一、工程概況

日本某海水抽水蓄能電站位于日本沖繩島北部,該工程由日本電源開發公司(EPDC)建設。上水庫與海平面(下水庫)的水位差為136m,流量為26m3/s,最大出力3萬kW,為首次采用海水的抽水蓄能電站,在上水庫防滲設計中使用了較多新技術。上水庫有效庫容56萬m3,工作水深20m,斜坡面防滲面積41700m2,底面防滲面積9400m。為防止海水滲漏造成水量損失并影響上水庫周邊的自然生態環境,因此,上水庫防滲要求嚴格。
二、防滲結構
在上水庫底面及斜坡面防滲工程中,主要考慮海水中的鹽分浸透對防滲體防滲性能的影響,另外考慮當地亞熱帶氣候,溫差大,臺風天氣比較頻繁等因素。在土工膜的選擇時分別對PVC膜和EPDM膜進行了比較,經暴露試驗及耐久性能、抗海水腐蝕性能、海生生物附著性能、耐熱性能測試,并經水壓反復、伸縮反復試驗等檢測,EPDM膜的耐熱性能和粘貼性能優于PVC膜,因此選擇較柔軟和較強耐久性的EPDM(Ethylene Propyl-ene Dien Monomer,.乙烯-丙烯-二烯三聚物)作為上水庫防滲層的材料,膜厚2mm。
50cm厚的墊層采用透水性較強的礫石層,并在其中埋入塑料管,一方面是排放蓄水過程中的防滲層下的氣體,還可以避免土工膜背面受地下水的水壓力;另一方面是在防滲層破壞的情況下,滲漏海水可以通過管子快速進行檢測廊道,不至于滲漏地下對周邊環境造成影響。在檢測廊道中設置1臺抽水泵,將滲入檢測廊道的地下水泵入上水庫。
斜坡面的坡比由施工要求確定為1:2.5,由于當地臺風天氣較頻繁,通過計算確定垂直坡向的EPDM膜的錨固寬度為8.5m,底面錨固寬度為17.0m×17.5m。采用預制混凝土構件,中間留槽,錨入防滲層后再以混凝土回填的方式進行錨固,錨固結構,防滲層下墊層材料要求嚴格,施工工藝精細,對預制混凝土構件附近的墊層全部采用人工振搗,中間部位采用機械碾壓,經平整度檢驗后鋪設土工織物和EPDM膜,并在鋪設完成后在表面鋪設塑料薄膜進行保護。在錨固槽上方再粘貼長條狀的EPDM膜以封閉整個防滲系統。
在施工過程中,嚴禁重物上防滲面,施工人員上防滲面施工和檢查時不穿硬底鞋。在EPDM膜接縫完成后進行全部接縫的質量檢查,先進行肉眼的外觀檢查,再在接縫處涂肥皂水,罩上透明的方形塑料盒,用抽水泵將盒內的空氣抽出,看有無氣泡產生。在發現施工缺陷的地方再進行修補。
三、水庫運行情況
工程完成后,經歷了瞬間最大風速約60m/s的臺風,沒有發現破損和漏水。上水庫在土工膜與基礎墻連接處曾發生漏水而進行工程修補。