站占系统总装机的比例为10-15%是最为合理的。至2000 年9 月，日本全国已建抽水蓄能电站达到43 个，总装机23943MW。

选择合适站址是抽水蓄能电站的经济性和有效性的前提条件。选址主要考虑以下四个关键因素：(1)需要有良好的地形、地质条件，上下水库具有好的防渗条件，保证有足够大的库容;(2)需要有雄厚的山体条件，适合修建大深度、大跨度的地下厂房;(3)要靠近负荷中心和大电源，这样可以减少电力损失和输电费用;(4)电站水头要高、隧洞要短。

随着抽水蓄能电站建设的发展，许多相关的技术都有很大的进步，本文主要介绍施工技术、机电制造技术、利用海水发电技术在日本抽水蓄能电站中的应用情况。

2 施工技术

2.1 信息化管理系统

信息化管理系统是一个全过程的管理，包括抽水蓄能电站的勘测、设计、施工、检测等。对电站整个建设过程进行质量、安全、进度的跟踪，并提出相应的对策。以下就信息化管理系统在地下厂房施工过程中的作用作简要介绍。为了保证地下厂房施工的安全，特别是大深度大跨度地下洞室的开挖，有必要对施工全过程进行监控。在施工之前，通过钻孔、探硐、物探等勘测手段来观察地质结构，结合有限元分析，预测软弱结构面、破碎带的位置和性状，提出施工方法。在施工过程中，为了克服前期勘测和分析方法的局限性，建立大量的计测点来监测地下洞室顶拱混凝土和围岩的变化。连续、快速地收集因地下洞室开挖而产生的应力变化，预测、模拟开挖面的地质构造。通过信息化管理系统指导地下厂房施工，可以提高施工的安全和效率。

2.2 隧洞机械掘进施工技术

隧洞机械掘进[Tunnel Boring Machine(TBM)]，常用于山体地下坑道、隧洞的开挖，178具有一次性开挖成型、效果好、施工快的特点。由于这种施工方法没有爆破震动，对围岩的影响很小，从而可以减少衬砌量。TBM 施工技术在日本得到广泛的推广应用。在建设盐原抽水蓄能电站中，采用TBM 技术开挖坡度为52.5 度的高压斜洞，这是世界上第一次采用TBM技术来开挖大坡度的斜洞。在建设神流川抽水蓄能电站中，曾采用直径6.6m 隧洞掘进机全断面开挖长1.4km、坡度48 度高压斜洞。用这种方法可以缩短建设工期，降低造价。TBM技术在日本已经相当成熟，在多个抽水蓄能电站的地下洞室开挖中发挥了很好的作用。

2.3 新奥法支护技术的广泛推广

新奥法(New Austrian Tunneling Method)，是一种轻型锚喷支护衬砌形式。岩石锚杆支护方法于1950-1952 年在奥地利的某水电站地下厂房施工中首先使用，喷混凝土支护方法于1951-1955 年在瑞士的某水电站的支护中最先采用。日本于1965 年引进这种岩石锚杆和喷混凝土相结合的施工方法，1971 年在北越北线涡立山隧洞衬砌中首先使用。以后30多年中在许多工程实践经验基础上进行了总结、完善，现在已成为隧洞衬砌的主流方法，并且，随着施工技术的进步和新材料的开发，在砂土隧道支护中也采用新奥法技术，使这项技术本身也得到了飞跃的发展。新奥法技术具有以下四个特征：

(1)安全性和经济性，通过计测能够迅速准确地把握山体的变化，提出更加安全合理的设计施工方法;

(2)适用性广，在各种地质条件下都能适用，从硬岩到软岩的山体，再到砂土、膨胀性土的山体都能发挥其作用;

(3)任意形状的断面都可以施工，能够圆滑地处理断面形状的变化，对特殊断面形状和大断面的隧洞衬砌更能发挥其威力;

(4 )能够防止地表沉降，由于锚杆和喷混凝土与山体围岩紧密结合，使得开挖面周围的裂缝能够尽快闭合，从而起到防止地表沉降的作用。