抽水蓄能电站库盆防渗技术的探讨.doc

抽水蓄能电站库盆防渗技术的探讨.doc

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1、抽水蓄能电站库盆防渗技术的探讨来源:丁学琦(屮国水电顾问有限公司,北京100011)关键词:防渗;库盆;全库封闭防渗;灌浆帷幕;抽水蓄能电站摘要:抽水蓄能电站上库库盆防渗关系到工稈的正常运行,但当需要全库封闭防渗时,不但技术复杂,而且造价昂贵。通过对国内工稈设计和实践的分析,建议加强水文地质、水量平衡和经济分析,以选择介宜的库盆防渗方案。对各种库盆防渗技术及其宜进一步深入解决的问题进行了探讨,建议在高陡库岸条件下,推荐采用灌浆帷幕封闭库岸的防渗结构。抽水蓄能电站上库一般缺乏天然径流,依靠电力抽蓄,因此都重视防止水库的渗漏。当存在不利的地形地质等条件而

2、需要采用全库封闭防渗匸程时,不但技术复杂,而且造价昂贵。据近期几个在建和拟建的抽水蓄能电站设计概算统计,此类上库丁-程的建筑费用多占-全部枢纽匸程建筑费用的比重较大。因此,探讨如何选用经济合理的防渗方案,极有现实意义。1库盆防渗的目的与要求1.1减少库水渗漏减少库水外渗的目的是共同的,设计者的任务是在具体工程情况下,选择防渗措施与允许渗漏量相匹配的经济方案。为此,应做好以下几项工作。1.1.1查明库区水文地质情况并进行深入分析和区划抽水蓄能电站上库多建于山颠沟谷,既无径流,且由于地形、岩性、风化、构造等作用,往往地下水位远低于库底,渗流垂肓向下渗漏,

3、需要封闭渗漏通道或采用全库盆防渗措施。当库周确有地卞水时,渗流将沿地形地质缺陷处逸出,与地而径流河道上建库一样,地下水位高于水库蓄水位时不会渗漏;低时,垂真防渗结构将起防止(连接隔水层时)或减少(绕渗时)渗漏的作用。因此,杏明库区水文地质条件,必要时分段细划水文地质单元,是选择库盆防渗措施的重要前提。如浙江溪口抽水蓄能电站水源来〔I上库,上库由原有水库改建,仅对左岸风化班岩岩脉横切山脊部分进行局部帷幕灌浆。江苏沙河抽水蓄能电站水源来IT卜库,上库库周地下水位较高,亦仅对库岸圾口及单薄山脊地下水洼槽进行局部帷幕灌浆。山东泰女抽水蓄能电站上库以库址谷底分

4、界,两侧备是一个独立的水文地质单元,左侧库周地下水位高于水库水位,右岸山脊转薄且有冲沟及多条裂隙密集带横切,库周地卜水位低,且发电系统为首部开发,库、厂Z间无隔水层,厂房埠藏很深,运行后厂区防渗排水将降低地下水位,水库可能有垂直向渗漏,因此初步设计阶段采用了右侧半库封闭防渗方案。1.1.2进行水量平衡和经济分析库盆防渗的各种措施减少渗漏的稈度存在弟异,费用相弟悬殊,宜进行枢纽整体水量平衡,比较抽水费用与防渗工稈投资并进行经济分析,以选择合适的防渗措施。如江苏沙河抽水蓄能电站利用原有的沙河水库作为下库,沙河水库水量丰沛,蓄能电站仅占用其0・5H1水位差

5、的库容,上库渗水仍汇集于下库,因此即使上库防渗措施简易而导致少量漏水,也是经济合理的。渗漏量的准确计算比较困难,为概略对比各防渗体的渗漏量,按抽水蓄能电站一般情况,假定上库为垂直渗漏,平均水头20m(相对于库底排水廊道),采用一般设计上的渗透系数,列见表1仅资对比。«1低渗压下不同防渗体渗漏■对比防■体材料灣透系数(nn•I卜叫m/[!/(♦•hnr)1x10'fi1x10*I1100苗±1X1()h450.52x10OJ671.3s/mxt卜血板2xBOJ2m().22xIO11O.IIP2

6、ii1.2防止地基恶化抽水蓄能电站上库库盆往往存在不利岩层和缓倾软弱夹层等,渗水长期影响可能使其软化和冲蚀,从而恶化库岸和坝基稳定条件,这也是选择库盆防渗型式时要考虑的巫要因素。采用适当的防渗措施是一个需要深入研讨的课题。有的推荐采用两层防渗措施,如沥青混凝十-复式面板,库盆防渗体表空和底层用两种防渗材料等。两层防渗措施虽然比较保险,但也带来施工复杂、造价较贵和检杳不易等缺陷。借鉴己建一般水库工稈运行实践,如江西上犹江水电站和甘肃盐锅峡水电站坝基都存在缓倾软弱夹层,经…般基础处理(灌浆排水)麻,经多年运行取样检查,未见夹层泥化现象,不像佔计的那么严重

7、。若沿夹层等确有渗流存在,建议尚可比较在采用…般单以护血防渗措施麻,在坝(或岸坡)轴线前设置垂肓排水幕至深层•滑动极限深度的措施。2几种防渗措施的技术问题探讨2.1沥青混凝十-面板近几I•年来,随着抽水蓄能电站的发展,当库盆需要全库防渗时,国内外多采用沥青混凝十更板,其突出优点是不留永久分缝,浑然一-体,适应变形能力相对较强,渗漏量较少,在基础条件均匀和保证施丁•质量的情况下,有的工稈经运行观察,英至没有发现漏水,近代采用专用设备和简式断面,施工亦不复杂。由于沥青混凝土面板要求边坡较缓(一•般为1:2.0〜1:1.7),对具有高陡库岸的工程不能采用。

8、另外,还需注意以下几方面的问题:①当基础软硬衔接和库岸库底连接处应力丿应变梯度集屮时,虽…般可将沥青混凝十面

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