用于抽水式蓄能电站工程的上库盆结构及施工方法与流程

本发明涉及一种上库盆结构，尤其是涉及一种用于抽水式蓄能电站工程的上库盆结构，属于水利水电工程结构物设计建造。本发明还涉及一种采用所述上库盆结构建造的施工方法。

背景技术：

1、术语解释：

2、全库盆防渗：指采用工程处理措施，对开挖库盆或天然库盆进行防渗处理，使库盆内的库水和外界水环境相隔离，以防止库盆内水的外渗；

3、地下水：赋存于地面以下地层中的水；

4、顶托作用：在库盆内水位低于库外地下水水位时，在水头差作用下，对全库盆防渗结构产生的浮托力。

5、随着国家“3060”战略的提出，以风电和光电为代表的新能源呈爆发式发展，也对传统的能源电力系统提出了新的要求，由传统的发、输、配、变、用的电力系统转变为源、网、荷、储、调的新型电力系统显得尤为迫切。抽水蓄能技术作为一种用水作为储能介质，是目前技术最为成熟、经济性最优、最具大规模开发条件的储能方案，是实现新型电力系统转换的关键。众所周知，抽水蓄能是通过电能将下水库的水介质抽至上水库，实现能量储存，再通过上水库的水流至下水库实现势能与电能转换，过程中水是能量转换的关键，其渗漏问题是抽水蓄能建设过程中的关键问题。为解决上水库渗漏问题，大多采用全库盆防渗形式，将上水库库水和周围地下水环境相隔离。

6、尽管全库盆防渗形式能将库水和周围地下水环境相隔离，防止库水的渗漏。但全库盆防渗形式存在地下水的反作用，空库时容易形成地下水顶托作用，容易造成防渗体的破坏等，影响其防渗效果。

7、如上所述，全库盆防渗形式能将库水和周围地下水环境相隔离，防止库水的渗漏。但全库盆防渗形式存在地下水的反作用，空库时容易形成地下水顶托作用，造成防渗体的破坏等。现有技术主要有两个方面，一是通过全库盆防渗措施结构的自重来抵消地下水的顶托作用，二是以排导为主，在上水库库盆底部设置截、排水廊道，将地下水排出，降低地下水水位，来消除地下水的顶托作用。两种方案均存在工程量大、经济性不高、效果不可控等问题。
技术实现要素：

8、本发明所要解决的技术问题是：提供一种工程量相对较小，投资成本相对较低，排水效果好的用于抽水式蓄能电站工程的上库盆结构，本发明还提供了一种采用所述上库盆结构建造的施工方法。

9、为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于抽水式蓄能电站工程的上库盆结构，包括蓄水上库盆，所述的上库盆结构还包括地下水防顶托系统，在所述蓄水上库盆的内壁上覆设有复合防渗系统，所述的地下水防顶托系统布置在所述蓄水上库盆的底部；位于复合防渗系统内外侧的压力水通过所述的地下水防顶托系统朝向蓄水上库盆内侧单向连通，

10、其中，所述的蓄水上库盆为开挖或整理型蓄水库盆。

11、进一步的是，所述的复合防渗系统包括表面覆设层和下部防渗支撑层，所述的表面覆设层通过所述的下部防渗支撑层固结构在所述蓄水上库盆的内壁上。

12、上述方案的优选方式是，所述的表面覆设层包括现浇混凝土子层和防护调整垫接子层，所述的现浇混凝土子层通过所述的防护调整垫接子层固结在所述的下部防渗支撑层上。

13、进一步的是，所述的下部防渗支撑层包括防渗土工膜和防护调整素土子层，所述的防渗土工膜通过防护调整素土子层铺设在蓄水上库盆的内壁上，所述的防护调整垫接子层铺设在所述的防渗土工膜上。

14、上述方案的优选方式是，所述的防护调整垫接子层由砂垫层构成，所述的防护调整素土子层由素土垫层构成。

15、进一步的是，所述的地下水防顶托系统包括单向过滤输水子系统和反向封水关闭子系统，均布在蓄水上库盆盆底的单向过滤输水子系统通过所述的反向封水关闭子系统在复合防渗系统内外侧水压力的配合下开启或关闭。

16、上述方案的优选方式是，所述的单向过滤输水子系统包括多个钻设在蓄水上库盆盆底的输水基孔，在每一个所述输水基孔的内侧壁上均覆设有单向过滤渗水层，所述输水基孔敞开的上端通过所述的反向封水关闭子系统开启或关闭，

17、其中，各个所述的输水基孔沿蓄水上库盆的盆底均布。

18、进一步的是，所述的反向封水关闭子系统包括导向支撑杆和封水关闭组件，所述的封水关闭组件通过所述的导向支撑杆沿竖直方向可升降的开启或关闭输水基孔敞开的上端。

19、上述方案的优选方式是，所述的单向过滤渗水层包括透水基子层和反滤包子层，所述的反滤包子层通过所述的透水基子层覆设在输水基孔的内侧壁上；所述的封水关闭组件包括固定头和密封垫，所述的密封垫通过所述的固定头布置在所述导向支撑杆的上端；布置就位的导向支撑杆插接在所述的输水基孔中，直径大于输水基孔内径两位以上的所述密封垫，通过所述的导向支撑杆在复合防渗系统内外侧压力水的配合下沿竖直方向往复移动的开启和关闭该输水基孔敞开的上端。

20、用于所述上库盆结构建造的施工方法，所述的施工方法包括以下步骤，

21、a、确定上库盆结构的成库方案，对库内边坡和库底进行清理、平整；

22、b、清理、平整完成后，进行素土垫层施工，并夯实；

23、c、在素土垫层上部敷设防渗土工膜；

24、d、在防渗土工膜上部铺设一层砂垫层，并夯实；

25、e、在砂垫层上部现浇混凝土；

26、f、现浇混凝土硬化后，在库底钻设输水基孔并覆设透水基子层和反滤包子层，然后安装反向封水关闭子系统。

27、本发明的有益效果是：本技术提供的技术方案以现有的蓄水上库盆为基础，先在所述蓄水上库盆的内壁上铺设有复合防渗系统，然后通过增加设置地下水防顶托系统，并使位于复合防渗系统内外侧的压力水通过所述的地下水防顶托系统朝向蓄水库盆内侧单向连通。从而改变了现有技术中需要在以排、导为主进行地下水顶托载荷消除时采用的：在上水库库盆底部设置截、排水廊道等工程量大、经济性不高、效果不可控的技术措施，达到了有效降低地下水水位，消除地下水的顶托作用的目的。此时，本技术在消除防渗层外侧的地下水顶托防渗层时便可以通过设置在蓄水库盆盆底上的地下水防顶托系统平衡掉蓄水库盆防渗层内外的水压力来消除地下水的顶托载荷，相应的，所述的地下水防顶托系统只能在蓄水库盆内的水位低于蓄水库盆外的水位时朝向蓄水库盆内侧单向连通来平衡蓄水库盆防渗层内外的水压力。同时，本技术建造上库盆结构时是按下步骤进行的，a、确定上库盆结构的成库方案，对库内边坡和库底进行清理、平整；b、清理、平整完成后，进行素土垫层施工，并夯实；c、在素土垫层上部敷设防渗土工膜；d、在防渗土工膜上部铺设一层砂垫层，并夯实；e、在砂垫层上部现浇混凝土；f、现浇混凝土硬化后，在库底钻设输水基孔并覆设透水基子层和反滤包子层，然后安装反向封水关闭子系统。这样，由于本技术的技术方案仅是通过地下水防顶托系统将防渗层外侧的压力水朝向蓄水库盆内侧单向连通输入，实现当外侧地下水位高于内侧储蓄水水位时降低外侧水压力的目的，不使本技术技术方案的工程量相对较小，投资成本相对较低，而且排水效果特别好，而且本技术采用上述与布置结构相适应的工艺方法也可以显著缩短施工周期，减小工程量，达到降低投资成本的目的。

技术实现思路