抽水蓄能电站水库全库盆防渗是抽水蓄能电站区别于常规水电站,水库对渗漏控制的要求较高,特别是水源补给条件较差地区的上、下水库,且上水库的要求往往更高。抽水蓄能库盆防渗技术近年来逐渐趋于成熟,并取得较大发展。经查阅相关资料,国内已建和在建工程中,18个工程上水库为全库盆防渗,其中沥青混凝土全库盆防渗11个,混凝土面板全库盆防渗3个,全库盆复合防渗4个;下水库全库盆防渗2个,分别采用砼面板+沥青砼面板防渗、库岸钢砼面板+库底土工膜防渗。
(1)防渗标准。库底的防渗设计是要结合库底原地下水位线和与库周断层联系情况定。库盆防渗标准考虑水库库容大小、有无径流补给、工程地质条件、防渗型式的可靠性等因素,一般抽水蓄能电站防渗工程库盆日渗漏量可按不超过总库容的1/2000~1/5000控制。
(2)防渗形式。抽水蓄能水库主要采用沥青混凝土和钢筋混凝土面板防渗两种方式。如广东地区库底原水位线较高,不担心库底水下渗,如SZ抽水蓄能电站库底就不必做防渗,而库周是地下连续墙。当水库库周地下水位低于水库正常蓄水位范围较大、相对不透水层埋藏深度较大或库盆发育岩溶、地质透水性又好的库盆等情况时,水库需采用全库盆防渗。
(3)土工膜防渗。抽水蓄能电站对上水库防渗要求较高,采用帷幕防渗不仅投资大,防渗效果也很难保障,如某电站可研阶段提出了上水库宜采用全库盆表面防渗的结构形式,为适应不均匀沉降变形产生的影响,库底防渗采用柔性防渗方式为佳。经对土工膜、沥青混凝土面板、粘土土工膜+粘土4种柔性防渗材料方案进行研究、比较在满足渗漏、适应不均匀沉降变形的前提下,可研阶段库底防渗后确定以投资相对较省、又便于后期修补处理的土工膜+粘土组合全库底防渗方案。利用土工膜防渗,取得较好的防渗效果,充分体现了土工膜适应变形能力强、防渗性能良好、造价低廉、施工简捷的特点。土工膜防渗施工几点建议:
土工膜原材料的质量是土工膜防渗效果的关键,应加强士工膜生产过程中原材料配料、在线监测试验检测等控制,严禁生产过程中添加回料和填充料。
在库底填筑区使用土工膜防渗,要充分考虑填筑体不均匀沉降产生的危害尤其要注意土工膜与周边建筑物接头部位的处理,避免不均匀变形产生的应力集中而撕裂土工膜,从而破坏土工膜防渗体系。
加强现场施I管理和土工膜的成品保护,严格控制施工工艺杜绝土工膜在铺装过程中或施工结束产生人为破坏。
(4)钢筋混凝土面板防渗。据了解,库盆采用钢筋混凝土面板防渗的上水库不多,早期应用并不太成功,主要原因一个是砼施工质量控制措施不高,另一个是砼本身的特性,决定了它作为防渗体受到自身抗裂缺陷和基础沉降变形引起的面板变形裂缝的不确定性。如德国盖斯特哈赫特抽水蓄能电站运行多年后,混凝土面板出现了裂缝,面板和接缝漏水,彻底改建为全库盆沥青混凝土后渗漏量才满足设计要求。又如美国赛尼卡抽水蓄能电站建成后初期漏水量一度高达100L/s,后经裂缝处理和增设止水后,渗漏量才恢复到12L/s左右。我国也有些抽水蓄能电站吃过亏,如果XLX电站上库混凝土块之间的止漏铜片没做好,经放空水库处理才正常。当然也有成功的案例,如十三陵和宜兴上水库也采用全库盆钢筋混凝土面板防渗,渗漏量很小,与沥青混凝土面板防渗相当,是一个成功的工程实例。所以全库盆钢筋混凝土面板防渗关键是做好接缝的止水,减少地基的不均匀沉陷和防止温度裂缝。
(5)沥青混凝土防渗。抽水蓄能电站上水库全库盆防渗以采用沥青混凝土的居多,我国北方正在建设的抽水蓄能电站中凡全库盆防渗的,几乎都采用沥青混凝土。绝大多数沥青混凝土面板防渗工程是成功的,渗漏量都很小,但也有少数工程(尤其是早期建设的工程)曾出现一些问题。如美国赛尼卡抽水蓄能电站蓄水时发现渗漏量偏大,将水库放空后检查,面板下出现大量的空穴和沟槽,造成沥青沥青混凝土面板断裂。经大范围处理后恢复正常。所以还要注意基础的不均匀沉陷问题,不能认为沥青混凝土是柔性材料而忽视基础的不均匀沉陷问题,沥青混凝土的老化问题也应给予关注。
综上所述,小编认为,我国有些地区如北方上库库盆小,天然来水量少,水比较金贵,或者我国南方的广西贵州喀斯特地形,往往考虑采用坝体和全库盆砼面板或者沥青砼面板防渗设计。现在抽水蓄能电站上水库全库盆防渗设计和复杂地质条件筑坝成库与渗流控制技术已趋成熟。