大型抽水蓄能電站施工關(guān)鍵技術(shù)綜述

張利榮，嚴(yán)匡檸，張孟軍

（1.武警水電第二總隊(duì)，江西省南昌市 330096；2.武警水電第六支隊(duì)，福建省廈門(mén)市 361009）

0 引言

抽水蓄能電站具有調(diào)峰填谷、事故備用、調(diào)頻調(diào)相、快速啟閉等功能，是電力系統(tǒng)在調(diào)節(jié)平衡、安全穩(wěn)定和提升電能質(zhì)量方面的關(guān)鍵資產(chǎn)，特別是在大電網(wǎng)系統(tǒng)、大容量負(fù)荷、大用電波動(dòng)、多電源結(jié)構(gòu)的智能電網(wǎng)時(shí)代。中國(guó)大陸在20世紀(jì)90年代開(kāi)始興建十三陵、廣蓄、天荒坪等第一批大型抽水蓄能電站，截至2014年6月底，抽水蓄能電站裝機(jī)容量21510MW，在建規(guī)模19040MW。

大型抽水蓄能電站，一般由上水庫(kù)、下水庫(kù)、地下廠房、引水系統(tǒng)和開(kāi)關(guān)站等組成，其施工主要涉及地下洞室群、滲控工程、土石開(kāi)挖與填筑、混凝土工程、堆石壩、機(jī)電安裝與調(diào)試等多個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，與常規(guī)水利水電工程相比，其滲控工程、地下工程、機(jī)電安裝等領(lǐng)域具有鮮明獨(dú)特性，也是工程建設(shè)關(guān)鍵施工技術(shù)所在。[1]-[27]

1 滲控工程施工技術(shù)

大型抽水蓄能電站上水庫(kù)一般在選定位置新建，而下水庫(kù)大多利用現(xiàn)有水庫(kù)進(jìn)行改擴(kuò)建，也有部分工程下水庫(kù)是新建的，如西龍池、響水澗、洪屏等。

滲控工程是抽水蓄能電站新建水庫(kù)的關(guān)鍵，尤其是上水庫(kù)。為獲得較大的水頭，大型抽水蓄能電站上水庫(kù)基本布置在山峰上部，由溝谷或小盆地開(kāi)挖填圍而成。一方面由于無(wú)天然徑流補(bǔ)給，由下水庫(kù)抽上來(lái)的水很珍貴，必然要求上水庫(kù)有良好的防滲功能，設(shè)計(jì)日滲漏量一般控制在總庫(kù)容的0.02%～0.05%范圍內(nèi)。另一方面山峰上部地質(zhì)條件差，如何確保防滲效果長(zhǎng)期有效是一個(gè)重大技術(shù)難題，因?yàn)橐坏┓罎B失效，不僅影響電站運(yùn)行效益，更危及工程安全。

1.1 新建水庫(kù)防滲方式

大型抽水蓄能電站庫(kù)盆根據(jù)地質(zhì)情況，按防滲范圍分為全庫(kù)防滲、局部防滲和不設(shè)防滲三類(lèi)。其采用的防滲型式有單一防滲和聯(lián)合防滲二種，單一防滲形式為所有防滲部位均采用同一種方式；聯(lián)合防滲形式中有“庫(kù)岸面板+垂直帷幕”和“庫(kù)岸面板+庫(kù)底鋪蓋”兩種模式，庫(kù)岸面板有瀝青混凝土面板、鋼筋混凝土面板，庫(kù)底鋪蓋采用瀝青混凝土、黏土鋪蓋、土工膜或土工膜黏土復(fù)合體等。

國(guó)外已建抽水蓄能電站中，近九成上水庫(kù)庫(kù)盆采用單一的全瀝青混凝土防滲。國(guó)內(nèi)則是因地制宜、形式多樣，單一防滲形式的有天荒坪、西龍池、張河灣、呼蓄等上水庫(kù)采用全瀝青混凝土防滲，十三陵、宜興等上水庫(kù)采用全庫(kù)混凝土防滲。采用聯(lián)合防滲形式的更為普遍，寶泉采用庫(kù)岸瀝青混凝土＋庫(kù)底黏土鋪蓋，溧陽(yáng)采用鋼筋混凝土面板＋庫(kù)底土工膜黏土復(fù)合體，響水澗、仙居、文登、蒲石河、廣蓄等采用鋼筋混凝土面板＋垂直帷幕，泰安、鎮(zhèn)安采用庫(kù)岸鋼筋混凝土＋庫(kù)底土工膜聯(lián)合防滲，洪屏采用庫(kù)岸鋼筋混凝土面板＋垂直帷幕＋庫(kù)底土工膜黏土復(fù)合體。

滲控工程中，庫(kù)底黏土鋪蓋、瀝青混凝土、陡坡混凝土面板和長(zhǎng)陡坡墊層料等技術(shù)是關(guān)鍵，帷幕灌漿及土工膜鋪設(shè)為成熟施工技術(shù)，不在此贅述。

1.2 庫(kù)底黏土鋪蓋填筑施工技術(shù)

寶泉抽水蓄能電站上水庫(kù)采用黏土鋪蓋護(hù)底、瀝青混凝土護(hù)岸與瀝青混凝土面板壩相結(jié)合的全庫(kù)盆聯(lián)合防滲形式。庫(kù)岸邊坡為1∶1.7，面積約16.52萬(wàn)m2，瀝青面板厚0.202m；庫(kù)底黏土防滲面積約15.5萬(wàn)m2，黏土鋪蓋厚4.5m。如圖1所示。

針對(duì)庫(kù)底黏土鋪蓋抵御垂直滲流等技術(shù)特性，創(chuàng)新解決了庫(kù)底黏土鋪蓋填筑施工的分期分區(qū)、進(jìn)料布料、組合碾壓、縱橫接縫、庫(kù)岸接頭等一系列技術(shù)難題，不僅保障了施工質(zhì)量，而且大幅提高了施工效率，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)庫(kù)底黏土鋪蓋填筑施工的技術(shù)空白：

圖1 庫(kù)底黏土鋪蓋與瀝青混凝土面板結(jié)合部斷面圖

（1）填筑區(qū)合理進(jìn)行分期、分區(qū)，施工道路采用平面不交叉、上下層投影不重合的布置方式，并使用“后退法”布料，保證了施工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了大面積黏土鋪蓋快速施工。

（2）黏土鋪蓋施工分區(qū)縱橫結(jié)合部預(yù)留斜坡面，坡面不陡于1∶3.0，在相鄰區(qū)段填筑時(shí)，坡面需進(jìn)行取樣檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)合格后，邊打毛、邊灑水、邊鋪料，并進(jìn)行騎縫碾壓。

（3）針對(duì)黏土鋪蓋水平防滲及工作面較大的特點(diǎn)，采用振動(dòng)平碾碾壓、振動(dòng)凸塊碾刨毛的組合碾壓和層間結(jié)合面處理技術(shù)，提高了施工效率。

（4）黏土鋪蓋與庫(kù)岸防滲體結(jié)合部施工采用振動(dòng)平碾薄層（庫(kù)底部位松鋪35cm，結(jié)合部松鋪25cm）靜壓，與庫(kù)岸防滲體接觸部分（接觸線(xiàn)以?xún)?nèi)20cm范圍）黏土采用薄層攤鋪、隔層補(bǔ)壓的施工技術(shù)，確保了施工質(zhì)量。

（5）黏土鋪蓋與瀝青混凝土面板結(jié)合部填筑前，先在瀝青混凝土面板上涂刷1∶1.1～1∶1.5的濃泥漿，且涂刷高度與鋪土厚度、涂刷進(jìn)度與鋪土強(qiáng)度基本一致，保證在黏土覆蓋前泥漿保持黏性。

1.3 瀝青混凝土施工技術(shù)

瀝青混凝土面板具有防滲性能好、適變形能力強(qiáng)、可快速修補(bǔ)等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)瀝青、骨料要求較高，施工復(fù)雜、造價(jià)相對(duì)較高。瀝青混凝土面板有復(fù)式和簡(jiǎn)式兩種結(jié)構(gòu)，復(fù)式結(jié)構(gòu)由封閉層、面層防滲層、中間排水層、底層防滲層和整平膠結(jié)層組成，簡(jiǎn)式結(jié)構(gòu)由封閉層、防滲層、整平膠結(jié)層組成。復(fù)式斷面結(jié)構(gòu)層次多、施工復(fù)雜、造價(jià)高，近期建成的工程多采用簡(jiǎn)式結(jié)構(gòu)。寶泉上水庫(kù)庫(kù)岸瀝青面板為簡(jiǎn)式結(jié)構(gòu)，改性瀝青瑪蹄脂封閉層2mm、防滲層厚10cm、整平膠結(jié)層厚10cm，總面積16.6萬(wàn)m2。

（1）瀝青混凝土配合確定。①瀝青、骨料原材料選定，一般整平膠結(jié)層采用普通石油瀝青，防滲層、加厚層和封閉層采用改性瀝青，要根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁睾头罎B要求進(jìn)行試驗(yàn)比選；②配合比試驗(yàn)，在設(shè)計(jì)配合比基礎(chǔ)上擬訂多組配合比，對(duì)其密度、孔隙率、滲透系數(shù)和斜坡流淌等項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)，再優(yōu)選擇施工配合比。

（2）施工工藝。瀝青混凝土在90℃以上特別是超過(guò)110℃時(shí)，具有良好的可塑性和碾壓施工性能。瀝青混凝土面板施工工藝經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定，其一般流程是:①采用自動(dòng)化瀝青拌和系統(tǒng)拌制160℃以上的拌和料；②保溫運(yùn)輸車(chē)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，攤鋪機(jī)攤鋪成一定厚度，并由攤鋪機(jī)自帶的振動(dòng)碾進(jìn)行預(yù)壓；③當(dāng)溫度降到110～130℃時(shí)，用振動(dòng)碾碾壓2～3遍達(dá)到設(shè)計(jì)要求密實(shí)度，當(dāng)溫度降到90～100℃時(shí)，對(duì)面板進(jìn)行收光碾壓，形成符合設(shè)計(jì)要求的面板結(jié)構(gòu)。瀝青混凝土斜坡鋪料碾壓如圖2所示。

圖2 庫(kù)岸瀝青混凝土面板施工示意圖

（3）施工機(jī)械。瀝青混凝土拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓等都配備相應(yīng)的專(zhuān)用施工設(shè)備；庫(kù)岸瀝青混凝土喂料小車(chē)、攤鋪機(jī)和斜坡碾都需要在環(huán)庫(kù)公路上布置牽引平臺(tái)。

1.4 陡邊坡混凝土面板施工技術(shù)

鋼筋面板混凝土以其能適應(yīng)較陡邊坡，具有施工技術(shù)成熟、施工速度快、抗沖刷耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，是抽水蓄能電站上下水庫(kù)防滲的常用結(jié)構(gòu)。鋼筋面板混凝土常常用在堆石壩的上游邊坡、庫(kù)岸邊坡或是整個(gè)庫(kù)盆的面板防滲體系中。如仙游上下水庫(kù)、仙居上水庫(kù)、響水澗上水庫(kù)、桐柏上水庫(kù)、蒲石河上水庫(kù)等，僅堆石壩采用了面板混凝土防滲；洪屏上水庫(kù)、績(jī)溪下水庫(kù)等，除堆石壩外，部分庫(kù)坡采用了面板混凝土；西龍池下水庫(kù)，除大壩與庫(kù)底采用瀝青混凝土防滲外，庫(kù)岸邊坡均采用面板混凝土防滲；十三陵水庫(kù)與宜興上水庫(kù)采用的是全庫(kù)盆鋼筋面板混凝土防滲，且十三陵水庫(kù)是中國(guó)首次在抽水蓄能電站大規(guī)模采用鋼筋混凝土全面防滲的工程。

鋼筋面板混凝土常采用無(wú)軌滑模施工技術(shù)，無(wú)軌滑模技術(shù)發(fā)展至今，已相對(duì)成熟了，在此僅介紹西龍池下水庫(kù)庫(kù)岸陡邊坡情況下的面板混凝土滑模施工工藝。

西龍池下水庫(kù)受地形條件限制，庫(kù)岸面板邊坡設(shè)計(jì)為1∶0.75，已屬較陡的面板邊坡，在面板的滑模施工上，為有效抵抗混凝土的浮托力，理論上宜采用有軌滑模。但因庫(kù)岸邊坡由多個(gè)坡面組成，坡面與坡面相交區(qū)域所劃分的面板條塊，多以梯形塊或三角塊為主，有軌滑模在這些不規(guī)則條塊中并不適用。所以盡管邊坡較陡，仍然采用無(wú)軌滑模施工技術(shù)。但在1∶0.75的庫(kù)岸邊坡上實(shí)施無(wú)軌拉模，所帶來(lái)的問(wèn)題是混凝土的浮托力難于克服，滑模配重不足時(shí)，滑模易因混凝土的浮托而“跑模”，配重太大時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)的牽引力過(guò)大，卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的安全難于得到保證。

通過(guò)無(wú)軌滑模的澆筑試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在面板混凝土初始澆筑時(shí)，即在填充滑模體內(nèi)所圍成空腔過(guò)程中（如圖3所示），此時(shí)的混凝土浮托力N相對(duì)于其后續(xù)澆筑階段要大得多。為此滑模就位后，可先在滑模兩側(cè)的巖石坡面上埋設(shè)錨桿，通過(guò)錨桿將滑模鎖定，或在滑模上采用成捆鋼筋配置足夠的配重，再開(kāi)始混凝土的澆筑施工。同時(shí)，對(duì)初始入倉(cāng)的混凝土取樣入試模，作為驗(yàn)證滑模是否具備起滑的依據(jù)，即在混凝土澆筑至滑模的頂部后，經(jīng)手指按壓并判斷試?；炷烈呀咏跄龝r(shí)，相應(yīng)意味著滑模底部的混凝土已接近初凝，此時(shí)混凝土滑模體的浮托力應(yīng)已明顯減小，可以解除錨桿的鎖定或卸除部分配重，進(jìn)入常規(guī)起滑施工階段。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，正常起滑階段的滑模與配重的總重W沿面板寬度方向每延米不小于1.25～1.3t，且每次的起滑行程以20～25cm、每小時(shí)提升行程60～75cm為宜。另在入倉(cāng)的混凝土坍落度控制上，以30～40mm為宜，不得大于50mm。實(shí)踐表明，坍落度大于50mm時(shí)，混凝土浮托力明顯加大，極易“跑模”。

圖3 無(wú)軌滑模起滑初期滑模受力分析示意圖

綜上，對(duì)于陡邊坡面板的無(wú)軌混凝土施工，為確?；２弧芭苣！?，且不明顯增加卷?yè)P(yáng)機(jī)的牽引力，其施工要點(diǎn)有:①初始鎖定滑模（或加大配重）；②底部混凝土澆筑并待凝；③解除鎖定（或卸除部分配重）；④低坍落度入倉(cāng)；⑤模體小行程慢速滑升。

1.5 長(zhǎng)陡坡庫(kù)岸墊層料施工技術(shù)

墊層料是防滲層（混凝土、瀝青混凝土）與承載體（壩體、庫(kù)岸、庫(kù)底）之間的過(guò)渡結(jié)構(gòu)，支撐防滲層發(fā)揮表面防滲功能。

（1）施工特點(diǎn)。庫(kù)岸墊層施工，必須先開(kāi)挖庫(kù)岸成型，再鋪料碾壓，無(wú)法采用堆石壩的固坡跟進(jìn)技術(shù)。與平緩部位或短坡相比，長(zhǎng)陡坡庫(kù)岸布料、加水和碾壓施工難度大。長(zhǎng)陡坡庫(kù)岸墊層料施工，無(wú)法采用自卸車(chē)直接進(jìn)料或推挖裝機(jī)械轉(zhuǎn)料鋪料，皮帶機(jī)布料存在移動(dòng)困難、局部堆積和效率低下等重大缺陷。非平面部位碾壓容易飄移，質(zhì)量控制難。

（2）關(guān)鍵技術(shù)措施。①布料。一是采用牽引平臺(tái)＋攤鋪機(jī)，施工可控，質(zhì)量有保證，但成本很高；二是牽引平臺(tái)＋簡(jiǎn)易布料車(chē)，再輔以人工、機(jī)械相配合，寶泉、張河灣均采用此方法。②加水。一般在布料前對(duì)墊層料進(jìn)行預(yù)灑水，攤鋪完成后碾壓前在坡面再次灑水，灑水量根據(jù)試驗(yàn)控制；坡面灑水由軟式水管引水人工在現(xiàn)場(chǎng)自上而下噴灑。③碾壓。采用牽引平臺(tái)＋斜坡碾，庫(kù)岸上端、下端及與結(jié)構(gòu)物結(jié)合處等部位輔以液壓夯板，碾壓參數(shù)由試驗(yàn)確定。對(duì)非平面部位，斜坡碾步進(jìn)以寬緣端控制，確保不漏壓；布料時(shí)可酌情先初壓精平，再進(jìn)行碾壓，防止飄移。

（3）施工案例。寶泉上水庫(kù)庫(kù)岸是1∶1.7高陡邊坡，坡長(zhǎng)94m，坡面墊層料設(shè)計(jì)厚度0.6m，填筑后干密度不小于2.22g/cm3，孔隙率不大于19%，滲透系數(shù)不小于10～3cm/s。主要施工技術(shù)措施為:①牽引平臺(tái)是自卸車(chē)（包頭3303B型，自重19.83t，載重25t）加裝一臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)（JG4型，額定載荷40kW，容繩量340m，電機(jī)功率55kW）而成，牽引能力160kW，移動(dòng)靈活方便，布料和碾壓共用。②簡(jiǎn)易布料車(chē)為自制的4m3小車(chē)，設(shè)計(jì)載重量6.8t、自重1.5t，小車(chē)前部為牽引端，后部設(shè)置卸料門(mén)；布料時(shí)由3m3裝載機(jī)喂料，人工開(kāi)啟簡(jiǎn)易布料車(chē)出口閘門(mén)，出料強(qiáng)度及布料厚度由人工控制閘門(mén)開(kāi)度進(jìn)行靈活掌握。③攤鋪前對(duì)墊層料進(jìn)行2%～3%預(yù)灑水，鋪料（松鋪厚度70cm）完成后，碾壓前在坡面再次進(jìn)行2%～3%表面灑水。④墊層料采用10t斜坡碾碾壓，采用“上振下靜”碾壓8遍，液壓夯板輔助。

2 地下工程施工技術(shù)

2.1 地下洞室群施工技術(shù)簡(jiǎn)述

地下洞室群包括引水系統(tǒng)、地下廠房系統(tǒng)和尾水系統(tǒng)，三者既相對(duì)獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)。地下洞室群的施工是一個(gè)較為復(fù)雜的過(guò)程，其施工特點(diǎn)主要有:地下洞室群或多洞并列，或縱橫交錯(cuò)、相互貫通，空間形態(tài)較為復(fù)雜，施工相互干擾；洞室施工作業(yè)環(huán)境差，黑暗、潮濕，有害氣體、粉塵多，且地質(zhì)條件存在不可預(yù)見(jiàn)性，遇到不良地質(zhì)地段常伴隨塌方、地下涌水等突發(fā)事件的發(fā)生，安全問(wèn)題突出。可見(jiàn)，許多因素都可影響到地下洞室的施工進(jìn)程。

因此，對(duì)于地下洞室群的施工，應(yīng)先進(jìn)行系統(tǒng)研究，在滿(mǎn)足施工進(jìn)度且經(jīng)濟(jì)可行的情況下，合理安排各洞室的先后施工順序，尋求合理的機(jī)械設(shè)備配備，進(jìn)行施工高峰期交通運(yùn)輸分析，論證各施工通道能否滿(mǎn)足交通運(yùn)輸要求，在利用永久洞室作來(lái)交通的基礎(chǔ)上，論證是否需進(jìn)一步增設(shè)施工支洞。

在系統(tǒng)論證的基礎(chǔ)上，地下洞室群的施工常按“平面多工序、立體多層次”的原則展開(kāi)。為了實(shí)現(xiàn)“立體多層次”，應(yīng)統(tǒng)籌考慮各大洞室開(kāi)挖分層及各層的施工道道，所有與洞外相連的洞室宜早開(kāi)工，并盡快掘進(jìn)至大洞室的對(duì)應(yīng)開(kāi)挖層中，否則將影響大洞室的施工進(jìn)程。如某地下廠房，主廠房的第二層抽槽開(kāi)挖已結(jié)束，與此相連的進(jìn)廠交通洞仍未貫通，嚴(yán)重影響了該層的巖壁梁開(kāi)挖與其混凝土施工，同時(shí)也不利于洞內(nèi)空氣的流通。

地下洞室群洞內(nèi)風(fēng)流場(chǎng)復(fù)雜，所以應(yīng)注重地下洞室的通風(fēng)系統(tǒng)布置。地下大型洞室一般在頂部、中部、底部均設(shè)有永久隧洞或施工輔助洞室，為各層提供施工通道和施工期通風(fēng)排煙通道，為滿(mǎn)足通風(fēng)要求，各層洞室（平洞）盡量與外界直接溝通，擴(kuò)大洞內(nèi)外氣體交換斷面，減少?gòu)U氣循環(huán)。所以在施工規(guī)劃上，中小型洞室（尤其是連通洞外和洞內(nèi)大型洞室的洞室）應(yīng)先行完成，以減輕后期洞室與洞室之間貫通后的通風(fēng)壓力。在施工前期，也即中小洞室在貫通之前，其通風(fēng)排煙模式與獨(dú)立的洞室相同，即在洞口布置風(fēng)機(jī)，向洞內(nèi)壓風(fēng)（或抽排）達(dá)到排煙除塵的目的。但在各洞室相互貫通后，洞內(nèi)風(fēng)流場(chǎng)開(kāi)始變得復(fù)雜，一味地向洞內(nèi)壓風(fēng)未必能實(shí)現(xiàn)除塵的目的，所以應(yīng)結(jié)合各洞口的氣壓，對(duì)洞內(nèi)的風(fēng)流場(chǎng)進(jìn)行模擬演算，并調(diào)整壓風(fēng)機(jī)的布置。一般地，可在高程相對(duì)較低的洞口外側(cè)布置軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行壓風(fēng)，在高程相對(duì)較高的洞室內(nèi)布置風(fēng)機(jī)向外抽排煙塵。風(fēng)機(jī)的功率應(yīng)盡可能大，避免在洞內(nèi)接力。洞室中的長(zhǎng)斜井、豎井是洞室群中的重要排風(fēng)口，先行施工可大大解決洞室群的通風(fēng)散煙問(wèn)題，如無(wú)永久的長(zhǎng)斜、豎井可利用時(shí)，可專(zhuān)門(mén)設(shè)置排煙豎井。如洪屏地下廠房，與地下廠房相連的通風(fēng)兼安全洞和進(jìn)廠交通洞盡管在洞內(nèi)高差較大，但二者進(jìn)洞口底板基本在一個(gè)高程上，天然的氣壓差小，通過(guò)進(jìn)廠交通洞送風(fēng)、通風(fēng)兼安全洞抽排的效果并不明顯，所以，在通風(fēng)兼安全洞上方，又專(zhuān)門(mén)設(shè)置了一深231m的排煙豎井，有效解決了地下廠房的排煙除塵問(wèn)題。

當(dāng)?shù)叵滤S富時(shí)，應(yīng)注重地下洞室的排水問(wèn)題，如地下水處理不當(dāng)，將影響大型洞室的鉆孔、裝藥，進(jìn)而影響爆破效果，同時(shí)也不利于大型洞室的圍巖穩(wěn)定。所以在前期進(jìn)行的中小洞室開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)根據(jù)洞內(nèi)滲水的大小，預(yù)測(cè)后期可能的滲流量，配足水泵，并逐級(jí)分段設(shè)置集水坑，利用水泵將滲水及時(shí)排出洞外，以確保各洞室的滲水不往大型洞室中匯集。同時(shí)，已有的排水洞，如廠房周邊的上、中、下各層排水洞，應(yīng)超前廠房對(duì)應(yīng)層的開(kāi)挖施工。

注重大型洞室開(kāi)挖圍巖穩(wěn)定和安全。對(duì)于大型洞室，第一層開(kāi)挖的拱頂往往較為平緩，開(kāi)挖后其自穩(wěn)能力難于形成，施工多采用分部開(kāi)挖法，即先進(jìn)行中導(dǎo)洞開(kāi)挖，在對(duì)拱頂完成錨噴支護(hù)且圍巖變形趨于穩(wěn)定后，再進(jìn)行兩側(cè)的擴(kuò)挖施工。對(duì)于高邊墻的錨噴支護(hù)施工，應(yīng)盡可能地與開(kāi)挖穿插進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)“平面多工序”，確保邊墻的穩(wěn)定。

注重廠房巖壁梁的施工質(zhì)量，巖壁梁的巖臺(tái)開(kāi)挖目前多采用豎向孔加斜孔實(shí)施“爆刻”，巖臺(tái)成形效果較好。在巖壁梁混凝土施工之前，有條件時(shí)，其下方的母線(xiàn)洞宜先行開(kāi)挖，使母線(xiàn)洞頂部的圍巖應(yīng)力釋放一部分，有利于巖壁梁的受力穩(wěn)定。巖壁梁的混凝土澆筑，要通過(guò)優(yōu)化混凝土配合比、降低水化熱與混凝土入倉(cāng)溫度，以及加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)混凝土限裂、防裂的目的。

2.2 長(zhǎng)斜井施工技術(shù)

斜井是水利水電工程中的重要建筑物，由于大型抽水蓄能電站的水頭高，引水斜井也比較長(zhǎng)，且為陡傾角斜井（45°～60°），其施工難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常規(guī)水電。當(dāng)前國(guó)內(nèi)斜井最長(zhǎng)是760m（寶泉），最大連續(xù)斜長(zhǎng)419m（寶泉），洞徑最大9m（桐柏），連續(xù)斜長(zhǎng)超過(guò)300m的有寶泉、黑糜峰、西龍池、桐柏、天荒坪、十三陵、廣蓄等抽水蓄能電站。

大型抽水蓄能電站典型設(shè)計(jì)為二級(jí)斜井布置，即上斜井—中平洞—下斜井，如寶泉、西龍池、十三陵、仙游、天池等；單斜井有天荒坪、黑糜峰、桐柏等；三級(jí)斜井有惠蓄；響水澗、張河灣等為豎井。對(duì)超長(zhǎng)單斜井（天荒坪697m），開(kāi)挖時(shí)在中部布置一條支洞，并在斜井中留一段巖塞，將斜井分為上下兩段分別進(jìn)行開(kāi)挖。

2.2.1 導(dǎo)井開(kāi)挖技術(shù)

斜井、豎井開(kāi)挖有全斷面法和導(dǎo)井?dāng)U挖法兩種，較大斷面一般選用導(dǎo)井?dāng)U挖法，即先開(kāi)挖貫通導(dǎo)井，再自上而下擴(kuò)挖、導(dǎo)井溜渣。自上而下進(jìn)行施工稱(chēng)為正井法，自下而上則為反井法。導(dǎo)井開(kāi)挖方法當(dāng)前有人工正導(dǎo)井法、人工反導(dǎo)井法、阿力馬克爬罐反導(dǎo)井法和反井鉆機(jī)反導(dǎo)井法四種方法，人工反導(dǎo)井法應(yīng)用很少。

斜井導(dǎo)井開(kāi)挖當(dāng)前常用有三種方案。一是正、反導(dǎo)井同時(shí)進(jìn)行，上口采用手風(fēng)鉆開(kāi)挖、人工裝渣、卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引斗車(chē)出渣，下口采用ALIMAK（阿力馬克）爬罐打反導(dǎo)井、自重溜渣，寶泉、桐柏、廣蓄、仙游等工程均采用該方案。二是反井鉆機(jī)反導(dǎo)井開(kāi)挖方案，惠蓄僅用此方案。三是多種方法的復(fù)合方案，西龍池上斜井下口先用阿里瑪克爬罐打262m，余下上部120m用反井鉆反拉導(dǎo)井。ALIMAK爬罐工作如圖4所示。

圖4 ALIMAK爬罐工作示意圖

2.2.2 擴(kuò)挖與支護(hù)技術(shù)

斜井?dāng)U挖及噴錨支護(hù)，均在卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引的鋼平臺(tái)上進(jìn)行施工，這種高達(dá)10m的作業(yè)臺(tái)車(chē)共分四層，可以滿(mǎn)足擴(kuò)挖鉆爆和噴錨支護(hù)同時(shí)作業(yè)，也便于操作手容易打周邊孔和徑向錨桿。擴(kuò)挖石渣通過(guò)導(dǎo)井溜渣到下口，再機(jī)械出渣。

2.2.3 斜井混凝土施工技術(shù)

斜井混凝土襯砌一般采用全斷面自下而上進(jìn)行，施工難點(diǎn)是模板技術(shù)，有CSM間斷滑模、XHM-7型斜井滑模、LSD斜井滑模等三種，CSM間斷滑模為國(guó)外引進(jìn)技術(shù)，XHM-7型斜井滑模、LSD斜井滑模為國(guó)內(nèi)自行創(chuàng)新技術(shù)。LSD斜井滑模主要由模體、牽引、軌道和運(yùn)輸系統(tǒng)等部分組成，適合陡傾角大直徑長(zhǎng)斜井混凝土襯砌施工，已經(jīng)應(yīng)用于寶泉、桐柏、惠蓄、黑糜峰、仙游等工程?；炷寥雮}(cāng)采用M-Box、溜管或機(jī)械提升配溜槽。LSD斜井滑模系統(tǒng)施工如圖5所示。

圖5 LSD斜井滑模系統(tǒng)施工布置圖

2.2.4 斜井鋼襯施工技術(shù)

大型抽水蓄能電站建設(shè)經(jīng)驗(yàn)表明，鋼筋混凝土襯砌在600m級(jí)水頭風(fēng)險(xiǎn)很大，國(guó)內(nèi)寶泉、西龍池、洪屏、呼蓄、豐寧等工程，設(shè)計(jì)或之后增設(shè)了斜井鋼襯。如寶泉在上斜井高程450m至723.5m段安裝內(nèi)徑5.8m鋼襯，長(zhǎng)度357m，采用Q345鋼材，厚度分別為28、24、20mm。

鋼襯入井就位、焊接和回填混凝土是施工關(guān)鍵技術(shù)。為滿(mǎn)足最長(zhǎng)鋼管節(jié)入井、安裝卷?yè)P(yáng)機(jī)及作業(yè)的空間需要，必須在上彎段進(jìn)行擴(kuò)挖，鋼襯平移到斜井上口后，由慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引臺(tái)車(chē)緩慢下降就位。由于鋼襯與斜井基礎(chǔ)面之間空間狹小，兩節(jié)鋼襯間的焊縫無(wú)法在鋼襯外部進(jìn)行焊接，采用單面焊接雙面成型的焊接工藝，保證了焊接質(zhì)量。鋼襯外空腔回填混凝土，其混凝土入倉(cāng)和振搗都非常困難，寶泉斜井、柬埔寨基里隆豎井均創(chuàng)新回填微膨脹自密實(shí)混凝土，溜管入倉(cāng)，不僅進(jìn)度快，而且質(zhì)量保證率高。

2.3 地下廠房施工技術(shù)

抽水蓄能電站地下廠房具有跨度大、邊墻高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、交叉洞室多、圍巖穩(wěn)定問(wèn)題突出等特點(diǎn)，表1中為部分抽水蓄能電站地下廠房的特征參數(shù)。

表1 部分抽水蓄能電站地下廠房的特征參數(shù)

由表1可知，抽水蓄能電站地下廠房的跨度一般為21.0～26.0m，高度一般為41.0～56.0m。根據(jù)廠房的高度不同，多分為6層或是7層開(kāi)挖完成。開(kāi)挖分層的規(guī)劃，需結(jié)合施工通道條件、廠房的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工機(jī)械性能、相鄰洞室及相關(guān)構(gòu)筑物的施工需要等統(tǒng)籌考慮。如洪屏抽水蓄能電站地下廠房，在規(guī)劃上分為7層，第一層及第二層的前期開(kāi)挖的施工通道為通風(fēng)兼安全洞，第二層的巖壁梁開(kāi)挖施工以及第三層開(kāi)挖、第四層的初期開(kāi)挖利用進(jìn)廠交通洞作為施工通道，第四層的后期開(kāi)挖、第五層開(kāi)挖以及第六層的前期開(kāi)挖利用4號(hào)施工支洞作為施工通道，第六層的后期開(kāi)挖以及第七層開(kāi)挖利用尾水支洞、尾水隧洞和5號(hào)施工支洞作為施工通道。關(guān)于層高的劃分，在滿(mǎn)足機(jī)械性能要求的情況下，第一層的高度宜適當(dāng)高一些，以確保拱腳以下直立墻所預(yù)留的高度（如圖6所示中的H），能滿(mǎn)足第二層沿邊墻垂直造孔時(shí)鉆機(jī)對(duì)其上部空間的要求。其他層的層高以5～8m為宜，以減小抽槽開(kāi)挖施工中巖石的夾制影響。

廠房的施工工序相對(duì)復(fù)雜，工期緊。在施工安排上，多采用“平面多工序，立體多層次”的開(kāi)挖方法。在平面上，鉆孔、爆破、出渣、錨桿（索）鉆孔安裝、混凝土噴護(hù)等施工應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)或穿插施工，在立面上，遵循自上而下的順序逐級(jí)開(kāi)挖的同時(shí)，可考慮由下部施工通道進(jìn)入廠房施工，實(shí)現(xiàn)立體交叉施工。如洪屏地下廠房，在進(jìn)行上部開(kāi)挖的同時(shí)，利用5號(hào)施工支洞、尾水隧洞和尾水支洞，先行完成底部第七層的開(kāi)挖，既加快了施工進(jìn)度，同時(shí)也有利于第六層開(kāi)挖出渣。有些工程還利用中部相關(guān)洞室（如進(jìn)廠交通洞或施工支洞），在廠房上部開(kāi)挖的同時(shí)，進(jìn)入含母線(xiàn)洞層的廠房開(kāi)挖層，先行完成母線(xiàn)洞的開(kāi)挖，讓母線(xiàn)洞上方的直立墻塑性變形先行完成，有利于后期施工的巖壁梁的受力穩(wěn)定。

圖6 廠房第一層開(kāi)挖拱腳下部直立墻預(yù)留高度示意圖

廠房第一層也即頂拱層，一般采用中導(dǎo)洞超前、兩側(cè)跟進(jìn)擴(kuò)挖的方法進(jìn)行，多采用鑿巖臺(tái)車(chē)或手風(fēng)鉆造孔，水平孔爆破開(kāi)挖。由于地下廠房跨度大、頂拱比較平緩，不利于巖層承重拱的形成。所以中導(dǎo)洞超前開(kāi)挖后，需先完成其頂部錨噴支護(hù)后再進(jìn)行兩邊的擴(kuò)挖施工，有的工程僅通過(guò)頂部一般的錨噴支護(hù)，還尚未能保證拱頂部位的穩(wěn)定，如西龍池地下廠房，在廠房頂拱的上部開(kāi)挖錨洞，采用錨索對(duì)廠房拱頂部分實(shí)施對(duì)錨后，再進(jìn)行兩側(cè)擴(kuò)挖施工。廠房其他層，多采用潛孔鉆或手風(fēng)鉆垂直造孔，先中間梯段抽槽爆破，后對(duì)兩側(cè)預(yù)留的保護(hù)層實(shí)施光面爆破或預(yù)裂爆破的方式進(jìn)行。其中第二層或是第三層開(kāi)挖，將涉及巖壁梁的巖臺(tái)基礎(chǔ)開(kāi)挖，為保證巖臺(tái)的成形，還需采取一些特殊爆破措施。對(duì)于裂隙發(fā)育、地下水豐富的廠房，在開(kāi)挖上，還往往要求位于廠房開(kāi)挖層同一高程區(qū)間的排水洞應(yīng)先行開(kāi)挖完成，以減小廠房的滲水量，確保圍巖穩(wěn)定。

廠房的支護(hù)形式以錨桿、錨索加混凝土噴護(hù)為主。錨桿鉆孔常利用鑿巖臺(tái)車(chē)進(jìn)行，以滿(mǎn)足錨桿在空間上不同角度的要求。傳統(tǒng)的錨桿施工質(zhì)量檢測(cè)方法主要為“拉拔法”，工程驗(yàn)證表明，只要錨桿錨固了一定的長(zhǎng)度，即使錨桿不足設(shè)計(jì)長(zhǎng)度或砂漿飽滿(mǎn)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，其抗拔力指標(biāo)也可能是合格的，達(dá)不到真正檢測(cè)的目的。因此，近年來(lái)，對(duì)錨桿的檢測(cè)除傳統(tǒng)的檢測(cè)外，還需對(duì)錨桿實(shí)施無(wú)損檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)無(wú)損、經(jīng)濟(jì)、快速地測(cè)定錨桿的錨固長(zhǎng)度以及砂漿的飽滿(mǎn)度。

2.4 巖壁梁施工技術(shù)

巖壁梁的開(kāi)挖屬?gòu)S房開(kāi)挖的一個(gè)組成部分，但由于巖壁梁是地下廠房的重要建筑物，其巖臺(tái)開(kāi)挖質(zhì)量將直接影響到橋機(jī)的運(yùn)行安全。因此，對(duì)巖壁梁的施工單獨(dú)加以闡述。

巖壁梁一般位于廠房開(kāi)挖層的第二層或是第三層，對(duì)于這一層的開(kāi)挖，按兩側(cè)預(yù)留保護(hù)層、中部抽槽開(kāi)挖的方式進(jìn)行。中部抽槽開(kāi)挖時(shí)，槽的兩側(cè)設(shè)置預(yù)裂孔，按先預(yù)裂后槽內(nèi)梯段爆破的方式形成“先鋒槽”，以確保兩側(cè)所預(yù)留的保護(hù)層不被破壞。槽兩側(cè)保護(hù)層一般采用手風(fēng)鉆垂直造孔，按淺孔梯段爆破+光面爆破的方式予以爆除，保護(hù)層的預(yù)留厚度，以能滿(mǎn)足挖掘機(jī)行走所要求的最小寬度為原則，如預(yù)留太厚，手風(fēng)鉆鉆孔的作業(yè)量將偏大，影響施工進(jìn)度且不經(jīng)濟(jì)。圖7為洪屏抽水蓄能電站地下廠房巖壁梁開(kāi)挖層分區(qū)規(guī)劃圖，其中Ⅰ1、Ⅰ2為中部抽槽開(kāi)挖區(qū)，分兩層完成，Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4為保護(hù)層開(kāi)挖，Ⅱ5巖臺(tái)開(kāi)挖區(qū)。

圖7 洪屏抽水蓄能電站地下廠房巖壁梁開(kāi)挖層分區(qū)規(guī)劃圖

圖9 巖臺(tái)豎向孔加斜孔爆破方式

巖臺(tái)部位早期的開(kāi)挖方式為沿巖臺(tái)壁鉆設(shè)水平孔將巖臺(tái)上部保護(hù)層爆除，如圖8所示。水平鉆孔方式的優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便，但巖臺(tái)的成形效果較差。如圖8（a）所示。當(dāng)周邊孔起爆時(shí)，a孔易因上下邊墻的夾制而造成該部位欠挖，而b、d兩孔爆破后，易將下拐點(diǎn)c附近區(qū)域巖石切除，形成超挖。所以最終的爆破效果可能如圖8（b）所示。

后經(jīng)施工實(shí)踐，將巖臺(tái)保護(hù)層的開(kāi)挖改用豎向孔加斜孔實(shí)施光爆的開(kāi)挖方式，如圖9所示。采用該方式進(jìn)行開(kāi)挖施工，爆破后巖臺(tái)上下拐點(diǎn)分明，直立面和斜面平整，形如“爆刻”。施工時(shí)，豎向孔結(jié)合巖臺(tái)外側(cè)保護(hù)層鉆孔開(kāi)挖，搭設(shè)鋼管定位樣架一同將其鉆設(shè)完成，并插入PVC管護(hù)孔，下部斜孔的施工，也同樣搭設(shè)樣架，采用氣腿式風(fēng)鉆自下而上完成其鉆孔作業(yè)。豎向孔和斜孔的孔間距為30～35cm，孔內(nèi)線(xiàn)裝藥密度約為75～80g。由于不管是豎向孔還是斜孔，其孔內(nèi)裝藥主要集中在巖臺(tái)的上拐點(diǎn)區(qū)域，而下拐點(diǎn)僅采用炸藥紙箱碎片進(jìn)行弱堵（而非孔口封堵），這樣，爆破后，上拐點(diǎn)基本不欠挖，而下拐點(diǎn)也能較完整地保留。

巖壁梁的混凝土施工較為常規(guī)，但施工中模板常不周轉(zhuǎn)使用，模板及其支撐材料一次投入大，在模板選型上，宜膠合板作為模板。為了降低混凝土內(nèi)部的溫升，宜在混凝土內(nèi)埋設(shè)測(cè)溫計(jì)和冷卻水管。澆筑時(shí)，在優(yōu)化混凝土配合比、降低混凝土水化熱、降低入倉(cāng)混凝土溫度、保溫養(yǎng)護(hù)等方面加以控制。

3 機(jī)電安裝調(diào)試技術(shù)

大型抽水蓄能機(jī)組作為電站的核心設(shè)備，其功能主要是在電網(wǎng)中承擔(dān)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相及事故備用任務(wù)，在設(shè)計(jì)上具有高水頭、高轉(zhuǎn)速、大功率、軸系長(zhǎng)等特點(diǎn)，因此這也決定了抽蓄機(jī)組在安裝和調(diào)試過(guò)程中具有相應(yīng)獨(dú)特的施工技術(shù)，主要包括座環(huán)/蝸殼水壓技術(shù)、轉(zhuǎn)子熱打鍵技術(shù)、動(dòng)平衡試驗(yàn)技術(shù)、推力軸承預(yù)調(diào)整安裝技術(shù)、首機(jī)首次水泵工況啟動(dòng)技術(shù)等。

3.1 座環(huán)/蝸殼水壓技術(shù)

抽水蓄能機(jī)組的座環(huán)/蝸殼由于工作壓力大，在安裝過(guò)程中需進(jìn)行嚴(yán)格的水壓試驗(yàn)和保壓工作，目的是檢驗(yàn)座環(huán)/蝸殼焊縫的焊接質(zhì)量和蝸殼變形是否符合設(shè)計(jì)要求，以及在蝸殼周邊混凝土澆筑過(guò)程中提供保壓澆筑和回填灌漿條件，其方法步驟主要如下:

（1）準(zhǔn)備工作。安裝座環(huán)內(nèi)封筒及密封、下機(jī)坑里襯安裝，以及蝸殼上的測(cè)壓管及壓力表，在座環(huán)/蝸殼的X、-X、Y、-Y四個(gè)方向使用型材設(shè)置測(cè)量支架，在4個(gè)蝸殼斷面的座環(huán)法蘭面布置4塊百分表，座環(huán)內(nèi)側(cè)精加工面的水平布置8塊百分表，在蝸殼外側(cè)蝸殼中心線(xiàn)上布置4塊百分表，監(jiān)測(cè)試驗(yàn)時(shí)座環(huán)/蝸殼的變形及水平變化。

（2）啟動(dòng)試壓泵進(jìn)行試壓泵本體試驗(yàn)，調(diào)整安全閥最大壓力值，試驗(yàn)過(guò)程中壓力變化允許值為額定壓力的±3%。

（3）對(duì)蝸殼進(jìn)行充水，關(guān)閉充水閥，逐級(jí)升壓，每升一級(jí)保壓5min，降壓一次后再升壓，最高實(shí)驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.5倍。

（4）整個(gè)水壓試驗(yàn)時(shí)間由專(zhuān)門(mén)人員計(jì)時(shí)，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)做好詳細(xì)記錄，在每個(gè)保壓階段認(rèn)真檢查座環(huán)/蝸殼的焊縫有無(wú)滲漏、裂紋、變形等，并記錄監(jiān)控座環(huán)的百分表讀數(shù)；檢查各封堵孔與座環(huán)內(nèi)封筒封堵有無(wú)滲漏。

（5）蝸殼保壓。蝸殼水壓試驗(yàn)合格后，降低至蝸殼保壓值（一般為0.5倍設(shè)計(jì)水壓），在蝸殼保壓狀態(tài)下澆筑混凝土?；炷翝仓r(shí)在座環(huán)法蘭面布置百分表監(jiān)測(cè)座環(huán)水平變化，在蝸殼的進(jìn)口封頭處布置百分表監(jiān)視蝸殼的位移，并根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整混凝土澆筑順序。由于保壓澆筑混凝土?xí)r間較長(zhǎng)，要求專(zhuān)人記錄壓力變化情況，當(dāng)壓力降至偏差范圍（低于5%）時(shí)應(yīng)及時(shí)啟泵增壓。

（6）蝸殼排水。蝸殼混凝土澆筑完成后，蝸殼保壓28d時(shí)間，待回填灌漿全部結(jié)束后，將蝸殼最低處的水管閥打開(kāi)進(jìn)行排水泄壓。

3.2 轉(zhuǎn)子熱打鍵技術(shù)

轉(zhuǎn)子磁軛在運(yùn)行中由于受到強(qiáng)大的離心力作用，將會(huì)導(dǎo)致磁軛徑向變形，使磁軛與中心體發(fā)生徑向分離，轉(zhuǎn)速越高，這種分離現(xiàn)象越嚴(yán)重。為保證機(jī)組在這種情況下安全運(yùn)行，必須要使磁軛與中心體之間有一定的機(jī)械緊量，因此在轉(zhuǎn)子裝配過(guò)程中應(yīng)預(yù)先給轉(zhuǎn)子磁軛與中心體一個(gè)預(yù)緊力，采用熱打鍵的方法可以滿(mǎn)足這一預(yù)緊力的要求。

采用電磁加熱方法對(duì)轉(zhuǎn)子磁軛進(jìn)行加熱，當(dāng)磁軛與瓶狀軸的溫度差Δt達(dá)到計(jì)算要求值時(shí)，磁軛與中心體之間將產(chǎn)生一定的膨脹量間隙，此時(shí)停止加熱，開(kāi)始打鍵工作，其原理如圖10所示。熱打鍵的方法是在冷打鍵的基礎(chǔ)上，用大錘將磁軛副鍵繼續(xù)打入鍵槽內(nèi)，根據(jù)計(jì)算和實(shí)際測(cè)量，副鍵進(jìn)入量應(yīng)符合要求值。打鍵部位的順序應(yīng)根據(jù)磁軛外圓實(shí)際情況進(jìn)行，外圓較小的部位應(yīng)優(yōu)先開(kāi)始。磁軛鍵打完后，將多余部分割除，然后安裝主、副鍵壓板。待磁軛冷卻至室溫后，拆除保溫棚與加熱設(shè)備，清掃轉(zhuǎn)子上的焊珠、焊渣和灰塵，全面檢查疊壓系數(shù)、圓度、半徑、波浪度等各項(xiàng)參數(shù)使之滿(mǎn)足技術(shù)要求。

圖10 轉(zhuǎn)子熱打鍵加熱原理圖

3.3 推力軸承預(yù)調(diào)整安裝技術(shù)

預(yù)調(diào)整安裝方法是在鏡板與推力頭未組合前，利用鏡板本身重量作為預(yù)壓力，采用微米位移傳感器檢測(cè)出各支柱式抗重螺栓的受壓量，再根據(jù)此受壓量進(jìn)行推力瓦的精確調(diào)整，其方法步驟主要如下:

（1）鏡板放置在水平度（0.02mm/m）已調(diào)好的推力瓦上面。

（2）利用鏡板本身重量壓在推力瓦上，測(cè)量鏡板水平度和支柱螺栓受壓后的壓縮量。

（3）調(diào)整均等三塊推力瓦令鏡板水平符合0.02mm/m。

（4）上調(diào)其余推力瓦，調(diào)整和測(cè)量壓縮量。

（5）按上述程序反復(fù)起吊鏡板，實(shí)測(cè)推力瓦壓縮量，反復(fù)調(diào)整支柱式螺栓，使實(shí)測(cè)壓縮值均勻一致。

（6）再按正常程序組裝推力軸承。

3.4 動(dòng)平衡試驗(yàn)技術(shù)

抽蓄機(jī)組的動(dòng)平衡試驗(yàn)方法，需在抽水和發(fā)電兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向分別進(jìn)行。首先是在抽水方向下進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，由SFC啟動(dòng)機(jī)組逐漸升速，并根據(jù)機(jī)組各部位的振動(dòng)檢測(cè)值，完成轉(zhuǎn)子的配重工作。再在發(fā)電方向下，進(jìn)行動(dòng)平衡的校核工作，以檢查其變化情況，方法步驟主要如下:

（1）先確定基準(zhǔn)試驗(yàn)轉(zhuǎn)速，一般為80%額定轉(zhuǎn)速，再在此轉(zhuǎn)速點(diǎn)進(jìn)行機(jī)組各部位振動(dòng)和擺度值的測(cè)定、配重、對(duì)比、改進(jìn)等試驗(yàn)。

（2）利用SFC裝置啟動(dòng)機(jī)組，測(cè)出其振動(dòng)、擺度及相位值。

（3）用一試重塊臨時(shí)緊固在轉(zhuǎn)子下方的聯(lián)軸螺桿上，再次啟動(dòng)機(jī)組，測(cè)出新的振動(dòng)、擺度及相位值。

（4）將試重塊取掉更換另一個(gè)位置，第三次啟動(dòng)機(jī)組，并測(cè)量和記錄新的振動(dòng)、擺度及相位值。

（5）根據(jù)前三次測(cè)量和記錄的數(shù)據(jù)，計(jì)算需要配重的方位及重量，配重后再次啟動(dòng)機(jī)組，測(cè)量和記錄新的振動(dòng)、擺度及相位值。

（6）經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)、測(cè)量、計(jì)算和配重后，利用配重塊所產(chǎn)生的附加離心力平衡原有的機(jī)械不平衡力，從而達(dá)到減小機(jī)組振動(dòng)和擺度的目的。

（7）抽水蓄能機(jī)組在水泵工況方向完成動(dòng)平衡試驗(yàn)后，在后續(xù)水輪機(jī)工況方向再次進(jìn)行動(dòng)平衡校正試驗(yàn)。

3.5 首機(jī)首次水泵工況啟動(dòng)技術(shù)

抽水蓄能電站首機(jī)首次水泵工況啟動(dòng)原理，首先是利用充氣壓水設(shè)備，對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)輪室進(jìn)行壓水，使轉(zhuǎn)輪處于空載狀態(tài)，再利用靜止變頻裝置SFC啟動(dòng)機(jī)組，逐步升至額定轉(zhuǎn)速后并入電網(wǎng)，同時(shí)切除SFC設(shè)備，最后打開(kāi)主球閥及導(dǎo)葉，機(jī)組開(kāi)始抽水運(yùn)行，其方法步驟主要如下:

（1）啟動(dòng)條件。首機(jī)首次以水泵工況啟動(dòng)所需上水庫(kù)水位，應(yīng)根據(jù)機(jī)組模型報(bào)告中所要求的水泵超低或最低揚(yáng)程來(lái)確定，一般因安全考慮，可選擇最低揚(yáng)程啟泵，并對(duì)最低揚(yáng)程以及相關(guān)的水力參數(shù)進(jìn)行核定，以保證水泵抽水工況下無(wú)空化破壞和穩(wěn)定運(yùn)行。機(jī)組啟動(dòng)時(shí)的淹沒(méi)深度應(yīng)滿(mǎn)足其出廠參數(shù)值及現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算要求。

（2）調(diào)相壓水。機(jī)組在靜止?fàn)顟B(tài)下，利用調(diào)相壓水設(shè)備，對(duì)轉(zhuǎn)輪室進(jìn)行充氣壓水。當(dāng)水面降至要求水位時(shí)，停止充氣。壓水成功后，轉(zhuǎn)輪處于空氣之中的空載狀態(tài)，調(diào)相壓水的過(guò)程重點(diǎn)是關(guān)注儲(chǔ)氣罐的容積和調(diào)相壓水控制程序正確性。

（3）動(dòng)平衡試驗(yàn)。采用SFC拖動(dòng)機(jī)組來(lái)進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)中的檢測(cè)數(shù)據(jù)，完成轉(zhuǎn)子的配重工作。

（4）調(diào)相轉(zhuǎn)抽水。水泵調(diào)相轉(zhuǎn)抽水運(yùn)行分三步進(jìn)行，一是轉(zhuǎn)輪室排氣回水；二是零流量造壓；三是開(kāi)導(dǎo)葉抽水。此過(guò)程需正確選定標(biāo)志水泵造壓程度的功率值，該選定值是開(kāi)啟球閥、導(dǎo)葉的主要條件。由于機(jī)組輸入功率值能反映水泵造壓的實(shí)際情況，因此可監(jiān)測(cè)和設(shè)定兩個(gè)功率參數(shù)，即一級(jí)功率設(shè)定值用于開(kāi)球閥，二級(jí)功率設(shè)定值用于關(guān)閉轉(zhuǎn)輪室排氣閥和止漏環(huán)供水閥，并開(kāi)啟導(dǎo)葉。

（5）數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與分析。在首機(jī)首次水泵抽水過(guò)程中，需對(duì)機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析，主要包括溫度、振動(dòng)、擺度、壓力脈動(dòng)、空化系數(shù)、機(jī)組淹沒(méi)深度等，由于機(jī)組首次啟動(dòng)時(shí)揚(yáng)程較低，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的揚(yáng)程以及導(dǎo)葉開(kāi)度，分析機(jī)組在抽水過(guò)程中是否存在空蝕，分析方法是首先根據(jù)揚(yáng)程—開(kāi)度—流量曲線(xiàn)，查出當(dāng)前導(dǎo)葉開(kāi)度的流量值；再根據(jù)此流量值，從空蝕系數(shù)—流量曲線(xiàn)中查出空蝕系數(shù)；最后算出水泵淹沒(méi)深度，從而得知當(dāng)前下水庫(kù)的水位是否滿(mǎn)足要求，如果水位偏低，則說(shuō)明水泵存在空蝕現(xiàn)象，如果判斷水泵存在空蝕，則需要減小導(dǎo)葉最大開(kāi)度，以減小流量達(dá)到減少空蝕的目的。

4 結(jié)束語(yǔ)

從十三陵抽水蓄能電站起，現(xiàn)代大型抽水蓄能電站的工程建設(shè)快速發(fā)展，相應(yīng)的施工關(guān)鍵技術(shù)取得重大進(jìn)步，瀝青混凝土、長(zhǎng)斜井、洞室群、大型抽水蓄能機(jī)組安裝調(diào)試等施工技術(shù)從合作引進(jìn)到完全掌握，還自主創(chuàng)新了黏土鋪蓋防滲、陡坡庫(kù)岸防滲、斜井滑模、首機(jī)首次水泵工況啟動(dòng)等一批重大施工技術(shù)，有力地促進(jìn)了大型抽水蓄能電站建設(shè)快速發(fā)展。

水電部隊(duì)是大型抽水蓄能電站建設(shè)的主力軍之一，不僅全面掌握了抽水蓄能電站工程的施工技術(shù)，還在庫(kù)底黏土鋪蓋填筑、陡長(zhǎng)坡庫(kù)岸墊層料施工、陡坡混凝土面板施工、首機(jī)首次水泵工況啟動(dòng)等方面進(jìn)行了重大技術(shù)創(chuàng)新，為推進(jìn)抽水蓄能電站建設(shè)技術(shù)進(jìn)步做出了重要貢獻(xiàn)。

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