三峽工程水電站壓力管道和蝸殼技術(shù)結(jié)構(gòu)型式的選擇及論證

壓力管道在水電站中主要負(fù)責(zé)將壓力前池或者調(diào)壓井向水輪機(jī)輸送水量，壓力管道是水電站正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，水電站壓力管道的材質(zhì)、布置方式和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的是否合理，不僅關(guān)系到壓力管道的造價(jià)，還影響到水電站的正常運(yùn)行和可靠性。本文主要分析了水電站壓力管道的布置方式、管徑選擇、水力計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并結(jié)合具體的水電站工程進(jìn)行說明。

積石峽水電站壓力管道為鋼襯鋼筋混凝土管,直接敷設(shè)在地基上,鋼管直徑11.5m,最大內(nèi)水壓力1.05mpa。采用平面有限元按分載法進(jìn)行壓力管道鋼襯及其外包混凝土結(jié)構(gòu)承載能力計(jì)算,基于有限元分析結(jié)果,取消了壓力管道伸縮節(jié),而采用伸縮管,節(jié)約了工程投資,方便了施工和運(yùn)行管理,其設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和理念可供同類工程借鑒。

水電站壓力管道管材比選及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ［摘要］恰木薩水電站主要任務(wù)是水力發(fā)電，采用引水式開發(fā)， 電站屬于大流量低水頭電站，發(fā)電引用流量358m3/s。壓力管道長(zhǎng) 455m，因管道規(guī)模較大，對(duì)工程的運(yùn)行安全及投資影響較大，通過對(duì) 壓力管道管材比選，選擇較優(yōu)的管材形式。 ［關(guān)鍵詞］壓力管道；管材比選；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；恰木薩水電站 恰木薩水電站是葉爾羌河下游河道規(guī)劃梯級(jí)開發(fā)中的第2級(jí)電站， 為徑流式電站，采用引水式開發(fā)，開發(fā)任務(wù)是水力發(fā)電。工程主要由 攔河引水樞紐（土石壩、泄洪建筑物、引水閘）、輸水建筑物（輸水 渠道）、壓力前池、壓力管道及電站廠房等主要建筑物組成。水庫(kù)正 常引水位1550.0m，校核洪水位1551.30m，相對(duì)應(yīng)庫(kù)容577萬m3，最 大壩高14.5m；主電站發(fā)電流量358.0m3/s，前池正常水位1547.334m， 發(fā)電引水系統(tǒng)為引水明渠，全長(zhǎng)11.48km，主電

小型水電站在冬季采取蓄冰、輸冰、排冰運(yùn)行方式時(shí)，管道內(nèi)流動(dòng)的水遇外界氣溫低于0℃的嚴(yán)寒情況，?？尚纬傻陀?℃的過冷水或過冷冰屑團(tuán)，即形成冰—水兩相流狀態(tài)。在這種流動(dòng)狀態(tài)下，由于其膨脹在縱向不受約束，對(duì)管壁不會(huì)產(chǎn)生大的脹壓；一旦停止流動(dòng)，極易迅速“固化”而成冰，體積膨脹，遇到約束便會(huì)產(chǎn)生足以使管道破壞的壓力。文中對(duì)管道內(nèi)靜止的冰—水產(chǎn)生脹壓的機(jī)理和計(jì)算方法進(jìn)行探討。

根據(jù)勘察及施工開挖揭露的地質(zhì)情況,介紹了高橋引水式電站壓力管道、廠房部位的地形、地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖石風(fēng)化和巖體卸荷、巖溶、地下水、地震參數(shù)以及存在的主要工程地質(zhì)問題,分析了邊坡穩(wěn)定性、鎮(zhèn)墩抗滑穩(wěn)定性、圍巖穩(wěn)定性、廠房基礎(chǔ)巖體承載力,提出了在灰?guī)r溶洞中回填混凝土,g5鎮(zhèn)墩處設(shè)置錨桿加固結(jié)灌漿,廠房高邊坡采用深錨桿掛網(wǎng)噴混凝土等合理化建議,為設(shè)計(jì)提供了可靠的依據(jù)。

小型水電站在冬季采取蓄冰、輸冰、排冰運(yùn)行方式時(shí),管道內(nèi)流動(dòng)的水遇外界氣溫低于0℃的嚴(yán)寒情況,?？尚纬傻陀?℃的過冷水或過冷水屑團(tuán),即形成冰一水兩相流狀態(tài)。在這種流動(dòng)狀態(tài)下,由于其膨脹在縱向不受約束,對(duì)管壁不會(huì)產(chǎn)生大的脹壓;一旦停止流動(dòng),極易迅速“固化”而成冰,體積膨脹,遇到約束便會(huì)產(chǎn)生足以使管道破壞的壓力。文中對(duì)管道內(nèi)靜止的冰-水產(chǎn)生脹壓的機(jī)理和計(jì)算方法進(jìn)行探討。

壓力管道是水電站的重要組成部分,無論是明管、暗管、長(zhǎng)管、短管的管道,其運(yùn)行工況好壞,都直接關(guān)系到電站樞紐和下游人民生命與財(cái)產(chǎn)的安全問題。例如:在日本、印度等國(guó)的水電站都曾經(jīng)發(fā)生過多次壓力管道爆破事

結(jié)合毛爾蓋水電站壓力管道斜井段在惡劣地質(zhì)情況下的實(shí)際施工情況,對(duì)壓力管道斜井段開挖支護(hù)及混凝土澆筑施工等進(jìn)行了全面的技術(shù)總結(jié)。

二灘水電站引水系統(tǒng)中的６條壓力管道布置簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)適用。本文介紹了壓力管道上平段、上彎段和豎井段的鋼筋混凝土襯砌設(shè)計(jì)，下彎段和下平段的鋼管襯砌設(shè)計(jì)。

本文引用薄壁圓管容器的應(yīng)力計(jì)算公式和虎克定律，推求出鋼管的彈性抗力系數(shù)，并借用彈性地基梁計(jì)算理論，對(duì)壓力鋼管在水擊壓力作用下的徑向變位進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)而對(duì)水擊波速計(jì)算公式進(jìn)行修正，提出新的波速計(jì)算公式。該公式對(duì)低水頭電站水擊壓力較小時(shí)，更符合實(shí)際情況，有較高的精度。

為適應(yīng)廠壩間相對(duì)變位，壩后廠房引水壓力鋼管通常設(shè)置伸縮節(jié)。三峽工程壓力鋼管直徑12．4m，設(shè)置伸縮節(jié)造價(jià)高，制造、安裝困難，運(yùn)行期止水等技術(shù)問題突出。為此設(shè)計(jì)對(duì)伸縮節(jié)設(shè)置與否做了深入的論證研究。對(duì)壩體、廠房混凝土澆筑，溫度應(yīng)力，鋼管墊層，以及蝸殼打壓澆混凝土等進(jìn)行了仿真計(jì)算。

小型水電站壓力管道鎮(zhèn)、支墩能否布置在土基上,與工程布置、造價(jià)和工期密切相關(guān),也是水電工程上一個(gè)比較復(fù)雜和需要解決的問題,本文以詔安縣北蔗水電站為例進(jìn)行了初步探討,應(yīng)用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法和鋼管三向強(qiáng)度理論平面應(yīng)力迭加法,研究了鎮(zhèn)、支墩基礎(chǔ)不均勻沉降對(duì)鋼管內(nèi)力的影響,提出了技術(shù)上的關(guān)鍵是如何提高地基承載力,滿足鎮(zhèn)墩穩(wěn)定性和控制相鄰鎮(zhèn)、支墩不均勻沉降量。依此根據(jù)鎮(zhèn)墩的受力情況和地質(zhì)條件,分別采取了擴(kuò)大基礎(chǔ)、地基預(yù)壓、換土墊層和鋼筋混凝土灌注樁基等相應(yīng)的工程處理措施。初步證明了鎮(zhèn)、支墩布置于土基上在技術(shù)上是可行,從而為小型電站壓力管道的布置提供了一條新的途徑。

朗達(dá)河水電站是高水頭的水電站,設(shè)計(jì)水頭880m,利用落差910m,設(shè)計(jì)引用流量3.25m3/s,裝機(jī)2×12mw。壓力管道是通過地址、地形、經(jīng)濟(jì)比較和施工便利等因素綜合考慮制定的設(shè)計(jì)方案:壓力管道長(zhǎng)1802.89m,沿山脊布置,采用明管形式,豎向分為14個(gè)縱坡,平面有3個(gè)轉(zhuǎn)角,管道的壁厚為6-30mm,管徑1.0m。

第18卷第3期 1990年5月 河海太學(xué)學(xué)報(bào) journalofhohaiunnrs【1 vo1．18nm3 may1990 水電站壓力管道最優(yōu)管徑序列的確定 徐關(guān)泉王金桃 (河海太學(xué)水力發(fā)電工程系)(南昌水專) 摘要水電站壓力管道的管徑通常分囂用解析法計(jì)算確定，由此所得的管徑序列不能確定為最優(yōu) 序列．本文對(duì)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法決簟露天銅管最優(yōu)管徑序列的方法進(jìn)行了探討．在該法的優(yōu)化計(jì)算中， 將具有．v管段的管徑作ⅳ維設(shè)計(jì)變量考慮，取整個(gè)管道的年費(fèi)用最小為計(jì)算準(zhǔn)則．面管道中的水 擊壓力分布和流量過程則通過迭代計(jì)算同時(shí)確定．文中列有苯工程算倒的一些結(jié)果．計(jì)算表明該法 所得最優(yōu)管徑序列可信．結(jié)果較解析法精確．計(jì)算工作量較枚舉法小得多．是一種可靠面有效的確 定最優(yōu)管徑序列的方法． 關(guān)鍵詞動(dòng)態(tài)規(guī)劃法，水電站i壓力管道最優(yōu)管徑系列

文中簡(jiǎn)要介紹了小山水電站壓力管道滲水處理方案,在外水壓力觀測(cè)資料分析基礎(chǔ)上,結(jié)合放空檢查滲水情況,根據(jù)工程區(qū)地形、地質(zhì)條件,確定了壓力管道滲水處理方案。

厄瓜多爾辛克雷水電站為徑流引水式,裝有8臺(tái)單機(jī)187.5mw的沖擊式水輪機(jī)組,建成后將是該國(guó)最大的水電站。該水電站設(shè)有兩條最大靜水頭618m的發(fā)電引水壓力管道,其大部分采用鋼筋混凝土襯砌,局部采用鋼管襯砌。1號(hào)壓力管道2015年11月完工,2號(hào)壓力管道由于出現(xiàn)反井鉆卡機(jī)和塌方事故延誤,當(dāng)時(shí)仍在施工。為了檢驗(yàn)設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量,并保證首批機(jī)組在2015年底按期調(diào)試,進(jìn)行了為期14d的充水試驗(yàn)。試驗(yàn)的過程和取得的數(shù)據(jù)可供高水頭壓力管道設(shè)計(jì)施工參考。

厄瓜多爾辛克雷水電站為徑流引水式,裝有8臺(tái)單機(jī)187.5mw的沖擊式水輪機(jī)組,建成后將是該國(guó)最大的水電站.該水電站設(shè)有兩條最大靜水頭618m的發(fā)電引水壓力管道,其大部分采用鋼筋混凝土襯砌,局部采用鋼管襯砌.1號(hào)壓力管道2015年11月完工,2號(hào)壓力管道由于出現(xiàn)反井鉆卡機(jī)和塌方事故延誤,當(dāng)時(shí)仍在施工.為了檢驗(yàn)設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量,并保證首批機(jī)組在2015年底按期調(diào)試,進(jìn)行了為期14d的充水試驗(yàn).試驗(yàn)的過程和取得的數(shù)據(jù)可供高水頭壓力管道設(shè)計(jì)施工參考.

華北水利水電大學(xué) i 獨(dú)立完成與誠(chéng)信聲明 本人鄭重聲明：所提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo) 下，獨(dú)立工作所取得的成果并撰寫完成的，鄭重確認(rèn)沒有剽竊、 抄襲等違反學(xué)術(shù)道德、學(xué)術(shù)規(guī)范的侵權(quán)行為。文中除已經(jīng)標(biāo)注引 用的內(nèi)容外，不包含其他人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成 果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了 明確的說明并表示了謝意。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由 本人承擔(dān)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽名：指導(dǎo)導(dǎo)師簽名： 簽字日期：簽字日期： 華北水利水電大學(xué) 華北水利水電大學(xué) ii 畢業(yè)設(shè)計(jì)版權(quán)使用授權(quán)書 本人完全了解華北水利水電學(xué)院有關(guān)保管、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)的 規(guī)定。特授權(quán)華北水利水電學(xué)院可以將畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部或部分內(nèi) 容公開和編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)提供檢索，并采用影印、縮印或掃描等 復(fù)制手段復(fù)制、保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó)家有 關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交畢業(yè)設(shè)計(jì)原件或復(fù)印件和電子文檔

通過對(duì)寶興水電站壓力管道設(shè)計(jì)與施工在技術(shù)、安全、經(jīng)濟(jì)等方面的綜合分析比較和探討,提出了解決問題的方法與思路,對(duì)擬建工程或其它流域類似工程設(shè)計(jì)有一定的借鑒意義。

德爾西水電站壓力管道為鋼襯鋼筋混凝土管,鋼管直徑2.9m,最大內(nèi)水壓力6.15mpa.分別采用直埋方案和墊層方案對(duì)壓力管道進(jìn)行設(shè)計(jì),并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較與分析.最后針對(duì)墊層方案探討了墊層的彈性模量、厚度、鋪設(shè)范圍對(duì)外包混凝土的影響.

施工組織設(shè)計(jì) 水電站管道及調(diào)壓井工程 施 工 組 織 設(shè) 計(jì) 承包人：(全稱及蓋章) 施工隊(duì)長(zhǎng)：(簽名) 日期：年月日 目錄 一、工程概況 二、施工平面總布置 三、施工進(jìn)度計(jì)劃 四、主要工程施工方案 五、施工組織機(jī)構(gòu)與管理 六、施工人員、機(jī)械及材料計(jì)劃 七、質(zhì)量保證措施 八、安全生產(chǎn)保證體系及措施 九、文明施工與環(huán)境保護(hù)措施 仙女湖水電站壓力管道及調(diào)壓井土建工程施工組織設(shè)計(jì) 仙女湖電站壓力管道施工隊(duì) 1 湖北省恩施市仙女湖水電站壓力管道 以及調(diào)壓井土建工程 一、工程概況 xxxxx水電站位于湖北省恩施市東南部新唐鄉(xiāng)橫欄村境內(nèi)馬尾溝河 段，為馬尾溝流域梯級(jí)開發(fā)的第一個(gè)梯級(jí)。電站由混凝土擋水閘壩、右岸 發(fā)電引水系統(tǒng)、岸邊式地面廠房等建筑物組成。擋水建筑物正常蓄水未為 971.0m，總庫(kù)容為8.06m3，電站裝機(jī)容量10mw。 混凝土閘壩頂高程9

寶興水電站壓力管道施工方法比較 作者：韓建博，張錦堂，hanjian-bo，zhangjin-tang 作者單位：中國(guó)水電顧問集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,西安,710065 刊名：西北水電 英文刊名：northwestwaterpower 年，卷(期)：2012(1) 參考文獻(xiàn)(7條) 1.呼和浩特抽水蓄能電站斜井開挖施工方案交流材料2011 2.水利電力部水利水電建設(shè)總局水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)2@地下工程施工1996 3.王永紅沙灣電站壓力管道斜井施工綜述[期刊論文]-四川水力發(fā)電2010(03) 4.李峰反井鉆機(jī)在水利水電豎井及下斜壓力管道開挖中的應(yīng)用[期刊論文]-陜西水利2010(z1) 5.李強(qiáng);楊勝良磽磧水電站壓力管道斜井段混凝土施工[期刊論文]-水力發(fā)電2008(09) 6.李春云冶勒水電站壓力管道斜井施工