抽水蓄能电站地下工程关键技术探讨

抽水蓄能电站地下工程关键技术探讨

郑志刚

中国水利水电第一工程局有限公司吉林省长春市132200

摘要：抽水蓄能电站在电力系统中起到调节平衡、安全稳定以及提升电能质量的关键作用，在目前进行高水头以及深埋藏的抽水蓄能电站建设中，由于其地下工程施工中的地质和环境条件比较复杂且具有较大的施工难度，而且对地下工程关键技术提出较高的要求，因此本文就针对其中的地下工程关键施工技术进行归纳总结，以供参考。

关键词：抽水蓄能电站；地下工程；关键技术

1引言

大型抽水蓄能电站不仅能起到生产电能以及并网供电的作用，而且可以起到对电网的调峰填谷、事故备用以及调频调相和快速启闭等作用，不仅对于维持电力系统的平衡和稳定以及对电能质量的提升具有重要作用，而且可以起到灌溉、防洪等作用。在目前我国的电网系统规模在不断扩大以及负荷和容量增加，逐渐形成多电源结构的智能电网时代下，大型抽水蓄能电站的建设数量也在增加，且对其施工质量提出了较高的要求，需要对其中的地下工程以及机电安装调试工程进行关键施工技术的控制。

2抽水蓄能电站地下工程关键技术分析

地下铜室群包括引水系统、地下厂房系统和尾水系统，三者既相对独立又相互关联，空间形态较为复杂，施工相互干扰；作业环境差，有害气体、粉尘多，且地质条件存在不可预见性。因此，在进行地下洞室群施工时，应先进行系统研究和论证，然后再合理安排各洞室的先后施工顺序，按“平面多工序、立体多层次”的原则展开。

2.1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。

2.2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绞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。

2.3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。

2.4斜井钢衬施工技术

由于钢筋混凝土施工中具有较大的风险，因此需要采用斜井钢衬的增设来确保施工安全。其中的关键环节就是焊接以及回填混凝土施工，通常需要在上弯段扩挖之后将钢衬平移到斜井的上方。而如果此时进行钢衬和斜井施工的基础面空间比较小，就需要采用单面焊双面成型的焊接方式来确保焊接质量。此外，在钢衬的外部混凝土回填施工中，不仅需要对混凝土振捣进行控制，而且使用回填微膨胀自密实混凝土来提高施工进度和质量。

2.5地下厂房施工技术

大型抽水蓄能电站中的地下厂房通常具有较大的跨度和较高的边墙，而且结构也比较复杂，这就需要根据厂房的不同高度来分层，采取分层开挖的方式。而且在采取分层开挖的方式时不仅需要进行合理规划，而且要根据施工条件和机械设备的使用情况来确保符合设计要求来满足施工要求。

3机电安装调试技术

3.1蜗壳水压技术

针对抽水蓄能机组具有较高的转速和较大的功率等特点，在采用蜗壳水压技术时，由于蜗壳工作面要承受较大的压力，因此安装中要进行水压试验以及保压工作来确保其可抽成压力满足设计要求。此外，在对蜗壳周边进行混凝土浇筑作业时，需要对保压浇筑和回填灌浆技术进行有效执行。具体的说就是在对压力表进行安装时要确保能够实现对蜗壳变形情况的监测，然后采用试压泵来对进行本体试验，对安全阀的最大压力数值进行试验和分析。在对蜗壳进行充水之后将充水阀关闭来进行升压操作。而且对此过程中的实验数据进行记录和分析，通过对各个情况的检查来对渗透、裂纹以及变形情况进行分析，通过对百分表数值i的读取来检查封堵渗漏现象。

3.2动平衡试验技术

在应用此技术时需要将抽水和发电旋转方向分开，并且在抽水方向下进行此试验工作的开展。具体的说就是在SFC机组启动并速度不断提高的同时，对机组的各个部位的振动数值进行检测，并且在此过程中完成转子配重工作。此外，还要对基准试验转速进行确定，在转速点的基础上对各个部位的振动、摆度等数值进行测定、分析和对比。最后通过SFC装置实现对机组振动以及摆度相对值的检测，以及对配重方位和重量进行计算。如果水泵是首次进行工况启动，就需要采用充气压水设备来对机组的转轮进行压水，然后在空载状态下进行SFC设备的启动来完成机组的抽水运行。

4结语

目前在我国经济的快速发展过程中，大型抽水蓄能电站的建设数量在不断增加、建设规模也在不断扩大，在此施工过程中需要对地下工程以及机电安装调试等工程的施工技术进行充分利用，加强对各项施工技术的深入研究来实现对大型抽水蓄能电站施工技术水平的提升以及工程施工质量的提高。

参考文献：

[1]罗绍基,罗绍基,刘学山.抽水蓄能电站地下工程关键技术研究[J].水电与抽水蓄能,2016,2(5):1-6.

[2]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.