中国水利水电第三工程局有限公司 陕西西安 710000
摘要：通过分析抽水蓄能电站水库施工技术的重要性，通过结合具体案例科学分析，介绍抽水蓄能电站上水库施工的关键技术，并给出具体的技术质量控制措施，推动我国水利事业健康发展。
关键词：抽水蓄能电站；上水库建设；施工技术
抽水蓄能电站，能够对电力系统起到良好的调节作用，提升电力系统的安全性与稳定性。与水利水电工程相比，抽水蓄能电站的施工难度比较大，施工技术特别复杂，有必要做好研究工作。
1、抽水蓄能电站上水库概况
镇安抽水蓄能电站位于陕西省商洛市镇安县月河镇境内。电站距镇安县城公路里程74km，距西安市公路里程134km。镇安抽水蓄能电站为一等大（1）型工程，主要建筑物按1级建筑物设计，次要建筑物（护坡、挡土墙等）按3级建筑物设计，临时性水工建筑物按4级建筑物设计。电站总装机容量1400MW（4×350MW），设计年发电量23.41亿kW·h，年抽水电量31.21亿kW·h。上水库正常蓄水位1392m，相应库容896万m³，下水库正常蓄水位945m，相应库容1220万m³。上水库位于月河右岸支沟—金盆沟，利用沟谷地形筑坝形成水库。上水库库盆由挡水坝、开挖库岸及库底平台形成。挡水坝采用混凝土面板堆石坝，坝顶高程1396.00m，最大坝高125.90m（坝轴线处），坝顶长358.40m。坝顶宽10.00m。
2、上水库施工导流技术分析
2.1导流方式
结合上水库枢纽布置特点、水文条件、施工特点，上库导流方式由三部分组成，第一部分为芹菜沟和空洞沟洪水，流域面积所占比例较大，利用永久截水洞作为导流洞，排水至邻谷；第二部分为左右岸洪水，左右岸流域面积较小，洪水利用坡顶截水沟排至库外；第三部分为库盆洪水，在大坝上游坡脚前方原杨家湾沟和金盆沟沟口位置设2个集水井，汇集大坝填筑区以上区域雨水，用水泵抽至左右岸截水沟（条件许可时可自坝底排水钢管、库岸出库廊道、库底出库廊道）排出库外。
2.2导流标准
初期洪水标准采用20年一遇设计洪水，导流流量分别为：芹菜沟和空洞沟流量17.63m³/s，左、右岸流量3.47m³/s，库盆流量7.8m³/s。
坝体施工期临时度汛标准采用50年一遇设计洪水，度汛流量分别为：芹菜沟和空洞沟流量23.98m³/s，左右岸流量4.71m³/s，库盆流量10.61m³/s。
库盆流域面积0.38k㎡，20年一遇24小时设计洪量为5.6万m³；50年一遇24小时设计洪量6.8万m³。
2.3导流程序
A、B截水洞施工期（2018年4月～2019年2月）：在截水洞进口采用预留岩坎保护，防止洪水进入洞内；上水库坝肩开挖利用原河沟排水。
初期导流（2019年3月～2020年5月）：坝基开挖及坝体填筑期间，采用芹菜沟和空洞沟围堰挡水，A、B截水洞、库周排水沟全年导流，暴雨期间库盆底部采用坝前围堰挡水、集水井（杨家湾沟和金盆沟）机械抽排的方式。
中后期导流（2020年6月～2022年4月）：坝体填筑到坝顶高程1396m，主要进行大坝面板、连接板、库底沥青混凝土施工。采用A、B截水洞、库周排水沟全年导流，暴雨期间库盆底部采用机械抽排的方式（条件许可时可自坝底排水钢管、库岸出库廊道、库底出库廊道排水）。
3、上水库导流建筑物施工
3.1土方明挖
土方开挖采用推土机集渣，液压挖掘机配自卸汽车出渣，运至弃渣场。
3.2石方明挖
大部分采用破碎锤开挖，少量采用手风钻钻孔，爆破开挖，开挖石渣可利用石料就近用于浆砌石砌筑，剩余部分由1.6m³液压挖掘机配20t自卸汽车出渣，运至坝后任意堆料区。
3.3浆砌石围堰及集水井施工
石料就近利用合格开挖料，机械辅助运至现场，人工砌筑；砌筑砂浆在拌合站拌制，混凝土罐车运至施工现场，必要时再利用胶轮车或人工挑抬运至砌筑面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
砌石施工方法采用座浆法，其砌石程序为：先砌“角石”，再砌“面石”，最后砌“腹石”。
在铺砌砂浆前，石料应洒水湿润，使其表面充分吸收，但不得残留积水。砌筑时不得采用外面侧面立石块，中间填芯和砌筑方法。砂浆应饱满，石块间较大的空隙应先填塞砂浆，后用碎石或片石嵌实，不得先摆碎石后填砂浆或干填碎石块的施工方法，妥善保护表面，雨后应先排除积水，并及时处理受雨冲刷部位。
3.4集水井施工
集水井井壁砼管采用机械配合人工安装到位，填筑施工中注意保护防止损坏。井管填筑过程中采用机械运料，人工慢速填筑密实。
集水井抽排水管道采用4吋钢管（部分区段为橡胶钢丝管），管道布置分为杨家湾沟管道和金盆沟管道，由于抽水管道贯穿整个大坝施工区，为减少管道对坝体施工的影响，管道布置在河道两岸坝肩填筑工作面以上的边坡上，管道铺设采用人工架设，每节管道之间确保连接完好。
3.5围堰拆除
浆砌石围堰采用破碎锤解体，再由1.6m³液压挖掘机配20t自卸汽车出渣，运至坝后任意堆料区，人工配合清理干净。
3、库岸垫层料与自密实堆石混凝土技术
3.1库岸垫层料施工技术
在抽水蓄能电站中，库岸主要采用沥青混凝土进行防渗，库岸的比例为1：1.9，边坡比较陡峭，坡长为95m左右，坡面的垫层厚度为0.8m，填筑总量为7.9万m3。为了保证垫层结构更加稳定，施工人员可以将自卸车作为载体，并选择JG4型号的卷扬机作为相应的牵引装置，进一步提升库岸垫层的稳定性。由于该抽水蓄能电站库跨度比较大，边墙结构复杂，垫层的施工难度较大，因此，工程中的施工人员要选择合理的抽水蓄能电站垫层施工参数，采取分层施工方法进行施工。另外，由于抽水蓄能电站上水库系统结构比较复杂，施工人员要结合上水库的运行情况，将垫层进行有效连接，保证上水库空间得到更加高效的利用。因为上水库作业环境比较差，含有大量的粉尘，如果施工不当，很容易出现严重的涌水安全事故，影响上水库垫层的施工进度。因此，在进行垫层施工时，施工人员要明确施工先后顺序，并做好施工设备准备工作，保证地下工程中的各项施工设备更加安全的运行。
3.2自密实堆石混凝土施工技术
所谓自密实堆石混凝土施工技术，主要指的是在混凝土浇筑过程中，施工人员不必进行振捣，混凝土利用自身的自重，能够有效填充模板角落与钢筋缝隙。研究表明，自密实混凝土的坍落度小于260mm，混凝土的扩展度能够达到610mm以上，不会产生任何的离析现象。在抽水蓄能电站上水库施工过程中，通过采用自密实堆石混凝土施工技术，能够保证混凝土施工强度得到更好的提升，保证堆石缝隙有效填充。在浇筑混凝土的过程中，要保证混凝土浇筑的连续性，不断减少自密实堆石混凝土施工材料的浪费。
3.3中平洞灌浆施工技术
中平洞灌浆在实施过程中，首先完成设计系统水泥灌浆:1)I～II类围岩洞段系统固结灌浆参数为:排距2m，每排15孔，孔深入岩5m，灌浆压力6MPa;2)III类围岩洞段系统固结灌浆参数为:排距2m，每排15孔，孔深入岩7m，灌浆压力6MPa;共完成水泥灌浆7162孔40583m。针对单耗超50kg/m的灌浆孔，根据“1+4”或“1+2”的原则进行加密，共执行加密孔3400孔23942m。针对断层及围岩破碎带，设置随机孔389孔2730m。针对未封孔的87个排水孔采取4包1的原则处理，共增加352孔2464m。针对主要透水断层，增加深孔110孔1563m。针对III类围岩和断层破碎带，由于加强了水泥灌浆，对原设计的系统化学灌浆进行了优化，特别是主要透水带Y1+993～Y2+429段，系统化学灌浆均取消，仅因2号施工支洞已封堵，为减少灌浆废弃浆材清理的工程量，将随机孔和压水检查孔改为化学灌浆，中平洞共减少化学灌浆1073孔5365m。根据化学灌浆施工单价，节约化学灌浆施工费约370万元。
结语：
总之，对于工程中的施工人员来讲，在实际工作当中，要不断学习先进的抽水蓄能电站上水库施工技术，并进行合理的运用，从而推动我国抽水蓄能电站能够更好的发展。
参考文献：
[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(05):24-29.
[2]李权，党发宁，毛钟毓.某抽水蓄能电站上水库防渗方案的比选研究[J].甘肃水利水电技术，2014，50(08):7-9+50.
[3]宁永升.溧阳抽水蓄能电站上水库面板堆石坝关键技术研究[J].水力发电，2013，39(11):103-106.
论文作者:赵旭,李强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/6
标签：水库论文; 电站论文; 混凝土论文; 密实论文; 施工技术论文; 洪水论文; 围堰论文; 《建筑学研究前沿》2018年第23期论文;