抽水蓄能电站地下工程关键技术研究 抽水蓄能电站地下工程关键技术研究

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摘要:抽水蓄能电站在调节控制电力平衡中发挥着主要作用,通过抽水蓄能电站进行发电工作,可以保证电能质量并且极大地促进了电能的稳定性。虽然在运行工作时比其他电站更有优势,但在其优点的背后也存在着一系列复杂的问题,相比其他水利水电工程,抽水蓄能电站在建设施工中也有一定的难度和特殊性。由于该电站与其他电站构建很多地方不一样,所以在水库、厂房的选择建设方面都要经过重重筛选才能确定,还有一些基础设施需要完善,像机组形式等。另外在施工和技术方面,地下工程比地上的施工难度更大,地下环境和地质状况都很难把控,再加上近些年抽水蓄能电站地下工程在技术上仍然有很多不足的方面,该工程又对技术要求极高,所以在安全风险极高、环境极其复杂的地方施工,对施工中任何一方面都是要严格把控。由此可见,要想推进抽水蓄能电站地下工程的实施,对这一方面的关键技术的研究是至关重要的,技术不断突破和完善,才能更好地发挥抽水蓄能电站的功能。

关键词:抽水蓄能电站 地下工程 技术研究

引言:随着社会经济的发展,人们对电力的需求也在不断地增长,虽然随着一系列水利水电工程的实施,一定程度上缓解了各地区用电紧张的局面,但是在国内依然存在一些地区供电不足,像沿海地区的一些发达城市,电网电力供需矛盾突出,电力短缺这一问题极大的影响这些城市的经济发展速度,为了解决这些问题,满足人们对美好生活的需求,推动经济的发展,电站建设也理应不断加速,提供更充足的电能。

一、抽水蓄能电站

抽水蓄能电站是利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库,在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站,也被称为蓄能式水电站。它可将电网负荷低时的多余电能,转变为电网高峰时期的高价值电能,还适于调频、调相,稳定电力系统的周波和电压,且宜为事故备用,还可以保障电网安全运行、增强电力系统灵活性、发挥储能作用。

我国抽水蓄能电站发展的历史上,虽然相对于其他国家起步晚了很多,但在技术方面并没有很大的差距,甚至在某些高超技术层面,我国还处于领先地位,通过对我们国家已经建设完毕后的水电站可以发现,电站建设的关键技术已经达到了世界先进水平。

例如:广州一、二期抽水蓄能电站总装机容量2400MW,已经成为世界上最大的抽水蓄能电站;天荒坪与广州抽水蓄能电站机组单机容量300MW,额定转速500r/min,额定水头分别为526m和500m,已达到单级可逆式水泵水轮机世界先进水平;十三陵抽水蓄能电站上水库成功采用了全库钢筋混凝土防渗衬砌,渗漏量非常小,这一运用也是开启了成功的先例,也使电站工程建设技术方面得到极大地提升;天荒坪、张河湾和西龙池抽水蓄能电站采用现代沥青混凝土面板技术全庫盆防渗,也处于世界领先水平。

二、抽水蓄能电站地下工程关键技术研究

1、地下洞室施工技术

抽水蓄能电站地下厂房施工,洞室较多且相互关联,在施工过程中最重要也是首要考虑的一步就是通风系统的建设。由于是在地下的原因,地下洞室内风流场是极其繁琐的。对于地下洞室的建设和施工来说,大多数施工洞室或者隧洞建设的位置是放在最底部、中部和最顶端的位置上,这样的洞室设计可以为每一层都提供特有的排风口和施工走道,也可以便于排放在施工过程中所产生的烟雾,保持地下空气清新,为施工人员提供良好的施工环境。此外,最为关键的是这些层的洞室尽可能要与外部环境直接联系沟通,使空气得以传输交换,形成一个良性的循环,减少废弃物或废气长时间滞留在地下问题出现的概率,保持地下空气畅通。如何使地下环境变得更加良好,在施工过程中要有一定的设计规划,首先当施工人员在建设非大型洞室的时候,在开通之前可以选择在洞口先放置一台风机,发挥风机的功效,使其对洞内压风或者抽排,以此来驱逐洞室内含有的烟气和灰尘物。虽然在各洞室互相连通之后,废弃物很大程度地减少了,但却使地下环境的风流场变得非常的复杂,这一问题也应有效的去解决,比如可以利用现代科学技术,根据对每个洞口气压的检测结果,对各洞内风流场展开模拟计算,以此来实时调整压风机排放的位置和力度。在洞室内设有多个排风口,其中包含两个最为关键的排风口就是长斜井和竖井,在施工时相关人员可以先从这两个通风口进行施工,这样可以有效地去缓解洞室群内的通风排烟问题。假如在工程建设过程中没有永久的竖井和斜井可以使用时,施工人员可以再特意去设置排放烟气的竖井,以此来保证地下洞室风流正常传输运行。

2、地下厂房建设技术

抽水蓄能电站地下厂房建设过程中,面对非常多且复杂的问题,例如,厂房的跨度非常大、建设中相互交错的洞室偏多、围岩不稳定问题常出、结构繁琐、围墙较高,这些都是地下厂房施工中最为普遍的问题,也是有待于解决的问题。施工人员在施工时要从多个方面入手去克服这些问题,以此来保障施工安全性和施工效率。首先在施工前要对施工地点、环境等方面的相关数据进行估计测量,根据其测量的高度,分析出厂房层数,再来对厂房进行分层开挖。在进行分层开挖时,要对每一层厂房设计做好规划,结合每一层施工通道的特点和设施条件以及各层厂房结构特点,还有厂房附近的环境状况等方面,施工人员做到具体问题具体分析,考虑全面,减少施工中出现失误或意外事故现象的出现。比如在每一层高度的设置上,为了尽可能保证拱脚下面直立墙所预留的高度,第一层的高度就要偏高一点,才能够在第二层靠着墙边垂直打孔时给钻机留有足够的施展空间。其他厂房相比第一层就低了一点,这样有利于减少岩石夹制对施工造成不利的影响。厂房建设所需要的时间较长,施工步骤也极其多且麻烦,对于施工安排也要目标清晰,将平面和立面区分开来,各有侧重点和技巧的对其进行施工,当施工人员在平面上展开工作时,尽量以穿插施工的形式完成钻孔、出渣、和混凝土喷护等一系列施工。在立面上,施工时尽量从上面开始,从上到下逐层开挖。

3、渗透工程方面的施工技术

抽水蓄能电站新建水库施工过程中,要特别注意的一个工程是渗控工程,渗控工程作用大多在上水库建设时得以发挥。上水库对防渗需求特别高,这一工程一旦出现问题,也将对后面工程或者电能供应产生非常大的影响。因此对于渗透工程方面,要结合具体的地质状况、水库地址进行分析,采取合适的防渗透方法。对于防渗方式大多数采用三类方式,分别是全库防渗、不设防渗以及局部防渗这三种主要的防渗方式。在防渗方面,混凝土因其防渗作用强、抗冻作用佳、耐久性强、流动性好,在渗透工程中发挥着至关重要的作用。在混凝土方面也要给予足够的重视并进行创新,例如采用沥青混凝土施工技术,在选择沥青原料时尽可能选取骨料较高的,虽然在成本上比一般的原料要高、施工也更加麻烦,但是它的防渗性能是极其好的,也有快速修补和适应变形能力强的优势;采用陡边坡混凝土面板施工技术可以加快施工速度。

总结:

通过上面文章的概述,可以发现在抽水蓄能电站地下工程关键技术方面虽然已经取得了很大的成就,在施工过程中,要合理运用施工技术,让每个关键技术都能在实际施工中发挥出其最好的效果。但是仍然有很多新问题的出现,技术仍然要持续地完善和创新,才能够更好地推动水电站的建设,提供更多的电能,满足人们的用电需求,也为各企事业单位保持持续稳定地供电,从而促进经济的不断发展。

参考文献

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