수리 구조물 동결 방지 설계 기준에 따르면, 혹한 지역에서 중요하고 심하게 동결되며 보수가 어려운 구조물 부분에는 F400 콘크리트를 사용해야 합니다(콘크리트는 400회의 동결-융해 사이클을 견딜 수 있어야 함). 이 기준에 따라 황거우 양수 발전소 상부 저수면 사면 사면 슬래브와 사면 하단 슬래브, 상부 저수조 유입구 및 유출구의 수위 변동 영역, 하부 저수조 유입구 및 유출구의 수위 변동 영역 등에 F400 콘크리트가 사용됩니다. 이전에는 국내 수력 발전 산업에서 F400 콘크리트를 적용한 선례가 없었습니다. F400 콘크리트를 제조하기 위해 건설팀은 국내 연구기관과 콘크리트 혼화제 제조업체를 다양한 방식으로 조사하고, 전문 업체에 특별 연구를 의뢰하여 규산흄, 공기연행제, 고효율 감수제 등의 재료를 첨가한 F400 콘크리트를 제조하고 황거우 양수발전소 건설에 적용했습니다.
또한, 극심한 추위 지역에서는 물과 접촉하는 콘크리트에 미세한 균열이라도 생기면 겨울철에 물이 그 균열 속으로 스며들게 됩니다. 이러한 동결-융해 과정이 반복되면서 콘크리트는 점차 파괴됩니다. 양수발전소 상부 저수지 주댐의 콘크리트 표면 슬래브는 물을 가두고 누수를 방지하는 역할을 하는데, 만약 균열이 많이 발생하면 댐의 안전성이 심각하게 저하될 수 있습니다. 황거우 양수발전소 건설팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 콘크리트 배합 시 팽창제와 폴리프로필렌 섬유를 첨가하여 균열 발생을 줄이고 표면 슬래브 콘크리트의 내한성을 향상시킨 내균열 콘크리트를 개발했습니다.
댐 콘크리트 표면에 균열이 생기면 어떻게 될까요? 시공팀은 패널 표면에 동결 방지층을 설치했는데, 보호 코팅으로 수작업으로 폴리우레아를 도포했습니다. 수작업으로 도포한 폴리우레아는 콘크리트와 물의 접촉을 차단하여 콘크리트 표면의 동결-융해로 인한 박리 손상 진행을 늦추고, 물속의 유해 성분이 콘크리트를 부식시키는 것을 방지합니다. 또한 방수, 노화 방지, 동결-융해 저항성 등의 기능을 갖추고 있습니다.
콘크리트 사석댐의 전면 슬래브는 한 번에 타설하는 것이 아니라 여러 부분으로 나누어 시공합니다. 이로 인해 각 패널 부분 사이에 구조적 이음매가 발생합니다. 일반적인 누수 방지 처리는 구조적 이음매에 고무 덮개판을 씌우고 팽창 볼트로 고정하는 것입니다. 그러나 혹한 지역의 겨울철에는 저수지에 두꺼운 결빙이 발생하고, 노출된 팽창 볼트 부분이 결빙층과 함께 얼어붙어 결빙으로 인한 손상을 일으킬 수 있습니다. 황거우 양수발전소는 혁신적으로 압축성 코팅 구조를 채택하여 결빙으로 인한 구조적 이음매 손상 문제를 해결했습니다. 2021년 12월 20일, 황거우 양수발전소 1호기가 가동을 시작했으며, 동계 운전을 통해 이 구조가 결빙이나 동결 팽창으로 인한 패널 구조적 이음매 손상을 방지할 수 있음을 입증했습니다.
프로젝트 건설을 최대한 빨리 완료하기 위해 시공팀은 동계 공사를 시도했습니다. 실외에서는 겨울철 공사가 거의 불가능하지만, 양수발전소의 지하 발전소, 수송 터널 및 기타 건물들은 지하 깊숙이 매설되어 있어 공사가 가능한 조건을 갖추고 있습니다. 그렇다면 겨울철에 어떻게 콘크리트를 타설할 수 있을까요? 시공팀은 지하 동굴과 실외를 연결하는 모든 개구부에 단열문을 설치하고, 문 안쪽에 35kW 온풍기를 설치했습니다. 콘크리트 혼합 시스템은 완전히 밀폐하고 내부에 난방 시설을 설치했습니다. 혼합 전에는 콘크리트 혼합 시스템을 뜨거운 물로 세척했습니다. 겨울철 타설에 필요한 콘크리트 토공량에 따라 굵은 골재와 잔골재의 양을 계산하여 동계 공사 전에 터널로 운반하여 보관했습니다. 또한, 혼합 전에 골재를 가열하고, 콘크리트를 운반하는 모든 믹서 트럭에 "솜옷"을 입혀 콘크리트 운반 중 온도를 유지했습니다. 콘크리트 타설 후 초기 경화가 완료되면 콘크리트 표면을 단열재로 덮고, 필요한 경우 전기 담요로 덮어 난방했습니다. 이러한 방식으로 건설팀은 추운 날씨가 프로젝트 건설에 미치는 영향을 최소화했습니다.
게시 시간: 2023년 1월 4일
