探究大型抽水蓄能电站施工关键技术

温剑镔

(广东省科源工程监理咨询公司，广东 广州 510000)

探究大型抽水蓄能电站施工关键技术

温剑镔

(广东省科源工程监理咨询公司，广东 广州 510000)

抽水蓄能电站能够对电力系统进行调节，促进其稳定运行以及保证电能质量。大型抽水蓄能电站与普通的抽水蓄能电站相比，其组成方式存在一定的独特性，在施工期间困难较大，主要是施工技术比较复杂，所以，需要充分发挥工程中的施工关键技术。本文对大型抽水蓄能电站中的渗控工程、地下工程，以及机组安装调试中的施工技术进行了分析，可为大型抽水蓄能电站的安全构建提供良好的基础条件。

大型；抽水蓄能；电站；关键技术

抽水蓄能电站在电力系统中能够实现平衡调节、安全稳定工作，促进电能质量的提升。在大电网、大容量负荷下，实现了智能化电网发展，促进各个工程以及多个领域的积极进步，保证其独特性的充分体现，促进关键技术的有效应用。

1 渗控工程施工技术

大型抽水蓄能电站在上水库建立期间，都是在原有方式上进行扩建的。上水库的建立要实现水库良好的防渗功能，渗控工程为其中的关键。对于新建水库的防渗方式，需要根据地质情况将其分类，还要根据防渗形式，保证选择的合理性。比如：库底黏土铺盖填筑施工技术，该技术是利用黏土铺盖护底，实现沥青混凝土护岸与面板坝的结合形式。如图1所示，根据相关技术，实现了填筑施工工作的分区工作，不仅保证了整体的施工质量，还促进了施工效率。填筑区的分区与分期，实现施工道路的平面不交叉工作，促进了整体的实施质量。在黏土铺盖施工分区域，纵横面要预留斜坡面，在相邻的坡面取样检测后实施碾压工作。

图1 填筑施工工作的分区工作

沥青混凝土施工技术有良好的防渗性，能实现快速修补，但是，其造价成本较高。施工期间，要确定沥青混凝土的配合比，选择骨料原材料，根据当地的条件完成试验对比分析工作。还要根据配比试验，对密度、空隙率等参数进行试验分析，达到选择的最优性。对于施工工艺，在达到良好性能的基础上，不仅要按照一定流程实现碾压、密实等工作，还要使其具备良好的可塑性。

对于陡边坡混凝土面板施工技术，施工技术更为成熟，实施的速度也比较快。将钢筋混凝土面板应用到水库陡边坡上为主要的施工工艺。

2 地下工程施工技术

地下工程在建设期间有一定的复杂性，地下洞室群规模大、洞室密集、结构复杂、空间形态复杂、施工条件复杂，当遇到一些不良地质条件的时候，将导致塌方及地下涌水现象的产生，从而引发一些安全问题。所以，在施工过程中，需要作出系统的研究，在满足施工进度、可行性发展情况下，保证其符合交通运输需求。

(1)对于长斜井施工技术。斜井为水利水电工程中的主要部分，是地下工程引水系统施工过程中施工难度最大、安全风险最高的环节。长斜井施工的难点在于施工中各环节提升系统的布置。施工技术已从传统的卷扬机作为提升系统、阿里马克爬罐进行斜井导井开挖、国外进口滑模浇筑混凝土的施工技术到由绞车作为提升系统、反井钻进行斜井导井开挖、自主研制斜井滑模浇筑混凝土的斜井施工新技术。所以斜井开挖主要采用反井钻机钻Φ1.40 m 导井，再分两次扩挖成型。

(2)对于扩挖与支护技术。如图2和图3所示，为一次扩挖平面提升设备布置纵剖图和斜井二次扩挖纵剖示意图。在反井钻导井施工贯通后，一次扩挖自下而上进行,扩挖施工平台采用一台双筒绞车牵引；二次扩挖自上而下进行，两台单筒绞车牵引扩挖平台从上而下到达工作面，一台双筒绞车牵引运输小车运送施工材料及人员到工作面；扩挖施工都是利用绞车，在钢平台上进行，二次扩挖作业平台一共分为四层。不仅能实现扩挖钻爆以及喷锚支护作业，也能为操作手打通周边孔和径向锚杆提供方便。

图2 一次扩挖平面提升设备布置纵剖图

(3)对于斜井混凝土施工技术。该技术的使用是利用全断面从下到上实现的，在施工期间，最大的难点就是模板技术。如图4所示，为斜井直线段施工方法示意图。斜井混凝土施工作业平台总共四个工作平台，操作平台：安放液压操作系统、电气配电柜、工具和设备的平台； 主平台(模板体)：混凝土平仓振捣的工作平台；抹面平台用于混凝土的养护等工作；尾平台用于后行走轨道的铺设操作和备用轨道放置等。混凝土衬砌从下到上进行，采用液压爬升系统作为滑模爬升的动力系统，两台绞车作为运输小车的牵引设备，运输小车底盘设置防坠落的抱轨装置；灌浆施工也从下至上进行，采用液压爬升器作为灌浆平台的牵引系统，两台单筒绞车作为运输小车的牵引设备。

图3 斜井二次扩挖纵剖示意图

(4)对于斜井钢衬施工技术。大型抽水蓄能电站在实际建设期间，使用钢筋混凝土将面对较大风险，工程设计后，需要为其增设斜井钢衬。将其入井后， 焊接、回填混凝土施工为其中的关键，为了在实施期间满足相关要求，需要在上弯段进行扩挖，并将钢衬平移到斜井的上方。如果钢衬与斜井的基础面空间比较小，其焊缝是无法在外部实现焊接工作的，所以，要利用单面焊双面成型的焊接工艺，从而提高焊接质量。在对钢衬的外部进行混凝土回填工作期间，对混凝土进行振捣是十分困难的，所以，可以使用回填微膨胀自密实混凝土，该工作不仅实施进度较快，实施的质量也是比较高的[1]。

(5)对于地下厂房施工技术。因为大型抽水蓄能电站地下厂房在建设期间跨度较大、边墙高，其结构也是比较复杂的。大型蓄能电站地下厂房的跨度在21～26 m，高度在41～56 m。厂房的高度不同，可以将其进行分层开挖工作。在分层开挖工作中，不仅需要对其合理规划，还要根据施工条件、机械的使用等多个情况进行分析，保证其符合设计要求，达到真正的实施目的[2]。

3 机电安装调试技术

大型抽水蓄能机组为电站的核心设备，在电网中承担着重要作用。存在转速高、功率大等特点，所以，抽水蓄能机组在安装与调试工作中，使用的施工技术也具备一定的独特性。如：蜗壳水压技术，因为蜗壳工作面对较大压力，在安装工作中，需要执行水压试验以及保压工作，保证其符合一定的设计要求。在蜗壳周边混凝土浇筑期间，要保证保压浇筑和回填灌浆的有效执行。首先，要做好充分的准备工作，在安装压力表期间，保证能够对蜗壳的变形情况进行监测[3]。然后，启动试压泵，实现试压泵的本体试验工作，对安全阀的最大压力数值进行分析。还要给蜗壳充水，将充水阀关闭后，实现升压。在整个水压试验过程中，专业人员要做好相关的实验数据分析，并对各个情况进行检查，分析渗透、裂纹、变形等现象，检查百分表的读数，也要对封堵渗漏现象进行检查。

对于动平衡试验技术，该方法应用到抽蓄机组中，要实现抽水以及发电的旋转方向的分开进行。在抽水方向下，可以实现动平衡试验工作，基于SFC机组启动，并逐渐提升速度，再根据机组的各个部位，检测振动数值，促进转子配重工作的完成。在实际工作中，要确定出基准试验转速，基于转速点，对机组各个部位振动、摆度值进行测定、分析与对比等。利用SFC装置，将机组中的振动、摆度相位值进行检测。根据这些数据测量，能够计算出配重方位以及重量，也能记录一些新信息。

对于首机首次水泵工况启动技术，将其应用到抽水蓄能电站中，先要利用充气压水设备，对机组的转轮进行压水，使其在空载状态下。然后，利用禁止变频装置，启动SFC设备。最后，实现机组的抽水运行。

对于启动条件，需要根据水泵的启动，上水库水位根据机组的模型，确定出水泵的最低值和扬程，基于安全要素的分析，研究水力参数，促进水泵抽水工况不会遭到一定破坏，实现稳定运行。在调相压水期间，将机组保持在静止状态下，利用调相压水设备，实现转轮充气压水，保证程序的正确性。还要实现动平衡试验工作，利用SFC拖动机组，实现动平衡试验工作，基于试验中检测的数据，促进转子配重工作的执行。在数据监测与分析下，不仅能分析出抽水过程的实际状况，确定出流量值，还能计算出水泵的淹没深度，保证其满足相关要求。

4 结 语

现代化发展过程中，在大型抽水蓄能电站的实际建设和发展中，需要对施工技术进行充分利用。基于对各个技术的有效研究，不仅促进现代社会的技术创新，还为以后的各项工作提供便利的应用条件。

[1] 张利荣,刘剑.宝泉抽水蓄能电站上水库关键施工技术创新[J].水利水电技术,2015,46(5):24-29.

[2] 张利荣,严匡柠,张孟军，等.大型抽水蓄能电站施工关键技术综述[J].水电与抽水蓄能,2016,2(3):49-59,91.

[3] 陈泓宇.大型抽水蓄能电站设计与调试关键技术[J].水电与抽水蓄能,2016,2(5):1.

温剑镔(1987-)，男，广东五华人， 工程师，主要从事水利水电工程监理方面的工作。E-mail：2840559951@qq.com。

TU271.1

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2096-0506(2017)07-0065-04