大型抽水蓄能电站施工关键技术研究

王永刚 罗超

摘 要：文章针对大型抽水蓄能电站施工中的重要工程，渗控工程、地下工程以及机电安装与调试工程中的关键技术进行研究和分析，以期为同行提供借鉴作用。

关键词：大型抽水蓄能电站 渗控工程 地下工程 机电安装调试 关键技术

1 引言

近年来我国加大了对抽水蓄能电站的建设力度，而且抽水蓄能电站的规模不断扩大、装机容量也在不断增加，其不仅在电力系统中起到调峰调谷、调频调相以及事故备用等作用，而且还可以起到灌溉以及抗洪等作用，具有较为重要的环保意义。在大型抽水蓄能电站的建设和改造过程中，其主要的施工工程有地下洞室群、渗控工程、土石开挖与填筑、混凝土工程、堆石坝、机电安装与调试等多个环节和工程类型，本文以其中比较典型的关键施工技术进行分析和研究。

2 渗控工程施工技术

渗控工程就是在原有的水库上进行扩建并进行上水库建立的过程中对其防渗功能进行控制和实现的主要工程。而对于新建水库来说，渗控工程施工技术在需要在对建设地区的地质情况进行分析并选择防渗形式之后进行选择和确定。以其中比较常用的库底黏土铺盖填筑施工技术为例，在渗控工程施工中采用黏土铺盖的方式进行护底，将沥青混凝土护岸和面板坝进行结合，在进行填筑施工时采用分区工作的方式进行，这样不仅可以确保施工质量，而且可以有效确保施工效率，这主要是由于在分区工作的过程中不会出现施工道路在平面上进行交叉工作的情况。此外在进行黏土铺盖施工过程中采用分区工作的方式，还需要在纵横面上进行斜坡面的预留，并且在斜坡面上进行取样检测并合格之后再进行最终的碾压作业。此外，还有沥青混凝土施工技术，虽然其具有较高的造价成本，但是可以进行快速修补并起到良好的防渗效果，而且在此技术的应用过程中要对其配合比进行科学选择和控制，主要是在对所在地区的地质条件进行分析和试验之后进行原材料类型和所用数量的确定，以及对密度以及空隙率等参数进行选择，确保所用施工工艺的最优性，在按照一定的流程进行碾压工作等开展并确保其密实性之后，还要确保其具有良好的可塑性。最后对于采用陡边坡混凝土面板施工技术来说，是目前在水库陡边坡施工中比较常用也相对较为成熟的技术，其具有较快的施工速度。

3 地下工程施工技术

3.1长斜井施工技术。大型抽数蓄能电站建设中，斜井是比较重要的组成分析，也是地下工程中施工难度较大、安全风险较高的施工环节。其中对于长斜井施工来说，其主要的施工难度就是每个施工环节中进行提升系统的布置问题。目前在长斜井施工中所用采用的提升系统已经由现有的绞车提升系统、反井钻进行斜井导井开挖、自助研制斜井滑模浇筑混凝土等新技术将传统的几种提升系统和施工技术进行取代，且通常使用反井钻机进行直径为1.4m导井的钻进，而且采用两次扩挖成型的施工方式来实现。3.2扩挖与支护技术。在上述长斜井施工完成之后，就需要进行扩挖，而且采用的是两次扩挖作业的形式，对钱第一次扩挖作业来说，采用的是从下而上进行扩挖的方式，并且使用一台双筒绞车来提供牵引力。而第二次扩挖作业则需要从上而下进行，同样是需要一台双筒绞车来提供牵引力，并主要对运输小车进行牵引，来实现对施工材料和人员的输送。而这两次扩挖作业则采用的是在钢平台上使用絞车进行扩挖施工的方式，且其作业平台总共分为四层，可以在此平台上进行扩挖钻爆以及喷锚支护等作业，实现对周边孔进行钻打以及进行锚杆的径向钻打等操作。3.3斜井混凝土施工技术。此技术所采用的施工方式为从全断面进行自下而上的施工方式，而且此技术最大的难点就是进行模板系统的施工。此施工环节是在斜井混凝土施工作业平台上完成的，且主要有操作平台、主平台、抹面平台、尾平台等四个平台组成。其中操作平台的主要作用是对液压操作系统、电气配电柜以及工具和设备进行安防的平台；抹面平台则主要是进行混凝土的养护；尾平台则主要是进行铺设后行走轨道以及防止备用轨道等操作。在此环节施工中进行混凝土衬砌时，采用的是自下而上的衬砌方式，其动力系统则主要是液压爬升系统、牵引系统则主要是由于两台绞车组成，其中绞车的底盘中要进行防坠落抱轨装置的设备。此外，进行灌浆施工也需要自下而上进行，其牵引系统则主要是液压爬升器，牵引系统则同样为两台单筒绞车。

4 机电安装调试技术

在进行大型抽水蓄能电站施工中，其主要的机电安装调试工作内容就是抽水蓄能机组整个核心设备的安装与调试，其具有较高的转速和较大的功率，所以其安装调试技术则主要有蜗壳水压技术、动平衡试验技术、首次水泵工况启动技术等。对于蜗壳水压技术来说，需要在施工中对蜗壳的变形情况进行实时监测，并且在试压泵启动时对其本体进行试验，以及对此施工过程中的安全阀最大压力数值进行分析。在蜗壳冲水完毕并关闭充水阀之后进行升压，并且对升压过程中的实时数据进行记录和分析，主要是对渗透、裂纹以及变形等情况进行分析，并对百分表的读数以及封堵渗漏现象进行检查。而对于动平衡试验技术来说，需要将抽水方向与发电的旋转方向分开进行试验，其中在抽水方向下，基于SFC机组启动以及速度的提升对机组的各个部位进行振动数值的检测，并且完成转子配重工作。对于首机首次水泵工况启动技术，需要采用首先进行充气压水设备对机组的转轮进行压水，确保其处于空载状态下并且变频装置不能启动的条件下进行SFC设备的启动，然后实现机组的抽水运行。

5 结语

近年来我国的大型抽水蓄能电站的工程建设速度不断提升、建设规模也在不断增加，并推动了其中关键施工技术的发展和应用，我国在不断引入先进的施工技术的同时也在进行自主创新，为推动我国大型抽水蓄能电站建设的快速发展和技术进步做出了重要贡献。

参考文献：

[1] 温剑镔. 探究大型抽水蓄能电站施工关键技术[J]. 黑龙江水利， 2017， 3（7）：65-68.

[2] 张利荣， 严匡柠， 张孟军. 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.