抽水蓄能電站施工關鍵技術探究

文/趙克華，湖南炳嘉建設工程有限公司

引言

在電力行業，抽水蓄能電站是一種新興的電站，它起步較晚，但功能先進，在節約電能、調節高峰評估估電能差以及閉合等方面都有突出作用。這種蓄能電站的組成部分主要有上下水庫、地下廠房、引水結構等，與傳統電站相比，抽水蓄能電站工作內容復雜，包括防滲漏、地下開挖等，其施工過程中具有一系列關鍵點。

1 工程概況

該工程位于湖南東部，靠近長沙、株洲和湘潭等城市，地理位置優越。該蓄電站規劃總裝機容量為1200MW,計劃建成后每年可發電約16億千瓦時，投資總金額為31億元。

工程中，上水庫面積為1.12平方千米，蓄水位為400米，庫容為1146萬平方千米；下水庫面積為11.2平方千米，蓄水位為103.7米，庫容為959萬平方米。

2 防滲漏施工技術

該工程的上水庫工程為新建，下水庫大部分則是在原有的基礎上進行改造和擴建，一小部分為新建。

在整個工程中，防滲透技術至關重要，它關系到整個工程質量。在選址時，為了使水量達到一定標準，上水庫建立在峰頂處，在地勢較平緩的山谷建造。由于海拔較高，上水庫基本無河流補給水源，所以上水庫的防滲漏工程極其重要，要把滲漏比例控制在極小的范圍內。需要引起重視的是，頂峰處地質條件復雜，防滲漏工作做好，不但能提高電站效率，還能保障安全。

2.1 新建水庫防滲漏工程

總體來說，水庫防滲漏工程有以下幾種:全庫防漏、補分防漏以及不設防漏。個體防漏指的是全部防漏結構都統一防漏方式，整體防漏則是根據不同部位的特性選擇不同防漏方式。

2.2 水庫底部土壤鋪墊技術

該水庫采用的是土壤墊底、混凝土圍欄和瀝青壩結合的方式，由于水庫底部土壤的特殊特性，技術人員創造性的提出了對水庫底部土壤覆蓋實行分期施工的方法，既推動了工程進度，又保證了質量達到較高水準，在國內相關技術領域處于領先地位。

2.3 瀝青混凝土施工技術

瀝青混凝土具有一系列優點，比如密度較大，可塑性強，維修方便等，然而它需要高質量的瀝青做保證，并且施工條件多變，價格較高。瀝青混凝土面板分為復式和簡式，其中復式是由閉合層、防漏層、導水排水層和底部防滲層等構成，而簡式則包括內部層、外流層和全平膠層。復式斷面的構造復雜，施工情況多變，成本也較高。從瀝青混凝土的配合比例來看，通常情況下閉合層選用的瀝青為石油瀝青，其他結構采用的則是普通瀝青，要經過多次試驗，對各項數據反復對比，確立最佳配比方案。從施工工藝方面來看，當瀝青溫度達到一百攝氏度及以上時，其可塑性可充分發揮。從機械方面來看，瀝青的運輸、調和、涂抹以及定型都應該采用專業化設備。

2.4 陡坡混凝土施工技術

在水庫防滲漏方面，常用的材料是鋼筋混凝土，因為它能較好貼合陡坡，目前施工水準已經相當高，施工較順利，性能突出。鋼筋混凝土主要用于上游壩頂和庫邊護欄。鋼筋混凝土運用于多種無軌技術，這種無軌技術在我國發展已經取得一定成就。

受地形地勢影響，水庫邊緣陡坡的坡度較大，應該利用有軌技術來應對混凝土托力過大的問題。然而，一個水庫是有多個坡面的，在坡面交接處，有軌技術并不適用，因此只能采用無軌技術，無軌技術的缺點是瀝青的托力較大，安全系數不高。

在對無軌技術實驗過程進行總結能得出結論，混凝土剛開始澆灌時，托力甚至比澆灌后期都要大。所以當滑模固定后，要在滑模兩側設置錨桿以固定滑模，也可以在滑模上固定一定數目的鋼筋再開始施工。與此同時，要做好試驗工作，要對混凝土取樣，為了證明滑模達到開工標準，要在混凝土澆灌大半后，用手指按壓，確定其是否開始凝結，當頂部凝結后，說明底部也已經凝結，這樣混凝土的托力會大幅減小，要去除起固定作用的錨桿或者去掉配重的鋼筋。

綜上所述，水庫坡面的無軌技術工程，為了固定滑模，減小卷揚機的作用力，要記住以下幾點:第一，工程開始前要固定滑模，也可以用鋼筋增加滑模重量；第二，澆筑混凝土后用手指判斷是否開始凝結；第三，確認凝結后去除固定錨桿，或者去掉鋼筋配重；第四，施工過程中控制滑模速度平穩。

2.5 長坡坡庫底層墊料施工技術

水庫庫底墊料是防漏層和壩體中間的過渡層，對防漏層起輔助作用。

2.5.1 施工特點

對于水庫庫底墊層施工來說，要先把水庫岸底挖出，然后用墊料鋪墊。與其他部位相比，長坡陡岸的施工對技術要求高，施工難度也較高。長坡陡岸由于其特殊性，不能利用車運輸物料，導致工程進度緩慢，效率不高，庫底不平整之處還容易發生事故。

2.5.2 工程技術措施

第一，布料問題，有兩種方法，第一種方法是利用牽引機和平鋪機，施工全過程都能嚴格把關，但所需成本較高，第二種方法是利用牽引力加布料車，施工人員負責剩余任務。

第二，加水問題。通常情況下是在布料之前對墊層料灑一定的水，平鋪后進行二次灑水，灑水量根據實際情況決定，水庫坡面部位的灑水是由水管引水自上而下進行灑水。

第三，碾壓。采用牽引機和碾車，要在水庫各連接處用液壓板固定。針對不平整部位，碾步要控制邊緣，避免漏壓。

3 地下工程施工技術

3.1 地下洞室群施工技術

地下洞室群是一個繁瑣且復雜的項目，各洞室深居地下，地下環境復雜和惡劣，各種地質災害頻發，有一定的危險性，所以，地下洞室的施工要先對地下情況進行充分了解，確定無危險的情況下，再進行施工，在經濟條件允許的情況下，提高施工效率和質量。在工作過程中，還要注意地下的通風情況。

3.2 長斜井施工技術

在抽水蓄能電站中，斜長井是重要部分之一，因為抽水蓄能電站水頭較高的原因，相應的斜井也比較長，施工難度較普通水電工程偏大。

3.2.1 導井開挖技術

斜井和豎井的開挖有全挖和側挖兩種方法，一般面積較大時采用全挖法，面積較小時采用側挖法。

斜井導井的開挖有三種施工方案。第一種指的是正導井和反導井同時開挖；第二種是反井反向開挖；第三種是各種開挖方案的融合。

3.2.2 擴挖和支護技術

斜井開挖是在鋼平臺進行的，該作業平臺車由四層組成，能滿足同時擴挖和噴錨，也有利于打孔。

3.2.3 斜井混凝土施工技術

一般情況下，斜井混凝土是自下而上的，其中模板問題是核心也是難點，三種模板中有兩種是國內自主研發的，一種是引進西方的。

3.2.4 斜井鋼襯施工技術

以往經驗顯示，鋼混在六百米左右時，安全系數最低。鋼襯放置和拼接以及填土是施工關鍵步驟，為了使鋼筋順利入井，卷揚機正常運行，要在上彎段開挖，當鋼襯移動到合適位置時，卷揚機緩慢下降。因為鋼襯和斜井空隙狹小，所以采用單面焊接技術。

3.3 地下廠房施工技術

抽水蓄能電站具有地下廠房結構復雜，邊墻較高，洞室較多等特點。廠房因為其結構復雜，所以采用多種開挖方式結合的方法。廠房的第一層采用主線開挖，兩側輔挖的方式進行，

而第二層和第三層廠房的開挖，采用先鉆孔，后爆破的方式進行，通常情況下為了保證巖臺成型，要采用特殊爆破法。

3.4 巖壁梁施工技術

巖壁梁施工技術是廠房開挖的一部分，它也是廠房建筑之一，它的開挖之前，要留出預留層，從中部開挖，開挖前還要設置預裂孔，以保證保護層不受干擾。值得注意的是，雖然巖壁梁的混凝土施工較常見，但模板不能反復使用，模板投入資金大。為了避免混凝土溫度升高過快，要在混凝土內埋入水管降溫。

4 結束語

我國抽水蓄能電站起步較晚，但發展迅猛，工程技術飛速提高，工程質量也有了很大提高，這有力促進了我國水電行業發展，為經濟發展提供穩定動力。

【參考文獻】

[1]羅紹基.劉學山.抽水蓄能電站地下工程關鍵技術探究.水電與抽水蓄能，2016，2（5）:1-6.

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