抽水蓄能电站施工关键技术探究

文/赵克华，湖南炳嘉建设工程有限公司

引言

在电力行业，抽水蓄能电站是一种新兴的电站，它起步较晚，但功能先进，在节约电能、调节高峰评估估电能差以及闭合等方面都有突出作用。这种蓄能电站的组成部分主要有上下水库、地下厂房、引水结构等，与传统电站相比，抽水蓄能电站工作内容复杂，包括防渗漏、地下开挖等，其施工过程中具有一系列关键点。

1 工程概况

该工程位于湖南东部，靠近长沙、株洲和湘潭等城市，地理位置优越。该蓄电站规划总装机容量为1200MW,计划建成后每年可发电约16亿千瓦时，投资总金额为31亿元。

工程中，上水库面积为1.12平方千米，蓄水位为400米，库容为1146万平方千米；下水库面积为11.2平方千米，蓄水位为103.7米，库容为959万平方米。

2 防渗漏施工技术

该工程的上水库工程为新建，下水库大部分则是在原有的基础上进行改造和扩建，一小部分为新建。

在整个工程中，防渗透技术至关重要，它关系到整个工程质量。在选址时，为了使水量达到一定标准，上水库建立在峰顶处，在地势较平缓的山谷建造。由于海拔较高，上水库基本无河流补给水源，所以上水库的防渗漏工程极其重要，要把渗漏比例控制在极小的范围内。需要引起重视的是，顶峰处地质条件复杂，防渗漏工作做好，不但能提高电站效率，还能保障安全。

2.1 新建水库防渗漏工程

总体来说，水库防渗漏工程有以下几种:全库防漏、补分防漏以及不设防漏。个体防漏指的是全部防漏结构都统一防漏方式，整体防漏则是根据不同部位的特性选择不同防漏方式。

2.2 水库底部土壤铺垫技术

该水库采用的是土壤垫底、混凝土围栏和沥青坝结合的方式，由于水库底部土壤的特殊特性，技术人员创造性的提出了对水库底部土壤覆盖实行分期施工的方法，既推动了工程进度，又保证了质量达到较高水准，在国内相关技术领域处于领先地位。

2.3 沥青混凝土施工技术

沥青混凝土具有一系列优点，比如密度较大，可塑性强，维修方便等，然而它需要高质量的沥青做保证，并且施工条件多变，价格较高。沥青混凝土面板分为复式和简式，其中复式是由闭合层、防漏层、导水排水层和底部防渗层等构成，而简式则包括内部层、外流层和全平胶层。复式断面的构造复杂，施工情况多变，成本也较高。从沥青混凝土的配合比例来看，通常情况下闭合层选用的沥青为石油沥青，其他结构采用的则是普通沥青，要经过多次试验，对各项数据反复对比，确立最佳配比方案。从施工工艺方面来看，当沥青温度达到一百摄氏度及以上时，其可塑性可充分发挥。从机械方面来看，沥青的运输、调和、涂抹以及定型都应该采用专业化设备。

2.4 陡坡混凝土施工技术

在水库防渗漏方面，常用的材料是钢筋混凝土，因为它能较好贴合陡坡，目前施工水准已经相当高，施工较顺利，性能突出。钢筋混凝土主要用于上游坝顶和库边护栏。钢筋混凝土运用于多种无轨技术，这种无轨技术在我国发展已经取得一定成就。

受地形地势影响，水库边缘陡坡的坡度较大，应该利用有轨技术来应对混凝土托力过大的问题。然而，一个水库是有多个坡面的，在坡面交接处，有轨技术并不适用，因此只能采用无轨技术，无轨技术的缺点是沥青的托力较大，安全系数不高。

在对无轨技术实验过程进行总结能得出结论，混凝土刚开始浇灌时，托力甚至比浇灌后期都要大。所以当滑模固定后，要在滑模两侧设置锚杆以固定滑模，也可以在滑模上固定一定数目的钢筋再开始施工。与此同时，要做好试验工作，要对混凝土取样，为了证明滑模达到开工标准，要在混凝土浇灌大半后，用手指按压，确定其是否开始凝结，当顶部凝结后，说明底部也已经凝结，这样混凝土的托力会大幅减小，要去除起固定作用的锚杆或者去掉配重的钢筋。

综上所述，水库坡面的无轨技术工程，为了固定滑模，减小卷扬机的作用力，要记住以下几点:第一，工程开始前要固定滑模，也可以用钢筋增加滑模重量；第二，浇筑混凝土后用手指判断是否开始凝结；第三，确认凝结后去除固定锚杆，或者去掉钢筋配重；第四，施工过程中控制滑模速度平稳。

2.5 长坡坡库底层垫料施工技术

水库库底垫料是防漏层和坝体中间的过渡层，对防漏层起辅助作用。

2.5.1 施工特点

对于水库库底垫层施工来说，要先把水库岸底挖出，然后用垫料铺垫。与其他部位相比，长坡陡岸的施工对技术要求高，施工难度也较高。长坡陡岸由于其特殊性，不能利用车运输物料，导致工程进度缓慢，效率不高，库底不平整之处还容易发生事故。

2.5.2 工程技术措施

第一，布料问题，有两种方法，第一种方法是利用牵引机和平铺机，施工全过程都能严格把关，但所需成本较高，第二种方法是利用牵引力加布料车，施工人员负责剩余任务。

第二，加水问题。通常情况下是在布料之前对垫层料洒一定的水，平铺后进行二次洒水，洒水量根据实际情况决定，水库坡面部位的洒水是由水管引水自上而下进行洒水。

第三，碾压。采用牵引机和碾车，要在水库各连接处用液压板固定。针对不平整部位，碾步要控制边缘，避免漏压。

3 地下工程施工技术

3.1 地下洞室群施工技术

地下洞室群是一个繁琐且复杂的项目，各洞室深居地下，地下环境复杂和恶劣，各种地质灾害频发，有一定的危险性，所以，地下洞室的施工要先对地下情况进行充分了解，确定无危险的情况下，再进行施工，在经济条件允许的情况下，提高施工效率和质量。在工作过程中，还要注意地下的通风情况。

3.2 长斜井施工技术

在抽水蓄能电站中，斜长井是重要部分之一，因为抽水蓄能电站水头较高的原因，相应的斜井也比较长，施工难度较普通水电工程偏大。

3.2.1 导井开挖技术

斜井和竖井的开挖有全挖和侧挖两种方法，一般面积较大时采用全挖法，面积较小时采用侧挖法。

斜井导井的开挖有三种施工方案。第一种指的是正导井和反导井同时开挖；第二种是反井反向开挖；第三种是各种开挖方案的融合。

3.2.2 扩挖和支护技术

斜井开挖是在钢平台进行的，该作业平台车由四层组成，能满足同时扩挖和喷锚，也有利于打孔。

3.2.3 斜井混凝土施工技术

一般情况下，斜井混凝土是自下而上的，其中模板问题是核心也是难点，三种模板中有两种是国内自主研发的，一种是引进西方的。

3.2.4 斜井钢衬施工技术

以往经验显示，钢混在六百米左右时，安全系数最低。钢衬放置和拼接以及填土是施工关键步骤，为了使钢筋顺利入井，卷扬机正常运行，要在上弯段开挖，当钢衬移动到合适位置时，卷扬机缓慢下降。因为钢衬和斜井空隙狭小，所以采用单面焊接技术。

3.3 地下厂房施工技术

抽水蓄能电站具有地下厂房结构复杂，边墙较高，洞室较多等特点。厂房因为其结构复杂，所以采用多种开挖方式结合的方法。厂房的第一层采用主线开挖，两侧辅挖的方式进行，

而第二层和第三层厂房的开挖，采用先钻孔，后爆破的方式进行，通常情况下为了保证岩台成型，要采用特殊爆破法。

3.4 岩壁梁施工技术

岩壁梁施工技术是厂房开挖的一部分，它也是厂房建筑之一，它的开挖之前，要留出预留层，从中部开挖，开挖前还要设置预裂孔，以保证保护层不受干扰。值得注意的是，虽然岩壁梁的混凝土施工较常见，但模板不能反复使用，模板投入资金大。为了避免混凝土温度升高过快，要在混凝土内埋入水管降温。

4 结束语

我国抽水蓄能电站起步较晚，但发展迅猛，工程技术飞速提高，工程质量也有了很大提高，这有力促进了我国水电行业发展，为经济发展提供稳定动力。

【参考文献】

[1]罗绍基.刘学山.抽水蓄能电站地下工程关键技术探究.水电与抽水蓄能，2016，2（5）:1-6.

[2]郭冬梅.抽水蓄能电站地下工程关键技术探究.建筑工程技术与设计，2017（14）.

[3]张利荣.大型抽水蓄能电站施工关键技术综述.水能与抽水蓄能，2016，2（3）:49-59.