水力構造物の凍結防止設計基準によれば、極寒地において重要かつ深刻な凍結にさらされ、修復が困難な構造物の部分にはF400コンクリートを使用することと定められている（コンクリートは400回の凍結融解サイクルに耐えられるものでなければならない）。この基準に基づき、黄溝揚水発電所の上部貯水池面ロックフィルダムの死水面より上の面スラブおよびつま先スラブ、上部貯水池の取水口および排水口の水位変動域、下部貯水池の取水口および排水口の水位変動域などにF400コンクリートを使用することと定められている。これまで、国内の水力発電業界でF400コンクリートが使用された前例はない。 F400コンクリートを製造するため、建設チームは国内の研究機関やコンクリート混和剤メーカーを多方面から調査し、専門企業に特別な研究を委託し、シリカフューム、空気連行剤、高効率減水剤などの材料を添加してF400コンクリートを製造し、黄溝揚水発電所の建設に適用した。
さらに、極寒地域では、水と接触するコンクリートにわずかなひび割れがあると、冬期に水がひび割れに浸透します。凍結融解サイクルが繰り返されると、コンクリートは徐々に劣化します。揚水発電所の上部貯水池の主ダムのコンクリート面スラブは、保水と浸透防止の役割を果たします。ひび割れが多いと、ダムの安全性が著しく低下します。黄溝揚水発電所の建設チームは、コンクリートの混合時に膨張剤とポリプロピレン繊維を添加することで、ひび割れの発生を減らし、面スラブコンクリートの耐凍害性をさらに向上させる耐ひび割れコンクリートを開発しました。
ダムのコンクリート面にひび割れが生じた場合はどうなるでしょうか？建設チームは、保護コーティングとして手作業で削り出したポリウレアを用いて、パネル表面に耐凍害ラインも設置しました。手作業で削り出したポリウレアは、コンクリートと水の接触を遮断し、表面スラブコンクリートの凍結融解による剥離損傷の進行を遅らせ、水中のその他の有害物質によるコンクリートの浸食も防ぎます。防水性、耐老化性、耐凍結融解性などの機能を備えています。
コンクリート面ロックフィルダムの表面スラブは一度に打設されるのではなく、セクションごとに構築されます。そのため、各パネルセクション間に構造的な接合部が生じます。一般的な漏水防止処理は、構造接合部にゴムカバープレートを被せ、拡張ボルトで固定することです。厳しい寒冷地では、冬季に貯水池エリアに厚い氷が付着し、露出した拡張ボルトの部分が氷層とともに凍結して、氷の引き抜きによる損傷を引き起こします。黄溝揚水発電所は、氷の引き抜きによる構造接合部の損傷の問題を解決するために、圧縮コーティングタイプの構造を革新的に採用しました。2021年12月20日、黄溝揚水発電所の第1号機が発電運転を開始しました。冬季運転により、この構造タイプが氷の引き抜きや凍結膨張によるパネル構造接合部の損傷を防ぐことができることが実証されました。
プロジェクトの建設をできるだけ早く完了するために、建設チームは冬期工事を実施しようと試みました。屋外での冬期工事はほぼ不可能ですが、揚水発電所の地下発電所、送水トンネル、その他の建物は地下深くに埋設されており、建設条件があります。しかし、冬期にコンクリートを打設するにはどうすればよいでしょうか? 建設チームは、地下空洞と屋外をつなぐすべての開口部に断熱ドアを設置し、ドアの内側に35kWの温風ファンを設置します。コンクリート混合システムは完全に密閉され、暖房設備は屋内に設置されます。混合前に、コンクリート混合システムを温水で洗浄します。冬期打設に必要なコンクリート土工量に応じて、冬期の粗骨材と細骨材の量を計算し、冬期前にトンネルに運び込んで保管します。建設チームはまた、混合前に骨材を加熱し、コンクリートを輸送するすべてのミキサートラックに「綿パッド入りの布」をかけて、コンクリート輸送中の温度が維持されるようにします。コンクリート打設後の初期硬化が終わったら、コンクリート表面を断熱キルトで覆い、必要に応じて電気毛布で暖房する。このようにして、建設チームは寒さが工事に与える影響を最小限に抑えた。
投稿日時：2023年1月4日
