沥青混凝土面板防渗技术在呼蓄上库的应用.pdf
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1、2 8 韩瑞 , 夏世 法, 杨明成 沥青混凝土面板防渗技 术在呼蓄上 库的应 用 文章编号 : 1 0 0 6 -2 6 1 0 ( 2 0 1 5 ) 0 6 0 0 2 8 0 4 沥青混凝土面板 防渗技术在 呼蓄上库 的应用 韩 瑞 , 夏世法 , 杨明 成 ( 1 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司, 西安7 1 0 0 6 5 ; 2 北京中水科海利工程技术有限公司, 北京I ( X X X D ) 摘要: 主要介绍沥青混凝土面板防渗技术在抽水蓄能电站中成功应用的案例, 重点阐述呼和浩特抽水蓄能电站 上水库防渗形式的比选、 材料性能研究探索和施工技术。该项技术对在寒冷地区抽水蓄
2、能电站库盆沥青混凝土面 板防渗中的应用起到了弓 l 领和促进的作用。 关键词: 沥青混凝土; 渗透系数; 孔隙率 ; 冻断温度 中图分类号 : T V 5 4 4 9 2 4 文献标识码 : A D O I : 1 0 : 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 6 2 6 1 0 2 0 1 5 0 6 0 0 8 Ap pl i c a t i o n o f Pe r m e a b i l i t y Te c hn o l o g y i n As p ha l t Co n c r e t e Fa c e S l a b o f Up pe r Re s e r v o
3、i r, Hu he ha o t e Pumpe d S t o r a g e Po we r Pl a nt HAN Rui , XI A Sh i f a ,YANG Mi n g e he n g ( 1 N o r t h w e s t E n g i n e e r i n g C o , L t d , X i a n 7 1 0 0 6 5, C h i n a ; 2 B e ij i n g I WH R K HL C o ,L t d , B e i j i n g 1 0 0 0 0 0 , C h i n a ) Ab s t r a c t : r h e s
4、u c c e s s f u l c a s e s o f t h e i m p e r v i o u s t e c h n o l o g y o n t h e a s p h t c o n c r e t e f a c e s l a b i n t h e p u m p e d s t o r a g e p o w e r p l a n t a r e i n t r o d u c e d i n t h e p a p e r I t e mp h a s i z e s t h e s e l e c t i o n o f t he i mp e r v i
5、 o us n l o d e,t h e s t u d y o f ma t e r i al pe rfo r ma n c e and t he e x p l o r a t i o n o f t h e c o n s t mc t i o n t e c h n o l o gy o f t h e u p p e r r e s e r v o i r o f H u h e h a o t e P u mp e d S t o r a g e P o w e r P l a n t T h i s t e c h n o l o g y g u i d e s and p
6、r o mo t e s i t s a p p l i c a t i o n i n t h e i mp e r me abl e o p e r a t i o n o f t h e a s p h t c o n c r e t e f a c e s l a b i n t h e r e s e r v o i r o f Hu h e h a o t e Pu mp e d S t o r a g e P o w e r P l an t Ke y wo r ds: a s p h a l t c o n c r e t e;p e r me ab i l i t y c o
7、 e ffic i e n t ;por o s i t y;c r a c k i n g t e mper a t u r e 1 内外沥青混凝土面板 的应川现状 沥青混凝土面板具有 良好 的防渗能力 、 优异的 适应基础变形和温度变形能力 , 自身不需设置结构 接缝 , 施工速度快 , 且无毒 、 环保 , 耐久性优异 , 非常 适宜用作大坝防渗体 。国外将沥青混凝土面板用于 大坝防渗开始于2 0世纪 3 0年代 , 1 9 8 8年第 1 6届 国 际大坝会议将沥青混凝土防渗堆石坝列入了未来最 高坝的适宜坝型。因为防渗性能优异且能较好适应 较差 的地形条件和较大的水位变幅 , 国外抽水
8、蓄能 电站上水库防渗大多采用沥青混凝 土面板 J , 如瓦 尔杰克( 德 国) 、 G o l d i s t h a l( 德 国) 、 斯 澳卡( 美 国) 、 台劳奇 黑 尔 ( 英 国) 、 库一 特罗 一波 恩斯 ( 比利 时 ) 、 格兰德 麦宗 ( 法 国) 、 坝尔尼一伐格 ( 捷克斯 洛伐克) 、 黑福努 ( 奥地利) 、 萨比加瓦电站(日本 ) 。 值得注意的是 : 西欧地区 自1 9 7 5年以来修建的抽水 收稿 日期 : 2 0 1 5 1 0 2 0 作者简介: 韩瑞( 1 9 7 5 一) , 男, 内蒙乌兰察布盟人, 高级工程师, 从事水 电施工管理工作 致 谢
9、: 此论文在撰写过程 中参 阅和引用 了有关设计研 究报 告 、 施工期质量检测、 运行 期安全监测等资料 , 在此一并表示感谢 ! 蓄能电站上水库都采用 了沥青混凝土面板 防渗 J 。 中国于 2 0世纪 7 O年代开始堆石坝沥青混凝土面板 防渗工程建设 , 截至 9 0年代初期已经建成沥青混凝 土面板坝 2 6座, 1 9 9 0年以后 沥青混凝 土面板 多用 于抽水蓄能电站蓄水库防渗 , 如天荒坪 、 张河湾、 宝 泉上库工程及西龙池上 、 下库工程等。 据不完全统计 , 全世界 已超过 8 0座抽水蓄能电 站采用沥青混凝土面板作为 防渗体 , 主要分布在德 国、 瑞典 、 挪威 、 法
10、国、 美国、 E 1 本及 中国。 沥青混凝土面板在中国的发展大体经历了自觉探 索阶段、 国内外合作阶段及 自主创新阶段。目前仍属 于第 3阶段的起步应用阶段, 应用率仍处较低水平。 2 呼蓄上库 防渗形式 比选与确定 2 1 钢筋混凝土面板与沥青混凝土面板的比较 ( 1 )防渗性能 寒冷地区年温差、 日温差较大, 寒潮频繁, 再加上 水库运行时频繁的水位涨落, 因此对混凝土面板的防 渗要求很高。钢筋混凝土面板本身的渗透系数为1 0 x l O c m s , 但面板间存在接缝止水 , 且面板本身在施 工及运行过程中容易出现裂缝, 一般要经过 1 2次 西 北水 电 2 0 1 5年 第 6期
11、 2 9 放空水库 , 对面板裂缝和止水大规模处理后才能满足 钢筋混凝土面板综合渗透系数在1 O x l O c m s 、 日渗 漏量不大于总库容 1 2 0 0 0的要求。如北京十三陵抽 水蓄能电站上库经 2次放空水库, 对面板裂缝及接缝 止水进行大规模处理后 , 渗漏量一般在 l O L s 左右, 最大渗漏量曾达1 6 7 L s ; 江苏宜兴抽水蓄能电站上 库在 2 0 0 7年 6月开始蓄水后也放空水库进行了一次 大修 , 至 2 0 0 9年 5月份实测最大渗漏量约 2 8 5 L s 。 相 比较在寒冷地区抽水蓄能电站上水库采用钢筋混 凝土面板控制裂缝渗透的难度更大, 接缝止水
12、易被破 坏 , 极易导致防渗效果不佳。 沥青混凝土渗透系数小于 1 O x 1 0 一c m s , 沥青 混凝土面板可以做到“ 滴水不漏” 。河北张河湾抽 水蓄能 电站 上水库 于 2 0 0 7年 8月 开始蓄水 , 2 0 0 8 年 9月 2 8日蓄 到正常 蓄水位 8 1 0 m, 截 至 2 0 0 9年 底 , 实测最大渗漏量 7 3 4 L s , 出现在 2 0 0 8年 1 2月 1 9日, 渗漏 主要 产生于进 出水 口周边廊道 ( 2 0 5 L s ) 和外排廊道( 5 2 9 L s ) , 外排廊 道渗流量主要 为山体渗水 , 沥青混凝土面板渗漏量为 0 。山西西
13、 龙池抽水蓄能电站上水库于 2 0 0 7年 4月开始蓄水 , 截至 2 0 0 9年底 , 实测最大渗流量 出现在 2 0 0 8年 1 2 月 1 5日, 当时库水位为 1 4 7 8 2 m( 正常蓄水位为 1 4 9 2 5 m) , 库盆排水廊道渗流量为 3 3 9 L s , 全部 发生在进 出水 口, 沥青 昆 凝土面板渗漏量为 0 。 可见 , 沥青混凝土面板适应基础不均匀变形能 力强 , 不存在结构缝之类 的薄弱环节 , 自愈能力强 , 防渗性能好。沥青混凝土面板也可能产生裂缝 , 但 维修简单 , 易于快速修补。钢筋混凝 土面板则属刚 性结构 , 变形模量大 , 适应地基不
14、均匀变形能力差 , 结构缝多 , 被拉开后易形成渗漏通道。 在北方寒冷地区 , 因气温较低 , 如采用传统的钢 筋混凝土面板防渗 , 一是施工期和运行期面板本 身 极易 出现裂缝 , 二是面板 的接缝止水在外界严酷 环 境下容易失效 , 导致防渗效果不佳 , 而沥青混凝土面 板因为无接缝 , 并可有效抵抗低温裂缝 , 因此 , 近年 来成为寒冷地区库盆防渗的首选。 ( 2 )施工 速度 据统计 , 西龙池抽水蓄能电站上库沥青混凝土 面板 ( 简式结构 ) 施工速度平均为 2 9万 m 月 , 西 龙池下库 ( 简式结构但弧面多 , 影响施工速度 ) 和张 河湾抽水蓄能 电站上库 沥青混凝 土面
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