中國(guó)電建成都院水電站壓縮空氣儲(chǔ)能地下洞室設(shè)計(jì)理論與安全控制技術(shù)研究技術(shù)開發(fā)招標(biāo)




1項(xiàng)目概況

儲(chǔ)能技術(shù)是具有戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、前瞻性的重大能源技術(shù)，已成為政府關(guān)注和支持的焦點(diǎn)。新型儲(chǔ)能是未來我國(guó)實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要支撐，是新能源與儲(chǔ)能發(fā)展的重要方向。壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)被視為除抽水蓄能之外的另一種極具潛力的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)。2022年3月，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局印發(fā)《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》中，多次提到壓縮空氣儲(chǔ)能，指出新型儲(chǔ)能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和基礎(chǔ)裝備，是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的重要支撐，也是催生國(guó)內(nèi)能源新業(yè)態(tài)、搶占國(guó)際戰(zhàn)略新高地的重要領(lǐng)域。到2025年，新型儲(chǔ)能由商業(yè)化初期步入規(guī)?；l(fā)展階段，具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件，其中百兆瓦級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用。到2030年，新型儲(chǔ)能全面市場(chǎng)化發(fā)展。

水電站地下洞室群壓縮空氣儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)（重點(diǎn)技術(shù)）、利用水電站壓縮空氣儲(chǔ)能（典型場(chǎng)景）兩個(gè)項(xiàng)目，已納入國(guó)資委部署的未來產(chǎn)業(yè)啟航行動(dòng)計(jì)劃未來空間產(chǎn)業(yè)地下空間利用領(lǐng)域任務(wù)清單。

在水電站開展壓縮空氣儲(chǔ)能，需要解決水電站地下洞室壓縮空氣儲(chǔ)能庫選址原則、循環(huán)高內(nèi)氣壓地下洞室損傷機(jī)理、高內(nèi)氣壓地下洞室密封層的設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)、水電站地下洞室壓縮空氣儲(chǔ)能長(zhǎng)期安全穩(wěn)定控制技術(shù)等關(guān)鍵基礎(chǔ)理論、分析方法、工程技術(shù)，基于以上研究成果，總結(jié)提出水電站地下洞室壓縮空氣儲(chǔ)能長(zhǎng)期安全穩(wěn)定控制技術(shù)。

2招標(biāo)范圍及時(shí)間要求

2.1招標(biāo)范圍

1、水電站地下洞室壓縮空氣儲(chǔ)能庫選址原則及儲(chǔ)氣庫布置研究

（1）水電站地下洞室壓縮空氣儲(chǔ)能庫選址原則研究

采用理論推導(dǎo)方法，建立適用于水電站既有地下洞室群作為高壓儲(chǔ)氣庫的受力模型，采用極限平衡分析方法，得到滿足巖體抗剪切極限能力時(shí)的水電站地下洞群最小水平和垂直埋深。采用數(shù)值計(jì)算分析方法，從巖體密度、彈性模量、泊松比、粘聚力、內(nèi)摩擦角、洞室直徑、洞室氣壓等方面開展參數(shù)敏感性分析，確定在不同參數(shù)組合下水電站地下洞群的上覆巖體和側(cè)覆巖體穩(wěn)定性，基于不同參數(shù)組合下儲(chǔ)氣庫布置的極限水平深度和極限垂直深度，給出最小埋深確定準(zhǔn)則，提出水電站壓縮空氣儲(chǔ)能洞室的選址原則，可定量化指導(dǎo)儲(chǔ)氣庫選址工作。

（2）水電站壓縮空氣儲(chǔ)能地下儲(chǔ)氣庫布置研究

針對(duì)水電站既有洞群特點(diǎn)，開展儲(chǔ)氣庫布置格局研究，如直線型布置、環(huán)形布置、直線-環(huán)形布置等布置形式的對(duì)比研究。

（3）水電站壓縮空氣儲(chǔ)能地下儲(chǔ)氣庫連接原則研究

針對(duì)水電站既有洞群特點(diǎn)，建立不同類型的洞庫連接方案，采用數(shù)值計(jì)算分析不同方案下沿程能量損失規(guī)律、溫度場(chǎng)變化規(guī)律和不同洞庫的充放氣規(guī)律，提出水電站儲(chǔ)氣庫連接原則。

2、循環(huán)高內(nèi)氣壓地下洞室損傷機(jī)理研究

（1）高內(nèi)氣壓對(duì)既有地下洞室局部地應(yīng)力場(chǎng)重分布研究

通過建立數(shù)值仿真模型，分析高內(nèi)氣壓循環(huán)作用下對(duì)既有地下洞室局部地應(yīng)力場(chǎng)的影響機(jī)制。

（2）循環(huán)高內(nèi)氣壓下地下洞室襯砌與圍巖的力學(xué)響應(yīng)特性
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采用數(shù)值計(jì)算和室內(nèi)試驗(yàn)初步分析不同襯砌支護(hù)方式下從施工到運(yùn)行期水電站既有洞室在循環(huán)高內(nèi)氣壓作用下襯砌與圍巖相互作用機(jī)制，得到襯砌和圍巖在高氣壓作用下各自的承載比例、承載方向等，初步揭示圍巖破壞機(jī)理。

（3）循環(huán)高內(nèi)氣壓下地下洞室襯砌與圍巖的開裂機(jī)制

采用數(shù)值計(jì)算和室內(nèi)試驗(yàn)，考慮采用不同襯砌支護(hù)方式，分別建立壓氣儲(chǔ)能地下洞室彈塑性力學(xué)解析模型和壓氣儲(chǔ)能地下洞室多場(chǎng)耦合數(shù)值模型，分析地下洞室從施工期到運(yùn)行期不同階段時(shí)圍巖和襯砌的力學(xué)響應(yīng)特征和破壞機(jī)制，并研究高壓空氣在地下洞室圍巖和襯砌材料中的滲流特性。

（4）循環(huán)高內(nèi)氣壓下地下洞室圍巖的破壞機(jī)制
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采用數(shù)值計(jì)算和室內(nèi)試驗(yàn)，在充分考慮巖體自身強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，得到在高內(nèi)壓條件下壓氣儲(chǔ)能地下洞室隆起破壞模式和破壞特征，分析不同圍巖強(qiáng)度對(duì)洞室隆起破壞模式的影響；研究高內(nèi)氣壓循環(huán)儲(chǔ)放作用下對(duì)洞室圍巖穩(wěn)定性的影響，揭示圍巖失穩(wěn)破壞機(jī)制，得到關(guān)鍵部位從彈性-塑性-微裂紋-宏觀裂紋-破壞的時(shí)空演化規(guī)律，并得到地下洞室長(zhǎng)時(shí)受力特性及圍巖襯砌損傷機(jī)理。

（5）循環(huán)高內(nèi)氣壓下地下洞室支護(hù)效能評(píng)價(jià)

采用數(shù)值計(jì)算和室內(nèi)試驗(yàn)，開展氣-溫雙循環(huán)下地下洞室支護(hù)效能評(píng)價(jià)，研究支護(hù)效能弱化后氣-溫雙循環(huán)下地下洞室失穩(wěn)特征，并開展循環(huán)高內(nèi)氣壓地下洞室非圓形斷面形狀適應(yīng)研究。

（6）高壓頻繁抽采下對(duì)裂隙巖體的影響機(jī)制研究

采用數(shù)值計(jì)算或室內(nèi)試驗(yàn)研究手段，研究氣溫雙循環(huán)作用下對(duì)裂隙巖體的損傷作用機(jī)理，揭示高壓氣體在裂隙巖體的滲流擴(kuò)散機(jī)制。

3、高內(nèi)氣壓地下洞室密封層的設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)研究

（1）高內(nèi)壓地下洞室柔性密封材料研究

根據(jù)既有水電站地下洞室的斷面類型、襯砌結(jié)構(gòu)、巖性條件、地應(yīng)力分布等因素，從密封材料的滲透特性，基礎(chǔ)力學(xué)特性（抗拉、抗壓、抗剪等），疲勞特性，長(zhǎng)期抗老化特性等不同角度對(duì)其進(jìn)行定量分析，提出可適用于水電站地下洞室壓縮空氣儲(chǔ)能的柔性密封層材料。

（2）不同控裂方式下高內(nèi)氣壓地下洞室柔性密封層的失效機(jī)制和控制技術(shù)
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開展密封層抗外水壓力試驗(yàn)，研究粘貼式等柔性密封層發(fā)生撕脫破壞的臨界強(qiáng)度；開展密封層陷縫破壞試驗(yàn)，提出不同厚度密封層在不同氣壓下由于陷縫破壞失效時(shí)襯砌裂縫的臨界寬度；開展高氣壓循環(huán)作用下柔性密封層的氣密與應(yīng)力疲勞的試驗(yàn)，確定密封層滲透系數(shù)、彈性模量、抗拉強(qiáng)度、拉斷伸長(zhǎng)率與高氣壓循環(huán)次數(shù)之間的關(guān)系。

（3）高內(nèi)氣壓地下洞室柔性密封層的設(shè)計(jì)理論和方法

根據(jù)壓氣儲(chǔ)能洞室單日空氣泄漏率不能超過0.5%及柔性密封層抗拉強(qiáng)度等指標(biāo)，提出柔性密封層由于材料本身性質(zhì)劣化而失效的臨界使用壽命?？偨Y(jié)不同控裂方式下柔性密封層的失效模式，揭示不同控裂方式下柔性密封層的失效機(jī)制并提出相應(yīng)的控制技術(shù)，在此基礎(chǔ)上提出地下洞室柔性密封層的設(shè)計(jì)理論。

（4）高內(nèi)氣壓地下洞室柔性密封層的施工技術(shù)

建立不同施工方式下壓氣儲(chǔ)能洞室的多場(chǎng)耦合計(jì)算模型，分析不同施工方式下密封層的受力特點(diǎn)，并計(jì)算不同施工方式下密封層的疲勞壽命。并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成果，確定柔性密封層最佳的施工方式。分析不同拼接方式下密封層的疲勞壽命，確定柔性密封層最佳的拼接方式。結(jié)合柔性密封層設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)，研究柔性密封層修復(fù)技術(shù)。

（5）高內(nèi)氣壓地下洞室柔性密封層的質(zhì)量檢測(cè)和控制技術(shù)

通過壓氣儲(chǔ)能洞室空氣的日泄漏率一般不能超過0.5%與洞室的服役年限一般大于30年的要求，提出壓氣儲(chǔ)能洞室常見運(yùn)行工況下密封材料的滲透系數(shù)、抗拉強(qiáng)度等指標(biāo)，建立壓氣儲(chǔ)能洞室常見運(yùn)行工況下柔性密封層滲透系數(shù)及抗拉強(qiáng)度的質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，提出柔性密封層不同位置處（主體部位、拼接部位）的滲漏情況及抗拉強(qiáng)度測(cè)試方法，并提出相應(yīng)的質(zhì)量控制措施。控制措施中重點(diǎn)研究排水、排氣通道的作用，通過數(shù)值模擬與室內(nèi)或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合研究滲漏氣體對(duì)儲(chǔ)氣庫的影響。

4、水電站地下洞室壓縮空氣儲(chǔ)能長(zhǎng)期安全穩(wěn)定控制技術(shù)研究

（1）循環(huán)高內(nèi)氣壓對(duì)水電站臨近洞群穩(wěn)定影響機(jī)制研究

采用數(shù)值模擬或模型試驗(yàn)開展儲(chǔ)氣洞室失穩(wěn)破壞后對(duì)臨近水電站地下洞群穩(wěn)定影響機(jī)制研究，提出臨近洞群潛在破壞模式。

（2）循環(huán)氣-溫耦合作用下地下洞室止裂控制技術(shù)

揭示氣-溫耦合作用下地下洞室圍巖止裂控制機(jī)理，提出裂縫反復(fù)張開閉合下高內(nèi)氣壓地下洞室安全性的控制技術(shù)?？紤]采用提高圍巖止裂性能的特殊加固措施等對(duì)圍巖進(jìn)行加固，在已建立的適用于復(fù)雜地層環(huán)境的壓氣儲(chǔ)能地下洞室相場(chǎng)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)一步考慮加固措施的影響，研究加固后對(duì)壓氣儲(chǔ)能地下洞室圍巖抗裂、止裂性能的提升，評(píng)估不同加固措施的適用性。提出裂縫反復(fù)張開閉合下高內(nèi)氣壓地下洞室安全性的控制技術(shù)，對(duì)圍巖采取不同的止裂和加固措施，評(píng)價(jià)各種止裂加固措施的適宜性。

（3）高內(nèi)氣壓地下洞室健康的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)及預(yù)警技術(shù)
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根據(jù)壓氣儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行過程中洞室空氣壓力、溫度的變化規(guī)律，結(jié)合密封材料抗外水壓力試驗(yàn)、陷縫破壞試驗(yàn)、氣密與應(yīng)力疲勞的試驗(yàn)結(jié)果，提出壓氣儲(chǔ)能洞室失效的判別標(biāo)準(zhǔn)，如在不同階段洞室空氣壓力或溫度及其變化速率、外水壓力、密封層和襯砌交界處溫度、襯砌裂縫寬度的監(jiān)控值。在上述判別標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行劃分，提出洞室分級(jí)預(yù)警的監(jiān)測(cè)方法，并提出不同預(yù)警級(jí)別下的處理對(duì)策，最終形成一套針對(duì)壓氣儲(chǔ)能洞室失效的前兆識(shí)別、預(yù)警及險(xiǎn)情解危的長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)技術(shù)。

2.2本項(xiàng)目實(shí)施的時(shí)間要求

項(xiàng)目總周期為761日歷天，包含了第一、二、三階段成果報(bào)告、最終成果報(bào)告完成期、論文發(fā)表期和專利（實(shí)質(zhì)審查階段）并形成行業(yè)規(guī)范或團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）。起始時(shí)間預(yù)計(jì)為2024年11月30日，提交最終成果時(shí)間為2025年12月31日。

（1）第一階段成果報(bào)告完成期：乙方應(yīng)在2024年12月31日前按照本合同的約定向甲方提交本項(xiàng)目第一階段成果報(bào)告及相關(guān)資料并通過驗(yàn)收；

（2）第二階段成果報(bào)告完成期：乙方應(yīng)在2025年6月30日前按照本合同的約定向甲方提交本項(xiàng)目第二階段成果報(bào)告及相關(guān)資料并通過驗(yàn)收；

（3）最終成果報(bào)告完成期：乙方應(yīng)在2025年12月31日前按照本合同的約定向甲方提交本項(xiàng)目最終成果報(bào)告完成相關(guān)資料且通過驗(yàn)收，并形成行業(yè)規(guī)范或團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）且通過驗(yàn)收，相關(guān)論文取得錄用函，相關(guān)專利進(jìn)入實(shí)質(zhì)審查階段；

（4）論文、專利及標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收期：乙方應(yīng)在2026年12月31日前按照本合同的約定向甲方提交本項(xiàng)目的論文錄用函和相關(guān)文件、專利（實(shí)質(zhì)審查階段）。

各階段成果具體內(nèi)容見下表：


序號(hào)

研究?jī)?nèi)容

研究任務(wù)

提交時(shí)間

備注


1

水電站地下洞室壓縮空氣儲(chǔ)能庫選址原則及儲(chǔ)氣庫布置研究

水電站地下洞室壓縮空氣儲(chǔ)能庫選址原則研究

2025.6

第二階段


水電站壓縮空氣儲(chǔ)能地下儲(chǔ)氣庫布置研究

2025.6

第二階段


水電站壓縮空氣儲(chǔ)能地下儲(chǔ)氣庫連接原則研究

2025.6

第二階段


2

循環(huán)高內(nèi)氣壓地下洞室損傷機(jī)理研究

高內(nèi)氣壓對(duì)既有地下洞室局部地應(yīng)力場(chǎng)重分布研究

2024.12

第一階段


循環(huán)高內(nèi)氣壓下地下洞室襯砌與圍巖的力學(xué)響應(yīng)特性

2024.12

第一階段


循環(huán)高內(nèi)氣壓下地下洞室襯砌與圍巖的開裂機(jī)制

2024.12

第一階段


循環(huán)高內(nèi)氣壓下地下洞室圍巖的破壞機(jī)制

2024.12

第一階段


循環(huán)高內(nèi)氣壓下地下洞室支護(hù)效能評(píng)價(jià)

2025.12

第三階段


高壓頻繁抽采下對(duì)裂隙巖體的影響機(jī)制研究

2025.12

第三階段


3

高內(nèi)氣壓地下洞室密封層的設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)研究

高內(nèi)壓地下洞室柔性密封材料研究

2024.12

第一階段


不同控裂方式下高內(nèi)氣壓地下洞室柔性密封層的失效機(jī)制和控制技術(shù)

2024.12

第一階段


高內(nèi)氣壓地下洞室柔性密封層的設(shè)計(jì)理論和方法

2024.12

第一階段


高內(nèi)氣壓地下洞室柔性密封層的施工技術(shù)

2025.12

第三階段


高內(nèi)氣壓地下洞室柔性密封層的質(zhì)量檢測(cè)和控制技術(shù)

2025.12

第三階段


4

水電站地下洞室壓縮空氣儲(chǔ)能長(zhǎng)期安全穩(wěn)定控制技術(shù)研究

循環(huán)高內(nèi)氣壓對(duì)水電站臨近洞群穩(wěn)定影響機(jī)制研究

2025.6

第二階段


循環(huán)氣-溫耦合作用下地下洞室止裂控制技術(shù)

2025.6

第二階段


高內(nèi)氣壓地下洞室健康的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)及預(yù)警技術(shù)

2025.12

第三階段


5

論文及專利

共發(fā)表3篇論文，其中2篇核心論文，1篇SCI/EI論文；申請(qǐng)6項(xiàng)專利，其中3項(xiàng)為發(fā)明專利。

2025.12

第三階段


共發(fā)表2篇論文，其中1篇核心論文；申請(qǐng)2項(xiàng)專利，其中1項(xiàng)為發(fā)明專利

2026.12


3投標(biāo)人資格要求

3.1投標(biāo)人應(yīng)同時(shí)具備以下資質(zhì)條件：

（1）具有獨(dú)立法人資格；

（2）項(xiàng)目負(fù)責(zé)人具有教授以上職稱；

（3）財(cái)務(wù)狀況良好，近3年無虧損，需提供近3年經(jīng)會(huì)計(jì)師事務(wù)所審計(jì)的財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)報(bào)表（高校不用提供財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)報(bào)表）。

（4）投標(biāo)人近5年內(nèi)承擔(dān)過的類似壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目業(yè)績(jī)不少于1個(gè)，并提供業(yè)績(jī)證明材料（附合同關(guān)鍵頁面：封面頁、主要內(nèi)容頁面、蓋章頁及價(jià)格組成頁）。

3.2屬于下列情況之一的單位不能作為投標(biāo)人參加投標(biāo)：

（l）不具有獨(dú)立法人資格的附屬機(jī)構(gòu)（單位）；

（2）被責(zé)令停業(yè)的；

（3）中國(guó)電力建設(shè)集團(tuán)（股份）有限公司的禁入承包商；

（4）最近三年內(nèi)有騙取中標(biāo)或在履約中有嚴(yán)重違約的；

（5）財(cái)產(chǎn)被接管或被凍結(jié)的；

（6）被依法暫停或被取消投標(biāo)資格的。

（7）在近3年內(nèi)有騙取中標(biāo)或嚴(yán)重違約或重大工程質(zhì)量問題的；

（8）法律、法規(guī)規(guī)定不允許參加投標(biāo)的單位。

3.3其它要求

本項(xiàng)目不接受聯(lián)合投標(biāo)。投標(biāo)人在其投標(biāo)文件中應(yīng)包含按招標(biāo)文件規(guī)定提供滿足上述資格的有關(guān)證明材料。

4招標(biāo)文件的獲取

4.1凡有意參加者，請(qǐng)于2024年10月30日至2024年11月4日，每日上午9時(shí)至12時(shí)，下午14時(shí)至17時(shí)（北京時(shí)間，下同）領(lǐng)取招標(biāo)文件。

5投標(biāo)文件的遞交

（1）遞交的截止時(shí)間（投標(biāo)截止時(shí)間，下同）為2024年11月19日10時(shí)00分（北京時(shí)間）


本招標(biāo)項(xiàng)目?jī)H供正式會(huì)員查看，您的權(quán)限不能瀏覽詳細(xì)信息，請(qǐng)聯(lián)系辦理會(huì)員入網(wǎng)事宜，成為正式會(huì)員后可下載詳細(xì)招標(biāo)、報(bào)名表格、項(xiàng)目附件和部分項(xiàng)目招標(biāo)文件等。
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