尼勒克一级水电站渠道沥青混凝土防渗面板衬砌施工技术.pdf
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1、水利水电技术第4 1卷2 0 1 O年第6期 尼勒克一级水 电站渠道沥青混凝土 防渗 面板 衬 砌 施 工 技 术 田 欣 ( 1 国电新疆吉林台水电开发有限公司,新疆 乌鲁木齐 张 福 成 8 3 0 0 0 2 ;2 中国水利水 电科学研究院,北京 1 0 0 0 3 8 ) 关键词:径流引水式电站 ;沥青混凝土;渠道防渗 ;渠道衬砌 ;尼勒克一级水电站 中图分 类号 :T V 7 3 2 6 ( 2 4 5 ) 文献标识码 :B 文章编号 :1 0 0 0 0 8 6 0 ( 2 0 1 0 ) 0 6 0 0 4 7 0 3 1 沥青混凝土衬砌在国内外的发展趋势 沥青混凝土作为衬砌材
2、料 ,具 有无毒 ,渗 透系 数小 ,抗老化性能好 ,适应基础变形能 力强 ,无 需 设置 接缝 ,无 需 后期 养 护 ,施 工 速度 快 、易 于 修 补 、保温性好等特点 ,可以缓解 或解决渠道冻胀 的 问题 。 国外沥青混凝 土衬砌渠道 的水利用 系数 可达到 0 9以上 ,在德 国等欧洲 国家以及 日本 ,沥青混凝土 渠道衬砌 已被广泛应用 ,发展极为迅速。但 目前我国 在渠道防渗工程中应用沥青混凝土衬砌较少 ,我国很 多大型的渠道 目前都采用水泥混凝土衬砌 ,如南水北 调工程。水泥混凝土衬砌由于 自身特点存在开裂 、冻 胀 的问题 ,同时在结构上需要设置接缝及止水 ,施工 速度慢
3、,需要过多的后期养护与维修 ,有些渠道破坏 后,因修补相当困难 ,造成很大的水资源浪费和经济 损失 。 2 尼勒克级水电站渠道沥青混凝土试验概况 尼勒克一级水电站位于新疆伊 犁喀什河尼 勒克 盆地河段 ,为径流引水 式 电站 。水 电站拦河 引水 枢 纽距上游 已建 的吉林 台一级水 电站约 8 k m,距在建 的吉林 台二 级水 电站 1 7 k m,距 尼勒克 县 2 4 k m。 水 电站厂房位 于尼勒 克县 城 以西 8 k m处。水 电站 总装机容量 2 2 0 M W,设 计流量 为 1 3 8 8 m s ,发 电水头 1 8 4 5 m。水电站由拦河引水枢纽、引水系统 、 压力
4、前池 、压力管道 、泄水陡坡、电站厂房 、尾水渠 等组成 。拦河引水枢纽设计引水位 1 2 3 3 9 0 m,动力 引水渠道长 3 0 8 9 6 k m( 包括 1座渡槽 0 4 4 k m) ,纵 W a t e r Re s o u r ce s a n d Hy d r o p o wer En g i n e e r i n g Vo l 4 1 No 6 坡为 1 4 0 0 0 ,前池设计水位为 1 2 2 5 3 2 1 m。 尼勒克一级水 电站发 电输水 明渠是关键建筑物, 要求全年运行。输水渠道全长约 3 0 k m,沿线地质条 件复杂,其中冻胀土 ( 未计入黄土 ) 段
5、长 4 0 3 7 2 m, 占总 渠 长 1 3 ;膨 胀 岩 段 长 3 8 9 7 m,占总 渠 长 1 3 ;湿陷性黄土段长 7 6 5 3 m,占总渠长 2 4 8 ; 混凝土腐蚀性 渠段 ( 含土砂砾石 Q 地层 ,未计人黄 土腐蚀性渠段 ) 长 8 2 8 9 m,占总渠长 2 6 8 。冻胀 土、膨胀岩、湿 陷性黄土等渠段对渠道防渗提出较高 要求 ,同时要求渠道能适应一定变形 ;混凝土腐蚀性 渠段对渠道抗防腐提出要求。 沥青混 凝土板 防渗形 式具有 以下 突出 的特点 : ( 1 ) 自身抗 冻性 优 于混 凝 土 ,还 可缓 解 冰层 堆积 ; ( 2 ) 施工质量易于保证
6、,不会 出现局部缺陷导致渗漏 的现象 ;( 3 ) 适应基础变形能力强 ;( 4 ) 糙率系数较 小,可适当减少渠道开挖断面或水力坡降;( 5 ) 具有 较强的抗侵蚀能力和耐久性 ;( 6 ) 修复快捷维护费用 低 ;( 7 ) 较好 的施工环保性 ,可减少砂砾石骨料用量 和工程料场征地面积。 由于本工程地处严寒地区,多年平均气温 6 0 o C, 极端最高气温 3 7 9 o C( 1 9 7 9年 8月 3日) ,极端最 低气温 一 3 9 9 o C( 1 9 6 9年 1月 2 8日) 。为保证输水 渠道冬季运行 的安全稳定 ,检验沥青混凝土衬砌相 对于混 凝土 衬 砌 的技术 优势
7、,2 0 0 8年 8月 1日 2 0 0 9年 1 2月 3 1日在尼勒克一级水 电站引水渠所 在 地进行 了沥青混凝土衬砌摊铺试验 ,以论证沥青混 收稿 日期 :2 0 1 0 0 3 - 2 6 作者简 介:田欣 ( 1 9 7 3 一 ) ,工程师。 4 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 田欣, 等尼勒克一级水电站渠道沥青混凝土防渗面板衬砌施工技术 凝土衬砌形 式用 于尼 勒克一 级水 电站 渠道 的可 行 性 。 摊铺试验前拟定 的试验方案为 ,采用 2种衬砌 厚度 ,衬砌结构包括 沥青 昆凝土防渗层和改性沥青 玛蹄脂封闭层 。沥青混凝土骨料采用当地
8、石灰石骨 料经破碎和筛分 而成。具体试 验 内容如下 :( 1 ) 研 究沥青混凝土衬砌方案的施工技术可行性 ;( 2 ) 研 究沥青混凝土衬砌方案对现场渠基 的适应性 ;( 3 ) 研究试验沥青混凝土衬砌方 案 的跨冬 季运行性 能; ( 4 ) 提 出沥青混凝土衬砌方案机械化施工 的可行性 论 证 。 3 渠道沥青混凝土试验的开展与实施 3 1 试验场地的选择 经多方讨论及多次现场考察 ,选定尼勒克一级水 电站引水渠线桩号 1 0+ 4 6 6 8l 0+ 6 6 6 8 ( 长 2 0 0 m) 渠段作为本次沥青混凝土衬砌试验场地一,命名为基 坑 l ,编号 J K 1 。该试验段属于黄
9、土渠段 ,位于一片 旱 田里,地质条件有一定代表性。试验段紧邻 3 1 5省 道 ,交通便利。高压线路平行渠线 ,供 电容易解决。 有一条引水农渠横穿试验渠段 ,可以为后期渠段试验 蓄水提供便利。另外 ,根据蓄水观测需要 ,在吉林 台 水电站营地附近山谷 中选择一场地作为试验场地二 , 命名为基坑 2 ,编号 J K 2 。 3 2 渠道沥青混凝土防渗面板衬砌结构形式 渠道沥青混凝土衬砌结构 自上而下依次为( 见图 1 ) :( 1 ) 2 mm改性沥青封闭层 ;( 2 ) 5 c m或 4 c m水 工沥青混凝土防渗层 ;( 3 ) 2 c m沥青混凝土整平胶结 层 ;( 4 ) 乳化沥青层
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