503地下戰(zhàn)備電廠文物防護工程技術(shù)

安 紅 州， 周 雪 琴

(四川省能投攀枝花水電開發(fā)有限公司，四川 攀枝花 617068)

1 工程概述

503電廠是一座地下戰(zhàn)備電廠，其周邊山巒高出洞室755 m，非常隱蔽，具備良好的戰(zhàn)備要求。該電廠于20世紀(jì)60年代末動工興建，歷時6 a，1975年4月26日第一臺5萬kW發(fā)電機組開始試運行，總裝機容量為10萬kW。按照國家節(jié)能減排規(guī)定，2007年3月15日電廠最后一臺機組停止運行，結(jié)束了其歷史使命。503地下戰(zhàn)備電廠(以下簡稱“503電廠”)是在特定歷史時期建造的、具有戰(zhàn)備意義的現(xiàn)代化工業(yè)建筑，同時也是見證攀枝花市歷史發(fā)展的工業(yè)遺跡，是祖國大三線建設(shè)的歷史縮影，具有重要的文物保護價值。2008年5月28日，攀枝花市西區(qū)人民政府發(fā)文將503地下戰(zhàn)備電廠列為區(qū)級文物保護單位。

503電廠位于攀枝花市西區(qū)新莊小尖山南麓金沙江北岸山腹內(nèi)，地下洞室洞向由南朝北，深220 m。洞內(nèi)有三個岔道，由東向西依次為1號、2號、3號導(dǎo)洞，由南朝北依次為化學(xué)洞、電氣洞、汽機洞、鍋爐洞，洞內(nèi)為平面“用”字形布局。各大小洞室總長度達3 700 m，總建筑面積達22 400 m2，屬于龐大的人工開挖洞室，洞內(nèi)最大跨度為24 m，采用當(dāng)時的最新工藝——噴錨澆筑工藝施工。

在建金沙水電站位于金沙江干流中游末端的攀枝花河段，為河床式電站，電站裝機容量為560 MW,多年平均發(fā)電量為21.77億kW·h，正常蓄水位高程1 022 m，水庫總庫容為1.08億m3。金沙水電站混凝土重力壩壩頂高程為1 027 m，最大壩高66 m，壩軸線長度為392.5 m，從左至右共布置15個壩段，施工導(dǎo)流采用三期導(dǎo)流方式。

2 金沙水電站對503電廠文物影響因素分析

2.1 金沙水電站庫區(qū)蓄水對503電廠文物的影響

503電廠位于金沙水電站庫區(qū)內(nèi)、距壩址(上游)1 km處，電站正常蓄水位高程1 022 m，校核洪水位高程1 025.3 m，文物區(qū)1號～3號洞出露洞口實測高程為1 017.5～1 020 m。庫區(qū)與文物洞口之間的物質(zhì)為碎石夾粉土、碎石棄渣及階地堆積卵石，厚10～30 m，其下為厚度較大的卵石或無明顯變形跡象的基巖，地層具有透水性?，F(xiàn)場踏勘文物3個洞身均呈降坡趨勢并延伸入山體內(nèi)。根據(jù)503電廠與金沙水電站位置及電站水位關(guān)系，電站發(fā)電后庫區(qū)蓄水將通過地層滲透進入文物區(qū)域內(nèi)，滲水匯聚后將淹沒文物，故需在庫區(qū)與文物之間進行防滲處理。

2.2 電站附屬設(shè)施對503電廠文物的影響

根據(jù)金沙水電站總體布置規(guī)劃得知，電站在文物與庫區(qū)中間帶布置了施工場地和交通道路，施工場地平均高程為1 028 m，場內(nèi)布設(shè)了3#、9#公路。相關(guān)結(jié)構(gòu)對文物本身無直接影響，但場地高程明顯高于文物洞口，附屬結(jié)構(gòu)布置后文物區(qū)域?qū)⑿纬晒聧u形式。結(jié)合后期文物開發(fā)需要，場地布置需預(yù)留足夠的空間以滿足后期文物開發(fā)功能的需求，施工道路設(shè)計要銜接進入文物通道，同時要考慮降水在邊坡匯入文物區(qū)域的截流引排措施。

3 所實施的文物防護方案

3.1 防護目標(biāo)及擬定原則

防護工程設(shè)計的主要目標(biāo)：金沙水電站水庫蓄水后，在防護工程的正常使用年限內(nèi)，應(yīng)確保正常蓄水位、防洪水位和暴雨條件下庫水和地表水不直接流入或大量滲入503電廠的地下洞室。

防護工程設(shè)計原則：(1)防護工程結(jié)構(gòu)安全可靠原則；(2)防護工程結(jié)構(gòu)的技術(shù)可行原則；(3)防護工程的經(jīng)濟合理原則；(4)防護工程的施工方便原則。

3.2 總體防護思路

結(jié)合影響因素分析，該防護工程要求實現(xiàn)地下防滲、地面擋水、坡面截流的總體設(shè)想。防護工程的主要目的是保護文物外露的3個洞室洞口不在金沙水電站水庫蓄水后被淹沒，據(jù)此確定防護的范圍是：順江方向從1號洞口以東約30 m起，向西延伸到3號洞口以西約10 m，總長度約200 m；橫江方向為3#公路靠山側(cè)路基坡腳以內(nèi)至斜坡上1 032 m高程以下區(qū)域。

(1)在文物與電站場地間適當(dāng)距離布設(shè)3#公路，形成分隔區(qū)域同時解決通行問題。

(2)在3個導(dǎo)洞口與3#公路路基間適當(dāng)位置(咨詢地方文物局確保預(yù)留面積滿足后期需要)設(shè)置地下防滲墻，以阻止庫水通過強透水性的卵石層大量滲透進入防護區(qū)；在防滲墻頂面修建地面擋水墻，阻止庫水直接流入防護區(qū)。

(3)在3個導(dǎo)洞洞口頂以上的自然斜坡上的適當(dāng)位置設(shè)置截水溝，截排降雨產(chǎn)生的地表徑流，防止其進入防護區(qū)。

(4)在3號導(dǎo)洞口附近設(shè)一集水坑，匯集降雨時防護區(qū)內(nèi)接受的大氣降水量，并設(shè)自動抽排系統(tǒng)。

(5)在防護區(qū)下游端設(shè)一進出坡道，并與3#公路連接，形成人行參觀和消防通道。

(6)對防護區(qū)內(nèi)破損廢棄的建構(gòu)筑物予以清理拆除，平整場地，設(shè)防滲混凝土地面，阻止地下水垂直向上滲入防護區(qū)。

3.3 防護結(jié)構(gòu)的設(shè)計

根據(jù)防護思路及實際地形條件，防護段長度為k0+0～k0+231，由擋水墻、防滲墻、防滲帷幕自上而下布置，防洪標(biāo)準(zhǔn)取50 a一遇，相應(yīng)設(shè)防水位高程為1 023 m，取安全加高0.5 m，則防護結(jié)構(gòu)頂部高程不小于1 023.5 m。結(jié)合電站場平及3#、9#公路規(guī)劃布置，將防護結(jié)構(gòu)順江方向由東向西分三段進行設(shè)計防護。k0+0～k0+92防護高程1 023 m采用擋水墻、防滲墻結(jié)合布置； k0+92～k0+204防護高程1 028 m采用擋水墻、防滲墻、防滲帷幕結(jié)合布置，k0+204～k0+231防護高程順延連結(jié)原始邊坡采用無蓋重防滲帷幕防護。

擋水墻：結(jié)構(gòu)形式為重力式，墻頂高程為 023.5～1 028 m，墻底高程統(tǒng)一布置為1 020 m，墻高3.5～8 m，頂寬0.6 m，坡比1∶0.25，采用強度等級C30、防水等級P8混凝土澆筑。施工分段為15 m，結(jié)構(gòu)縫及施工縫均安裝橡膠止水，布置在距內(nèi)側(cè)混凝土面5 cm處。墻頂安裝不銹鋼欄桿。

防滲墻：采用等厚直立式墻體，厚度為1 m，深入基巖及擋水墻各0.5 m。混凝土采用強度等級C30、防水等級P8混凝土連續(xù)澆筑。為提升施工期防滲墻的穩(wěn)定性，在基巖處沿防滲墻軸線布設(shè)M25砂漿錨桿兩排，間排距1.5 m×0.6 m，梅花形布置，錨桿直徑20 mm，入巖1.5 m，外露長度1 m。

防滲帷幕：布設(shè)于非基巖段防滲墻底部及覆蓋層無蓋重處，孔距1.5 m，排距0.6 m，梅花形布置，深入基巖0.5 m。防滲墻下部帷幕灌漿在混凝土澆筑完成后利用墻內(nèi)預(yù)埋的鋼管造孔，灌漿壓力采用0.1～0.3 MPa范圍分段實施；質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)：透水率小于10 Lu。

防滲混凝土地面：在擋水墻和文物洞口內(nèi)場平清理拆除已破壞和無保留價值(咨詢文物局)的建筑物；分層回填石渣料、15 cm厚級配碎石料壓實，壓實度不低于95%；澆筑30 cm厚C30防水混凝土面層，防水等級為P8，縱向分段長度為20 m，分縫形式為假縫，段間縱向布設(shè)間距40 cm、直徑25 mm連接鋼筋。

截排水系統(tǒng)：在文物洞口頂部外山坡布署截水溝，根據(jù)地形分別采用C20混凝土、M10漿砌石結(jié)構(gòu)，設(shè)置線路按照山坡走勢將邊坡降雨匯集引流入3# 、9#公路排水溝后排入金沙江。在文物3#洞口靠擋水墻側(cè)采用混凝土澆筑3 m×4 m×2 m(長、寬、高)集水井并設(shè)置混凝土蓋板，井內(nèi)安裝2臺150QW(WQ)145-10-7.5潛水泵，文物

區(qū)域內(nèi)場平施工按照0.3%全面降坡至集水井匯水口處。

4 結(jié) 語

水電工程建設(shè)對文物的影響和共存是不可回避的問題，金沙水電站在建設(shè)中采取了一系列積極主動的文物防護保護措施，對503地下戰(zhàn)備電廠進行了有效保護，雖然增加了投資，但體現(xiàn)了企業(yè)尊重歷史和傳承的良好社會責(zé)任感，503地下戰(zhàn)備電廠也必將在歷史的長河中留下自己濃墨重彩的一筆。該文物防護工程采用的技術(shù)措施可供類似工程借鑒參考。