一、工程概况
日本某海水抽水蓄能电站位于日本冲绳岛北部,该工程由日本电源开发公司(EPDC)建设。上水库与海平面(下水库)的水位差为136m,流量为26m3/s,最大出力3万kW,为首次采用海水的抽水蓄能电站,在上水库防渗设计中使用了较多新技术。上水库有效库容56万m3,工作水深20m,斜坡面防渗面积41700m2,底面防渗面积9400m。为防止海水渗漏造成水量损失并影响上水库周边的自然生态环境,因此,上水库防渗要求严格。
二、防渗结构
在上水库底面及斜坡面防渗工程中,主要考虑海水中的盐分浸透对防渗体防渗性能的影响,另外考虑当地亚热带气候,温差大,台风天气比较频繁等因素。在土工膜的选择时分别对PVC膜和EPDM膜进行了比较,经暴露试验及耐久性能、抗海水腐蚀性能、海生生物附着性能、耐热性能测试,并经水压反复、伸缩反复试验等检测,EPDM膜的耐热性能和粘贴性能优于PVC膜,因此选择较柔软和较强耐久性的EPDM(Ethylene Propyl-ene Dien Monomer,.乙烯-丙烯-二烯三聚物)作为上水库防渗层的材料,膜厚2mm。
50cm厚的垫层采用透水性较强的砾石层,并在其中埋入塑料管,一方面是排放蓄水过程中的防渗层下的气体,还可以避免土工膜背面受地下水的水压力;另一方面是在防渗层破坏的情况下,渗漏海水可以通过管子快速进行检测廊道,不至于渗漏地下对周边环境造成影响。在检测廊道中设置1台抽水泵,将渗入检测廊道的地下水泵入上水库。
斜坡面的坡比由施工要求确定为1:2.5,由于当地台风天气较频繁,通过计算确定垂直坡向的EPDM膜的锚固宽度为8.5m,底面锚固宽度为17.0m×17.5m。采用预制混凝土构件,中间留槽,锚入防渗层后再以混凝土回填的方式进行锚固,锚固结构,防渗层下垫层材料要求严格,施工工艺精细,对预制混凝土构件附近的垫层全部采用人工振捣,中间部位采用机械碾压,经平整度检验后铺设土工织物和EPDM膜,并在铺设完成后在表面铺设塑料薄膜进行保护。在锚固槽上方再粘贴长条状的EPDM膜以封闭整个防渗系统。
在施工过程中,严禁重物上防渗面,施工人员上防渗面施工和检查时不穿硬底鞋。在EPDM膜接缝完成后进行全部接缝的质量检查,先进行肉眼的外观检查,再在接缝处涂肥皂水,罩上透明的方形塑料盒,用抽水泵将盒内的空气抽出,看有无气泡产生。在发现施工缺陷的地方再进行修补。
三、水库运行情况
工程完成后,经历了瞬间最大风速约60m/s的台风,没有发现破损和漏水。上水库在土工膜与基础墙连接处曾发生漏水而进行工程修补。