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        抽水蓄能電站冬季結(jié)冰對(duì)上水庫影響分析

        2015-11-01 08:11:54王培杰張軼輝馬棟和
        東北水利水電 2015年10期
        關(guān)鍵詞:測區(qū)冰凍閘門

        徐 爽,王培杰,張軼輝,馬棟和

        (1.中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,吉林 長春 130061;2.遼寧蒲石河抽水蓄能有限公司,遼寧丹東118216)

        抽水蓄能電站冬季結(jié)冰對(duì)上水庫影響分析

        徐 爽1,王培杰2,張軼輝1,馬棟和1

        (1.中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,吉林 長春 130061;2.遼寧蒲石河抽水蓄能有限公司,遼寧丹東118216)

        文章主要介紹抽水蓄能電站冬季上庫冰壓力監(jiān)測及其對(duì)水工建筑物的影響分析,內(nèi)容包括庫區(qū)冰壓力布置與觀測方法、冰凍對(duì)混凝土面板的影響、冰凍對(duì)閘門井的影響等。目的是通過抽水蓄能電站冬季上庫冰壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)分析出冰凍對(duì)混凝土面板的影響、冰凍對(duì)閘門井的影響。

        抽水蓄能電站;冰壓力;冰凍;閘門井;蒲石河;遼寧

        1 工程概況

        蒲石河抽水蓄能電站,位于遼寧省寬甸滿族自治縣境內(nèi),距丹東市約60km,該電站是我國東北第一座大型抽水蓄能電站,共4臺(tái)機(jī)組,總裝機(jī)容量為1200MW。上水庫擋水建筑物為鋼筋混凝土面板堆石壩,最大壩高78.5m,壩頂長714m,上水庫總庫容為1135×104m3,有效庫容為1040× 104m3,死庫容95×104m3。蒲石河抽水蓄能電站的地理位置大約為北緯40.70°,從緯度劃分來看,該地區(qū)冬季封凍時(shí)間較長,一年內(nèi)有相當(dāng)長的時(shí)間段上、下庫會(huì)產(chǎn)生冰凍。

        2 上水庫冰壓力特征

        為研究上水庫結(jié)冰后所產(chǎn)生冰推力大小,分別在大壩樁號(hào)0+268,0+510,右岸、左岸(進(jìn)水口)、1和2號(hào)閘門井處各布置1個(gè)壓力計(jì),共6個(gè)壓力計(jì)斷面。冰壓力觀測共進(jìn)行2個(gè)年度,第1個(gè)年度是自2012年1月17日至2012年1月28日;第2個(gè)年度是自2013年1月13日至2013年2月28日。兩個(gè)觀測年度各測點(diǎn)測得的冰壓力與時(shí)間過程線和最大冰壓力值,見表1。

        表1 觀測期各斷面冰壓力最大值

        3 冰凍對(duì)混凝土面板的影響

        抽水蓄能電站上水庫由于庫水位頻繁變動(dòng),大壩面板混凝土的凍融次數(shù)要比一般水庫的凍融次數(shù)增多。為檢測冰凍對(duì)本水庫大壩面板混凝土的影響,于2013年2月25日,采用超聲回彈綜合法(單面平測),利用NM-4A型非金屬超聲波儀、ZC3-A型回彈儀,對(duì)大壩面板樁號(hào)為0+268和0+410水位上下的面板混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測。

        檢測時(shí),考慮到構(gòu)件尺寸以及相鄰兩測區(qū)間距不宜大于2m,在每個(gè)趾板上均勻布置10個(gè)測區(qū),測點(diǎn)間測距均為400mm,超聲波檢測時(shí),先將超聲儀系統(tǒng)調(diào)零,然后用黃油作為耦合劑,逐點(diǎn)測試每個(gè)測區(qū)的聲時(shí)值,每個(gè)測區(qū)彈擊16點(diǎn)。剔除3個(gè)較大值和3個(gè)較小值,進(jìn)行角度修正和澆筑面修正后,其余10個(gè)有效回彈值作為測區(qū)的平均回彈值。各測區(qū)的平測聲速VP=(l1/t1+l2/t2+l3/t3)/3。再選擇若干測區(qū),以測距L=200,250,300,350,400,450,500mm,逐點(diǎn)測讀相應(yīng)的聲時(shí)t,用回歸分析的方法求出直線方程l=a+bt,以回歸系數(shù)b與該測區(qū)的平測聲速VP之比求得修正系數(shù)對(duì)平測聲速進(jìn)行修正?;炷翉?qiáng)度檢測值見表2。

        表2 混凝土強(qiáng)度檢測值 MPa

        檢測結(jié)果表明,冰蓋活動(dòng)區(qū)上部和冰蓋活動(dòng)區(qū)的面板混凝土強(qiáng)度相差不大,均滿足C30設(shè)計(jì)要求。由于受冰凍時(shí)間較短,冰凍對(duì)混凝土強(qiáng)度影響目前較小。

        4 冰凍對(duì)閘門井的影響

        在1號(hào),2號(hào)閘門井安裝2支壓力計(jì),測試閘門井的冰壓力,最大冰壓力出現(xiàn)在氣溫上升過程中,實(shí)測冰壓力為13.969~20.968kPa,數(shù)值較小,由于閘門井內(nèi)水位上下浮動(dòng),影響閘門井結(jié)冰,當(dāng)電站停止發(fā)電時(shí),上庫水位靜止,水面結(jié)成冰塊,實(shí)測冰塊厚度為12.5cm,數(shù)值不大,在水位升降期間閘門井內(nèi)冰層能破碎??傮w來說,冰壓力對(duì)閘門井無明顯影響。

        5 結(jié)論

        1)由觀測結(jié)果,大壩樁號(hào)0+268m處最大冰壓力10.867kPa,大壩樁號(hào)0+510m處最大冰壓力11.4kPa,右岸最大冰壓力4.468kPa,左岸(進(jìn)水口)最大冰壓力3.7kPa,1號(hào)閘門井最大冰壓力13.969kPa,2號(hào)閘門井最大冰壓力20.968kPa,通過2年觀測,由于庫周冰厚較?。ê?.2cm),總體來說冰壓力較小,對(duì)大壩與庫岸不致構(gòu)成破壞作用。

        2)冰凍對(duì)閘門井影響不大。實(shí)測冰壓力為13.969~20.968kPa,冰塊厚度為12.5cm,數(shù)值不大,在水位升降期間冰塊可以破碎,冰壓力對(duì)閘門井影響較小。

        TV43

        B

        1002-0624(2015)10-0017-02

        2015-04-22

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