[发明专利]一种压气储能洞室的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地下能源储存技术领域，尤其是一种采用了橡胶或塑料的高分子材料层和钢纤维钢筋混凝土作为密封系统的压气储能洞室的施工方法。

背景技术

压气储能是一种利用压缩空气作为介质来储存能量和发电的技术。在用电低谷时,它用风电和电网中多余的电能驱动空气压缩机,把电能转化为压缩空气内能在地下洞室中储存起来，到用电高峰时,再把高压空气放出，并与少量的气体燃料混合在气轮机燃烧室中燃烧而迅速膨胀做功,进而带动发电机发电。作为压缩空气储能电站主要组成部分的地下储气构造物是压气储能电站选址的决定因素，也是保障其运行性能和可靠性的技术关键。人工开挖的硬岩洞室便是地下储气构造物的一种，其建设的关键技术是压气储能洞室的密封技术。

中国国家专利局于2005年12月14日公开的申请号为200410022747.3，发明名称《利用废弃矿井的压缩空气蓄能发电站》的发明，公开了一种利用废弃矿井封闭后作为压缩空气贮存洞室，实现压缩空气蓄能发电的能源转换系统。其特征之一是：矿井口的封闭是采用耐压封闭结构，封闭体要达到足够的厚度。其对压气储能洞室密封措施未做介绍。2009年8月26日公开的申请号为200810033803.1，发明名称《一种利用矿井进行压缩空气蓄能的方法》的发明，公开了一种利用矿井进行压缩空气蓄能的方法，将由具有隔气性能材料制成的气袋放置于矿井里，气袋的形状与矿井内壁的形状相同，气袋以相同形状对应固定在矿井内壁里。气袋材料主要是橡胶，其外层是由具有防弹防割功能的纺织材料组成的，气袋上按经纬状分布安装高强度缆绳，气袋还要具有防水功能，具有保温层。该发明对气袋的性能要求极高。另外，矿井空间巨大，该技术需要使用相同大小的气袋，可行性不大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种能有效解决压缩空气的密封问题，且经济适用，简便易行的高分子材料与钢筋混凝土组成的压气储能洞室的施工方法。

为实现上述发明目的，本发明采用技术方案如下：

一种压气储能洞室的施工方法，包括以下步骤：

步骤1在围岩强度为1-2级的岩石层中开挖洞室，并预留洞室开口作为气体进出口；

步骤2在步骤一的洞室内壁上浇筑钢筋混凝土层，且所述钢筋混凝土层的裂缝宽度不超过0.2mm；

步骤3将橡胶或塑料制成的高分子材料层通过热熔衬垫热熔粘附在上一步骤所形成的洞室内壁上。

进一步地，在所述步骤2和步骤3之间还包括：

步骤21在所述钢筋混凝土层上进行水泥砂浆找平，形成水泥砂浆找平层。

进一步地，所述步骤21和步骤3之间还包括：

步骤22在所述水泥砂浆找平层上铺设一层无妨土工布层，用水泥钉依次穿过热熔衬垫、无纺土工布层、水泥砂浆找平层，且使水泥钉一端深埋在钢筋混凝土层中，实现对无纺土工布层的固定。

进一步地，还包括：

步骤4在洞室开口出安置钢筋笼，并将进口管和出口管安置在钢筋笼内，钢筋笼位于洞室内侧的一端通过热熔衬垫气密连接高分子材料层，将进口管、出口管和钢筋笼位于洞室内侧的一端之间的空隙进行气密密封，然后向钢筋笼内浇筑钢筋混凝土。

进一步地，还包括：

步骤5在浇筑完混凝土的钢筋笼外侧浇筑素混凝土，形成素混凝土封堵体，所述进口管和出口管穿过素混凝土封堵体并伸出地面。

进一步地，所述钢筋混凝土为钢纤维钢筋混凝土，所述钢纤维钢筋混凝土中，钢纤维的长度为20-60mm，直径为0.3-0.9mm，长径比为30-80，且钢纤维钢筋混凝土中添加的钢纤维体积率不小于0.35％。

进一步地，所述高分子材料层由多块高分子材料板热熔衔接而成。

进一步地，所述高分子材料板热熔衔接的结合部位不小于100mm，且粘结剥离强度不小于高分子材料板拉伸强度的80％。

进一步地，所述热熔衬垫在洞室内壁的拱顶每平米设置3-4个，在洞室内壁的边墙每平米设置2-3个，且呈梅花形布置。

所述高分子材料为丁基橡胶。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明所得到的高分子材料与钢筋混凝土组成的压气储能洞室，通过高分子材料密封层对洞室进行密封，钢纤维混凝土传递洞室压力，通过增加钢纤维增强混凝土抗拉和抗疲劳性能，两部分共同作用，对洞室的密封提供了保障，简便易行，经济适用。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明