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一.工程概況

泰安某某抽水蓄能電站位于山東省泰安市西郊的泰山西南麓，距泰安市5km,距濟(jì)南市約70km,靠近山東省用電負(fù)荷中心，地理位置優(yōu)越，地形、地質(zhì)條件良好，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)越。電站在山東電網(wǎng)中主要擔(dān)負(fù)調(diào)峰、填谷作用，并兼有調(diào)頻調(diào)相和緊急事故備用等功能。電站裝有四臺單機(jī)容量250MW的單級立軸混流可逆式水泵水輪機(jī)組和發(fā)電電動機(jī)組，總裝機(jī)容量1000MW,年發(fā)電量13.382億kW·h,年抽水用電量17.843億kW·h.電站為日調(diào)節(jié)純抽水蓄能電站，工程規(guī)模為I等大(1)型工程，由上水庫、輸水系統(tǒng)、地下廠房及地面開關(guān)站、下水庫等樞紐建筑物組成。根據(jù)工程水文、地質(zhì)條件，泰安某某抽水蓄能電站上水庫采用表面與垂直相結(jié)合的綜合防滲形式：即上水庫右岸橫嶺距壩軸線約818m范圍的岸坡采用混凝土面板防滲，岸坡面板下游側(cè)與混凝土面板堆石壩防滲面板相接；庫底回填石渣區(qū)采用土工膜表面防滲，土工膜與大壩面板及右岸岸坡面板相接；在左岸及庫尾土工膜將埋入庫底觀測廊道的側(cè)墻頂部混凝土中，廊道基礎(chǔ)設(shè)鎖邊帷幕。這樣，大壩混凝土面板、庫岸防滲面板與庫底土工膜、防滲帷幕等形成了完整的上水庫庫盆防滲系統(tǒng)。

二.防滲結(jié)構(gòu)

1.混凝土防滲面板

大壩上游坡面鋼筋混凝土防滲面板和右岸橫嶺距壩軸線約818范圍的岸坡混凝土防滲面板承受最大水頭約35m,面板厚度均采用0.30m。面板坡比均為1：1.5。大壩面板與右岸面板均在中部設(shè)置一層雙向配筋：縱向18@15cm、橫向$16@15cm。大壩與右岸面板混凝土均采用相同指標(biāo)：28d齡期立方體抗壓強(qiáng)度不小于25MPa,90d齡期抗壓強(qiáng)滲標(biāo)號W8,90d齡期抗凍標(biāo)號F300。

2.土工膜防滲體下部填渣區(qū)

為減少棄渣、降低環(huán)境影響，減少水庫死庫容以減小初期蓄水量，本工程利用上水庫開挖棄渣料填于庫底。棄渣料主要為全、強(qiáng)風(fēng)化混合料，并混有一定量的大孤石和耕植土，棄料組成不均勻。施工中庫底僅清除腐殖土和部分覆蓋層，填渣厚度0~43m不等，填渣頂高程372.40m。

3.土工膜防滲體結(jié)構(gòu)

上水庫土工膜防滲體結(jié)構(gòu)由下支持層、土工膜防滲層、上保護(hù)層組成。

(1)下支持層。根據(jù)泰安工程上水庫的運(yùn)用條件，設(shè)置土工膜下支持層自下而上依次為：120cm厚過渡層、60cm厚墊層、6mm厚土工席墊。

1)過渡料采用上庫區(qū)弱、微風(fēng)化的開挖爆破料，要求級配良好，最大粒徑30cm,設(shè)計(jì)干密度不小于21.1kN/m3,設(shè)計(jì)孔隙率不大于20%，滲透系數(shù)為8×103~2×10-'。

2)墊層料采用砂、小石、中石摻配而成，下部40cm厚最大粒徑4cm,上部20cm厚最大粒徑2cm,設(shè)計(jì)干密度不小于22kN/m3,設(shè)計(jì)孔隙率不大于18%，滲透系數(shù)為5×10-4~5×10-2cm/s。

3)土工席墊為在熱熔狀態(tài)下塑料絲條自行黏接成的三維網(wǎng)狀材料，它具有平整的表面，較高的抗壓強(qiáng)度和耐久性，在土工膜和碎石墊層間設(shè)置土工席墊，可以明顯改善土工膜的受力情況，有效防止下墊層料中的尖角碎石或異物刺破損傷土工膜。

(2)土工膜防滲層。通過對HDPE、LDPE、PVC、CSPE等多種土工膜在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、可靠性等方面的綜合比較分析，研究認(rèn)為：HDPE土工膜具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能、耐久性、可焊接性，產(chǎn)品幅寬大，工程經(jīng)驗(yàn)多，能較好地適應(yīng)泰安工程區(qū)的氣候條件，因此設(shè)計(jì)選用壓延法生產(chǎn)的高密度聚乙烯(HDPE)土工膜作為泰安上水庫防滲膜。采用膜布分離式的一布一膜，土工膜選用1.5mm厚HDPE光膜，膜下鋪設(shè)500g/m2的滌綸針刺無紡?fù)凉げ肌?/span>

泰安工程通過現(xiàn)場大量的比較試驗(yàn)研究，取得了較理想的針對1.5mm厚HDPE土工膜的焊接、修補(bǔ)檢測的施工工藝和方法。土工膜幅寬5.1m,膜幅之間采用雙焊縫連接，采用電熱楔式自動焊機(jī)，并配套采用手持式半自動爬行熱合熔焊接機(jī)、手持?jǐn)D出式焊機(jī)對直焊縫和T型接頭面位遒行棉接施工和峽陷修補(bǔ)合并甩真空檢測法和充氣檢測法對土工膜焊接質(zhì)量進(jìn)行檢測。

(3)上保護(hù)層。由于泰安工程土工膜位于不小于11.80m深水下，設(shè)計(jì)采用膜上鋪設(shè)土工布(500g/m2)的方案，以加強(qiáng)施工期保護(hù)。土工布上用每只單重30kg左右的土工布沙袋（間距1.4m×1.4m)進(jìn)行壓覆，避免土工膜及土工布在施工期被風(fēng)掀動以及在運(yùn)行期受水浮力的影響漂動。

4.土工膜周邊錨固

上水庫土工膜周邊錨固主要包括土工膜與大壩面板的連接、與右岸面板的連接、與庫底觀測廊道的連接三種類型。大壩和右岸面板底部設(shè)置混凝土連接板與土工膜連接。右岸面板底部的連接板布置于基巖上，即相當(dāng)于常規(guī)面板堆石壩的趾板，不設(shè)橫縫。大壩面板底部的連接板其基礎(chǔ)條件與面板相當(dāng)（下部為墊層料、過渡料、主堆石），所承受的水荷載均勻，為簡化土工膜與連接板的連接型式，混凝土連接板不設(shè)結(jié)構(gòu)縫，僅設(shè)鋼筋穿縫的施工縫，施工縫分縫長度不超過15，采用設(shè)后澆帶施工。土工膜和連接板之間的止水連接，與混凝土面板周邊縫止水結(jié)構(gòu)分開布置，土工膜與連接板采用機(jī)械連接。土工膜與庫底觀測廊道的連接，先將土工膜采用機(jī)械連接的方式錨固在廊道混凝土上，錨固后澆筑二期混凝土壓覆形成封閉防滲體。

土工膜與混凝土通過機(jī)械錨固壓緊進(jìn)行止水。土工膜與連接板、廊道混凝土的機(jī)械連接，采用先澆筑混凝土，后期在混凝土中鉆設(shè)錨固孔，并在孔內(nèi)放置錨固劑固定螺栓的設(shè)計(jì)方案。使用一組包含不銹鋼螺栓、彈簧墊片和不銹鋼螺母的緊固組件，通過緊固螺栓、不銹鋼角鋼壓覆實(shí)現(xiàn)土工膜與混凝土連接板的機(jī)械連接。

三.排水系統(tǒng)

1.設(shè)置庫底觀測廊道

在庫底土工膜鋪蓋的周邊設(shè)置排水觀測廊道，一端經(jīng)左岸壩下通向壩后（出口高程370.00m),另一端延伸至右岸環(huán)庫公路（出口高程413.80m)。該廊道主要起鎖邊帷幕灌漿的齒墻作用，通過該廊道的連接，使庫底土工膜和鎖邊帷幕形成統(tǒng)一的防滲體系。同時(shí)，通過庫底觀測廊道，可以觀測上水庫運(yùn)行期間庫底的滲壓情況。廊道以0.2%~0.3%的坡度將滲水排往壩后。在土工膜左側(cè)和庫尾邊界的觀測廊道處設(shè)置排水管，以排除周邊膜下滲水，排水管為50mm塑料排水管，間距5m。

2.排水層

庫底土工膜防滲體下部設(shè)置一層厚0.6m碎石下墊層（兼排水層作用），碎石下墊層下部設(shè)置厚1.2m排水過渡層。

3.土工排水管網(wǎng)

為了更好地排出土工膜下滲漏水及氣體，在16.1萬2的土工膜下臥過渡層頂面高程373.60m設(shè)置30m×30m外包土工布的150mm土工排水盲溝網(wǎng)，并與庫底周邊觀測廊道、右岸排水觀測洞的排水孔連通。進(jìn)/出水口上游至庫底觀測廊道段右岸面板下的滲水從排水管經(jīng)庫底觀測廊道排出，庫尾高程375以上的右岸面板區(qū)，其滲水排入庫底觀測廊道。

水庫運(yùn)行情況

上水庫自2005年5月底開始蓄水，于9月28日水位達(dá)到死水位386.00m,蓄水量為237.25萬m3,到2006年2月初水位達(dá)到391.00m,蓄水量達(dá)384.97萬m3。在蓄水期間，水工運(yùn)行人員加強(qiáng)了對水庫及大壩的監(jiān)測。目前，整個(gè)庫盆部分（包括庫周面板和庫底土工膜)滲透量為20~30I/s,在設(shè)計(jì)允許的范圍之內(nèi)。