抽水蓄能电站库盆的主要防渗形式

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摘要抽水蓄能电站库盆防渗形式主要包含沥青混凝土面板、钢筋混凝土面板、土工膜、黏土防渗等,以及各类防渗结构的组合。 1、沥青混凝土面板 - 沥青混凝土面板防渗结构当前一般采用简式防渗面板,由上至下依次为沥青玛……

抽水蓄能电站库盆防渗形式主要包含沥青混凝土面板、钢筋混凝土面板、土工膜、黏土防渗等,以及各类防渗结构的组合。

1、沥青混凝土面板

- 沥青混凝土面板防渗结构当前一般采用简式防渗面板,由上至下依次为沥青玛蹄脂封闭层、厚0.2 - 10cm沥青混凝土防渗层和厚10cm沥青混凝土整平胶结层。若沥青混凝土面板结构下部为填筑坝体,需设置垫层和过渡层;若下部为岸坡基岩,则仅设置垫层区,用于排除面板后渗漏水,渗水经垫层汇集于坝基排水廊道排出。垫层区和过渡区厚度依据反滤排水需求并结合碾压施工要求确定。沥青混凝土面板坡度通常不陡于1∶1.7 。

- 沥青混凝土面板结构防渗性能优良,其渗透系数<1×10-8cm/s 。面板施工一般借助成套设备完成摊铺、碾压作业,机械化施工效率高,条幅施工速度可达60 - 120m/h,月施工强度可达2万 - 3万m² 。因沥青面板为高温摊铺施工,施工缝接头处理较为便捷,工效和质量保证率高。沥青混凝土属于柔性防渗结构,25℃时可承受8%的弯拉应变且不漏水,2℃时可承受2%的弯拉应变也不漏水,面板无需设置结构缝,适应基础不均匀变形能力强。此外,沥青混凝土具备适应寒冷气候的特性,呼和浩特抽水蓄能电站上水库极端最低气温为-41.8℃,沥青混凝土面板采用改性沥青,冻断温度达-45℃,该工程于2013年蓄水,目前运行状况良好。

2、钢筋混凝土面板

- 钢筋混凝土面板是最为常用的防渗结构,已建抽水蓄能电站中应用混凝土面板堆石坝坝型的项目居多,工程经验丰富。为控制最大扬程与最小发电水头比值,上、下水库的消落深度和混凝土面板承受的水头通常不大,为便于施工常采用等厚混凝土面板设计,厚度可结合规范和工程具体要求确定。

- 由于钢筋混凝土结构为刚性结构,承受不均匀变形能力较弱,需要设置结构缝以适应不均匀变形,结构分缝间距一般为12 - 18m,结构缝底部设铜片止水,顶部设塑性止水。在寒冷地区,为提高混凝土耐久性,减少面板温度裂缝影响,部分工程在混凝土面板表层还涂刷防渗涂层,不过防渗涂层价格较高,对工程投资影响较大。钢筋混凝土面板上游坡度通常采用1∶1.4 。钢筋混凝土面板采用滑模施工,施工速度较快,但受接缝止水施工影响,整体施工速度低于沥青混凝土面板。

3、土工膜防渗

- 土工膜是典型的柔性结构,具有良好的弹性、适应变形能力和防渗性能,其断裂伸长率≥200%,适应不均匀沉降的能力强,对地基、库底回填料料源及填筑碾压标准要求相对较低。土工膜自身防渗性能良好,满足质量要求的土工膜渗透系数可达10-11 - 10-13cm/s 。

- 土工膜接头需热熔焊接,土工膜与混凝土等其他材料之间的接头连接较为复杂,施工程序也较为繁杂,需要较多人工;同时耐久性能较差,暴露在阳光中易老化。目前,在全库盆防渗的抽水蓄能电站中,一般用于库底防渗。

4、黏土防渗

在黏土材料较为丰富的地区,可考虑采用黏土防渗。对黏土的要求可参考防渗土料相关要求,并做好与相关结构之间的连接设计。宝泉抽水蓄能电站上水库和句容抽水蓄能电站下水库库底均采用了黏土铺盖防渗。