在浙江天台抽水蓄能电站建设过程中,中国水利水电第五工程局有限公司以科技创新为核心驱动力,坚持质量至上,构建全链条精细化质量管控体系,攻克超高水头,大容量抽水蓄能建设领域多项施工技术难题,实现工程优质高效建成投产,为超高水头抽水蓄能电站建设提供了可复制的系统经验。
浙江天台抽水蓄能电站位于浙江省台州市天台县,是国家“十四五”规划重点实施项目,总装机容量170万千瓦,于6月25日全面投产发电。电站额定水头724米,为世界已投产抽水蓄能电站中额定水头最高;安装4台单机容量42.5万千瓦可逆式机组,为国内最大;引水系统单级斜井长483米,为国内最长。中国水利水电第五工程局有限公司(以下简称“水电五局”)承建其下水库,地下厂房系统,尾水系统,500千伏出线洞及地面开关站等工程。电站全面投运后,年发电量17亿千瓦时,每年可节约标准煤约52万吨,减排二氧化碳约104万吨,承担浙江电网调峰,填谷,调频,调相,储能及紧急事故备用等任务。
质量管控贯穿全过程
抽水蓄能电站选址须同时满足水头,水源,地质和负荷距离等多重条件。天台抽水蓄能电站的地下厂房最大埋深670米,单级引水斜井483米,施工组织难度突出,叠加建设期台风过境,雨季漫长等不利条件,工期管控面临严峻考验。
项目部在开工之初即将全周期施工任务分解为节点目标,逐项明确关键节点与工序衔接关系,统筹安排资源配置,对可能制约进度的环节提前预判,提前介入。库区征地滞后期间,项目部不等不靠,提前储备砂石骨料和大坝填筑料,确保主坝填筑不受材料供应影响。
在保障工期的同时,项目部将质量管控贯穿施工全过程,将“质量是永恒安全基石”落实为具体工艺标准和工序管控措施,建立涵盖材料,工艺,监测等环节的全链条精细化管控体系,在关键工序上推行标准化,数据化作业。
金属结构安装方面,机组蜗壳水压试验压力达18.36兆帕,项目部制定专项工艺方案控制焊接变形与残余应力,焊工在直径仅1.4米的蜗壳内完成高精度施焊作业,各项检测指标一次合格。首创座环,蜗壳与蜗壳延伸段整体一次性吊装工法,在安装间提前完成延伸段与本体的拼装焊接,减少机坑内直线工期占用。吊装前对230吨组合体进行反复精调,座环上法兰面水平度控制在0.03毫米以内,一次性吊装就位成功,为同类超高水头机组安装积累了工艺经验。
地下厂房岩锚梁施工方面,岩锚梁是地下厂房关键承重结构。项目部通过系统性工艺试验确定入仓温度,坍落度,分层厚度,浇筑时长等关键参数,创新采用“自适应三角钢支撑桁架+木模板+聚丙烯板”复合模板体系,实现混凝土面通体无拉杆,提升混凝土成型后的表面光滑度。施工中对砂石骨料,配合比,入仓状态,振捣工艺及温差等实施全过程精细化管控,浇筑后及时覆盖养护并控制内表温差。最终,上下游合计351.8米长的31个仓段全部实现镜面效果。
技术创新解施工难题
在实体质量得到保障的基础上,项目部进一步以技术创新破解通风排烟散废难题。超高水头抽水蓄能电站洞室埋深深,通风散烟条件差,单靠传统工法难以满足精度与效率的双重要求。项目部以“数据驱动,智能调控”为方向,将数字化,智能化技术贯穿于工程全生命周期。
大坝填筑与防渗方面,依靠技术创新实现质量与效率同步提升。下水库大坝为71米高,420米长的混凝土面板堆石坝,总填筑方量160万立方米。项目部联合天津大学研发无人驾驶智能碾压系统,依托北斗高精度定位对碾压遍数,速度,搭接宽度实时监控,碾压轨迹衔接精准,误差控制在1厘米以内,碾压一次性合格率由传统碾压施工的85%提升至100%。水库大坝面板混凝土施工中,在行业内首次应用低热硅酸盐水泥,并在每方混凝土中掺加1千克PVA改性纤维,借助纤维韧性抑制面板变形和温度裂缝;同时,采用滑模固坡砂浆工艺提高上游坝面平整度和垫层密实度,并增设“三油两砂”处理,进一步增强面板工作性。下闸蓄水后,大坝渗水量稳定控制在每秒1升的极低水平,远优于同类工程常规渗控指标。
洞室施工环节,“天台号”TBM在地下30米小转弯半径条件下完成17处弯道掘进,排水廊道掘进效率达到传统钻爆法的3倍。管路加工环节,首个抽水蓄能电站管路自动化预制厂在项目投用,实现钢管下料,坡口加工,组对焊接全流程自动化,产能工效较传统方式提升2倍。施工测量与控制环节,采用无人机遥感航测与三维激光扫描仪测量,提升工程测量精度与施工效率。
实现综合效益最大化
在高质量建成电站的同时,项目部坚持绿色施工与惠民育才并重,推动工程综合效益最大化。
项目部将绿色发展理念贯穿施工全过程。边坡治理采用CBS植被混凝土技术,施工创面复绿效果稳定。施工废水经多级沉淀和净化处理达标后,主要用于现场降尘,路面清洗及绿化浇灌,实现施工废水循环利用和零排放。
项目同步带动地方就业与产业发展。项目高峰期提供就业岗位1200余个;进场公路修通后,沿线村民出行条件显著改善,告别了“晴天一身土,雨天两脚泥”的出行状况;在地方原有良好发展基础上,进一步为周边餐饮和农产品销售提供了助力,实现了“建设一座电站,带动一方经济,造福一方百姓”的综合效益。
在取得工程建设成效的同时,项目形成的技术成果与人才储备也在持续释放溢出效应。项目应用的滑模砂浆固破,移动盘扣式脚手架,镜面清水混凝土,短竖井一次成型等核心技术与工法,已推广至河南五岳,重庆云阳,新疆玉龙喀什等大型面板堆石坝工程。同时,项目部依托重大工程平台系统化培养技术与管理骨干,已向全国多个新开工抽水蓄能项目输送成熟人才,实现了“工程实践,技术提炼,标准形成,行业推广”的良性循环,为行业可持续发展储备了核心力量。
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