某水电站引水系统设计

固滴水电站引水系统设计引言：水电站是一种将水能转化为电能的设施，而引水系统是水电站的重要组成部分之一。

固滴水电站作为一个典型的水电站，其引水系统的设计对于电站的正常运行和发电效率至关重要。

本文将从引水系统的设计原理、结构以及必要的技术要求等方面进行详细介绍。

一、设计原理固滴水电站引水系统的设计原理是利用水的自然流动和重力作用，将水从水源地引入到水电站发电机组，以便发电。

具体来说，设计原理包括以下几个关键环节：1. 水源地选择：水源地的选择是引水系统设计的第一步。

通常情况下，水源地应具备水量充足、水质良好、地形适宜等特点，以确保引水系统的正常运行。

2. 水库建设：为了储存足够的水量，以应对用电高峰时期的需求，固滴水电站引水系统需要建设一个水库。

水库的规模和容量应根据实际需要进行设计，以确保供水的持续性和稳定性。

3. 引水渠道设计：引水渠道是将水从水库引入到水电站的关键通道。

在设计引水渠道时，需要考虑渠道的长度、宽度、深度等参数，以及地形条件和水流速度等因素，以确保水能顺利地流入水电站。

4. 引水管道设计：引水管道是将水从引水渠道输送到水电站的管道系统。

在设计引水管道时，需要考虑管道的材质、直径、长度、坡度等参数，以及水流压力和输送能力等因素，以确保水能顺利地输送到发电机组。

二、设计结构固滴水电站引水系统的设计结构包括水库、引水渠道和引水管道三个主要组成部分：1. 水库：水库是储存水量的重要设施，通常由大坝和堰塞体组成。

大坝用于囤积水源，而堰塞体用于控制水位和水流量，以应对不同时期的用水需求。

2. 引水渠道：引水渠道是将水从水库引入到水电站的通道。

通常情况下，引水渠道采用开挖或者人工建设的方式，通过合理的设计和施工，确保水能顺利地流入水电站。

3. 引水管道：引水管道是将水从引水渠道输送到水电站的管道系统。

通常情况下，引水管道采用钢管或者混凝土管道，通过合理的设计和铺设，确保水能顺利地输送到发电机组。

水电站课程设计任务书及指导书引水式水电站引水系统设计（供水工专业用）水利工程系2019.05.01设计任务书一目的和作用课程设计是工科院校学生在校期间一个较为全面性、总结性、实践性的教学环节。

它是学生运用所学知识和技能，解决某一工程问题的一项尝试。

通过本次课程设计使学生巩固、联系、充实、加深、扩大所学基本理论和专业知识，并使之系统化；培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神；培养学生初步掌握工程设计工作的流程和方法，在设计、计算、绘图、编写设计文件等方面得到一定的锻炼和提高。

二基本资料梯级开发的红旗引水式水电站，电站的主要任务是发电，并结合水库特性、地区要求可发挥水产养殖等综合效益。

电站建成后投入东北主网，担任系统调峰、调相及少量的事故备用容量，同时兼向周边地区供电。

该电站水库库容较小，不担任下游防洪任务，工程按二等Ⅱ级标准设计。

经比较分析，该电站坝型采用混凝土重力坝，厂房型式为引水式，安装4台水轮发电机组。

引水系统的布置应考虑地形、地址、水力及施工条件，考虑到常规施工技术条件，引水隧洞洞泾不宜超过12m。

因此，引水系统采用两条引水隧洞，在隧洞末端各设置一个调压室，从每个调压室又各伸出两条压力管道，分别给4台机组供水。

供水方式为单元供水，管道轴线与厂房轴线相垂直，水流平顺，水头损失小。

经水能分析，该电站有关动能指标为：水库调节性能年调节装机容量 16万kw （4台×4万kw）水轮机型号HL240 额定转速107.1r/min校核洪水位（0.1%）194.7m 设计洪水位（1%）191.7m正常蓄水位191.5m 死水位190m最大工作水头38.1 m 加权平均水头36.2 m设计水头36.2 m 最小工作水头34.6 m平均尾水位152.0 m 设计尾水位150.0 m发电机效率 96%-98%单机最大引用流量 Q max=124.91m3/s引水系统长度约800m三试根据上述资料，对该电站进行引水系统的设计，具体包括进水口、引水隧洞、调压室及压力管道等建筑物的布置设计与水电站的调节保证计算等内容。

目录摘要： (1)关键词： (1)前言 (2)1.基本资料 (3)1.1自然条件及工程 (3)1.1.1 流域概况及枢纽布置区的地理位置 (3)1.1.2水文气象 (3)1.1.3对外交通 (3)1.2工程地质概况 (3)1.3 枢纽效益及主要的建筑物 (4)1.3.1 枢纽效益 (4)1.3.2 挡水建筑物 (4)1.3.3泄水建筑物 (4)1.3.4木材过坝设施 (5)1.4 工程特征表 (5)1.4.1 枢纽水文特征 (5)1.4.2 枢纽下泄流量及下游相应水位 (6)1.4.3 水库特性 (6)1.4.4电站水头及装机容量 (7)1.5基本资料表 (7)1.5.1水轮机 (7)1.5.2发电机 (8)1.5.3开关站 (8)1.5.4主要副厂房参考面积 (9)1.6坝体附图 (10)2 .枢纽布置 (11)2.1开发方式及厂房类型 (11)2.1.1坝后式厂房 (11)2.1.2引水式厂房 (12)2.1.3地下式厂房 (12)2.1.4方案确定 (13)2.2压力钢管的供水方式 (13)2.3厂区位置选择 (14)3.引水系统布置设计 (15)3.1进水口设计 (15)3.1.1进水口设计的要求 (15)3.2进水口位置、型式、高程及轮廓尺寸的确定 (16)3.2.1进水口的型式 (16)3.2.2进水口的位置及高程的确定 (17)3.2.3进水口的轮廓尺寸的确定 (18)3.3进水口的主要设备 (20)3.3.1拦污栅 (20)3.3.2闸门及启闭设备 (20)3.3.3通气孔 (21)3.4引水管道设计 (22)3.5引水道水力计算 (23)4.机电设备及附属设备布置 (24)4.1水轮机型号及吸出高度 (24)4.1.1水轮机型号 (24)4.1.2水轮机吸出高度H s (25)4.2蜗壳设计 (25)4.2.1蜗壳型式 (25)4.2.2蜗壳断面形式 (25)4.2.3蜗壳包角 (25)4.2.4蜗壳的进口流速 (26)4.2.5蜗壳外形尺寸的确定 (26)4.3 尾水管设计 (28)4.4发电机设计 (28)4.4.1 垂直方向的主要尺寸 (28)4.4.2 水平方向上的主要尺寸 (29)4.5座环设计 (29)4.6 主厂房的起重设备选择 (30)4.7主变及开关站 (30)4.8调速器及油压装置 (30)4.8.1 调速器的功用 (30)4.8.2 调速器的型号选择 (31)5.调节保证计算 (33)5.1调节保证计算的任务和标准 (33)5.1.1水锤及调节保证计算的目的和任务 (33)5.1.2 调节保证计算的标准 (34)5.2高压管道经济直径的确定 (35)5.3 计算工况的选择 (35)5.4 各种工况下的调保计算 (35)5.4.1管道系统参数计算 (35)5.4.2 压力波速的计算 (36)5.4.3 管道特性系数的计算 (36)5.4.4 判别水锤的性质 (36)5.4.5 水击计算步骤 (37)5.5 机组转速变化计算 (40)5.6 调保计算成果分析选择 (41)6. 厂房布置设计 (41)6.1 厂区布置 (42)6.1.1 主厂房 (42)6.1.2副厂房 (43)6.1.3 主变压器的布置 (44)6.1.4开关站的布置 (45)6.1.5 厂区对外交通 (45)6.2主厂房主要尺寸的拟定 (46)6.2.1 主厂房长度的确定 (46)6.2.2 主厂房的宽度B的确定 (47)6.2.3 主厂房的剖面设计计算 (47)6.3尾水平台宽度的确定 (49)6.4对厂房辅助设备的布置 (50)6.4.1 油系统设备的布置 (50)6.4.2 压缩空气系统设备的布置 (50)6.4.3 供水系统设备的布置 (51)6.4.4 排水系统设备的布置 (51)6.5 主厂房各层设备布置 (51)6.5.1 发电机层的设备布置 (51)6.5.2 水轮机层的设备布置 (53)6.5.3 蜗壳层的设备布置 (53)6.5.4 尾水管层的设备布置 (54)6.5.5 装配场下层 (54)6.5.6 尾水平台 (54)7. 结构设计 (55)7.1机墩结构设计 (55)7.1.1基本资料 (56)7.1.2 强迫振动频率资料 (57)7.1.3 动力计算 (57)7.1.4 静力计算 (58)7.1.5 机墩的配筋 (59)7.2 压力管道结构设计 (59)7.2.1 基本假定及计算模型简化 (60)7.2.2 荷载组合 (60)7.2.3 设计要求及准则 (60)致谢 (I)参考文献..............................................................................................................................................................A 附录：东江水电站引水发电系统设计计算书 (1)东江水电站引水发电系统设计说明书学生：指导教师：摘要：本设计主要包括引水和发电两个系统的设计。

满拉水电站引水系统设计
李军;吴显伟
【期刊名称】《东北水利水电》
【年(卷),期】1998(000)012
【摘要】根据库区、隧洞区地形地质条件，引水建筑物布置在右岸，其进水口距
坝头约２２０ｍ，考虑到该电站处在强地震区的特点，初设阶段推荐竖井式进水口，技施阶段根据实际开挖的地质情况，对原设计进行了修改，采用了闸门与拦污栅联结成整体的岸塔式进水品方案，保证了进水口边坡的稳定。

引水隧洞平在采用折线布置，全长７９８ｍ，分上平段、斜管段、下平段、隧洞开挖后，发现地质情况较复杂，为保证工程质量与安全，对初设阶段的衬砌型式
【总页数】2页(P24-25)
【作者】李军;吴显伟
【作者单位】东北勘测设计研究院;东北勘测设计研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TV732
【相关文献】
1.满拉水利枢纽引水隧洞塌方原因分析 [J], 鲁修元
2.满拉水电站引水压力钢管施工 [J], 刘永胜;马惠全
3.水电站工程水资源的论证工作研究——以克里雅河拉依喀水电站引水工程为例[J], 王银良
4.满拉水电站引水隧洞开挖施工 [J], 张全福;汪友才
5.满拉水利枢纽引水发电洞开挖循环进尺分析 [J], 赵永君;王福运
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固滴水电站引水系统设计的相关介绍引水系统是水电站的重要组成部分，它起到将水源引入水电站的作用。

固滴水电站引水系统设计是为了保证水源的稳定供应和最大限度地提高发电效率而进行的。

本文将从引水系统的设计原则、设计步骤和设计要点等方面进行介绍。

一、设计原则1.可靠性：引水系统应具备良好的可靠性，能够在各种工况下正常运行，保证水源的稳定供应。

2.经济性：引水系统设计应尽量降低建设和运行成本，同时保证其正常运行和维护。

3.高效性：引水系统设计应考虑最大限度地提高发电效率，减少能源损失和浪费。

二、设计步骤1.确定水源：首先需要确定水源的位置和水量，通过水文数据和现场勘测等方式获取相关信息。

2.确定引水方式：根据水源的位置和水量，选择合适的引水方式，包括重力引水、抽水引水、压力引水等。

3.设计引水渠道：根据引水方式和水源的地形条件，设计引水渠道的线路、断面和坡度等参数，确保水流稳定、流速适宜。

4.设计水闸和泵站：根据引水系统的需要，设计水闸和泵站的位置、规模和工艺参数等，以保证水流的控制和调节。

5.设计沉砂池和水库：为了防止水中的泥沙对引水系统造成堵塞和损害，需要设计沉砂池和水库等设施，对泥沙进行沉淀和处理。

6.进行水力计算：根据引水系统的参数和水力学原理，进行水力计算，包括水流速度、水头损失、水力坡降等参数的计算和分析。

7.进行结构设计：根据引水系统的参数和水力计算结果，进行引水渠道、水闸和泵站等结构的设计，包括选材、强度计算和施工方案等。

8.进行安全评估：对引水系统进行安全评估，包括水灾风险评估、设备可靠性评估和施工安全评估等，确保引水系统的安全运行。

三、设计要点1.合理选择引水方式：根据水源的条件和工程要求，选择合适的引水方式，以降低成本和提高效率。

2.合理布置引水渠道：引水渠道的线路应尽量避免过高或过低的地形，以减少水力损失和防止泄漏。

3.合理配置水闸和泵站：根据引水系统的需要，合理配置水闸和泵站，以满足对水流的控制和调节。

木加甲一级水电站引水系统设计摘要：木加甲河为怒江右岸一级支流，属高黎贡山片区，工程区域地质岩性以花岗斑岩，花岗片麻岩为主。

木加甲一级电站为引水式电站，主要建筑物为首部枢纽，引水隧洞，洞内前池，压力钢管道，厂房等组成。

引水隧洞总长为5960m，其中无压隧洞长4790m，有压隧洞长1170m。

电站设计水头482m，属高水头水电站。

主题词：木加甲水电站引水系统引水隧洞压力管道木加甲一级水电站位于云南省怒江傈僳族自治州福贡县木加甲乡境内，为径流引水式电站。

木加甲河位于怒江右岸，为怒江一级支流，发源于高黎贡山山脉脊部，流域位于东经98°41′～98°49′、北纬27°24′30″～27°29′之间。

木加甲河流域水系主要由干流木来戛洛河和主要支流开洼洛河、急苏洛河组成。

木加甲一级电站在分别在三条河道2000m高程处建坝引水发电，电站取水口以上集雨面积125.65km2，取水口多年平均流量7.37m3/s。

电站为无调节径流式电站，设计水头482m，设计引用流量15.2 m3/s，总装机容量60MW，多年平均发电量2.7亿kw.h。

木加甲一级水电站为径流引水式电站，共设3座首部枢纽，分别从开洼洛河、木来戛洛河、急苏洛河上取水。

1#首部枢纽位于开洼洛河，通过1#隧洞引水至木来戛洛河；2#首部枢纽位于木来戛洛河，通过2#隧洞引水至前池；3#首部枢纽位于急苏洛河，通过3#隧洞引水至前池。

前池位于4#有压隧洞前段，为洞内前池。

前池汇水后通过4#有压隧洞和压力钢管引水至厂房发电。

电站厂房位于木加甲河右岸，布置两台冲击式机组，装机容量2×30MW。

工程总体布置如下图：首部枢纽和进水口设计木加甲一级水电站共布置3个首部枢纽，分别位于木来戛洛河、开洼洛河、急苏洛河上。

首部枢纽均属于低坝挡水，最大坝高不超过15m，首部正常蓄水位与大坝溢流堰堰顶高程一致。

进水口为无压开敞式进水口，设计引水流量均较小。

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２ ｏ ｏ ｏ ） 的规 定 ， 转 心湖水 电站 工程 规模 为 中型 ， 等 别 为
Ⅲ等工程 。主要建筑物拦 河坝 、 溢洪道 为 ３级 建筑 物 ， 引
水隧洞 为 ４级建 筑物 ， 厂 房及 临 时建 筑 物为 ５级 。拦 河 坝、 溢洪道及其消能 防冲设计洪水标 准为 ５ ０年一遇 ， 校 核 洪水标准 为１ ０ ０ ０ 年一 遇。引水 隧洞及 进 口、 电站 厂房 防 洪标准为 ３ ０年一 遇洪水 设计 ， ５ Ｏ年一 遇洪 水校 核 ， 根据
体厚度为 ４ ０～ ６ ０ ｍ， 主洞坡 降 ０ ． ３ ５ ％ 。隧洞地质 条件 较
好， 大部 分为 Ⅱ类围岩 ， 根据 物探 ， 隧洞沿线 有 １ ６条断 裂 带， 总长 １ ８ ０ ｍ， 为 Ｖ类 围岩 ， 围岩宽度 见地质 报告 。对 隧
２ 工 程 等 别 和 标 准
依据 《 水利水 电工程 等 级划 分及 洪水 标准 》 （ Ｓ Ｌ ２ ５ ２ １ Fra bibliotek 概况
转心湖水 电站位 于石 金河 干 流 中游 ， 坝 址位 于 黑河 市爱辉 区山神 府村 南３ ｋ ｍ处 ， 距黑 河 市 区２ ５ ｋ ｍ。 坝址 地
理坐标 为 Ｎ ５ ０ 。 ０ ９ １ ８ ” ， Ｅ １ ２ ７ 。 １ ３ ０ １ ” ， 坝 址 以上 流域 面积
第 １ ９卷 第 ４期
２ ０ １ ３年 ４月
水 利 科 技 与 经 济
Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｃｏ ｎｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｎ ｃ ｙ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅｃ ｏ ｎ ｏ ｍｙ
Ｖ０ １ ．１ ９ Ｎｏ ． ４ Ａｐ ｒ ．， ２ ０１ ３

探讨水电站发电引水系统的设计1引水隧洞洞径的确定根据该工程资料，设计水电站最大引水发电流量为31m3/s，故该引水隧洞需满足31m3/s的过流能力。

该工程采用深式进水口的有压引水隧洞，隧洞断面采用圆形断面，因为圆形断面的水流条件和受力条件都较为有利。

在装机流量一定的情况下，隧洞断面尺寸取决于洞内流速，流速越大所需要断面尺寸愈小，但水头损失愈大，而且流速越大，对工程地质要求也越高。

该工程为小（1）型工程，对于确定隧洞断面尺寸，采用经济流速法，目前我国水电站有压隧洞的经济流速一般为2.5～4.0m/s。

经计算得出，该工程有压隧洞的洞径为3.5m。

1.1进水口设计1.1.1进水口高程的确定该工程采用深式进水口，为避免河床淤沙进入隧洞，进水口底板高程须比河床的淤沙高程高出0.5～1m，该工程的淤沙高程为867.4m。

另外，为使引水隧洞形成稳定的有压流，避免出现漏斗状吸气漩涡，进水口需要一定的淹没深度，以闸门断面为计算断面（闸门采用矩形断面，宽、高均与隧洞洞经相等）。

经计算得出临界水深s为2.53m。

进水口除了要避免出现漩涡和吸气漏斗，尚应保证沿线不出现负压，对于后者，计算时可以简化取沿线洞顶处的水压力有不小于2.0m的水头。

经计算得，进水口闸门段顶部高程應在873.08m（875.61-2.53﹦873.08m）以下，进水口底部高程应在867.4m以上；而进水口位置越低，电站在正常运行时隧洞内水压力越大，但电站可利用库容也越大；综合考虑以上因素，取进水口底部高程为868.0m，则闸门顶部高程为871.5m。

则水库允许的最低水面高程h 为：h=871.5+2.53=874.03m。

1.1.2进水口进口段设计该隧洞进水口均匀断面为矩形断面，且采用宽高相等，均等于隧洞直径的尺寸。

那么，该进水口采用顶板及左右三面收缩的矩形断面，三面的收缩曲线为相同的1/4椭圆曲线，收缩断面方程式见公式（1）。

（1）为了使水流平顺地流入引水道，减少进口处水头损失，进口段的流速一般不宜太大，一般控制在1.50m/s左右。

３ ） 强 风化 石英 片岩 区采用 Ｃ ２ ５混 凝 土 置换 处 理 ，
关柜室、 储藏室和蓄 电池室。高程 ６ ３ ． ７ ０ ｍ层为电站 运行期员工主要活动区域 ， 从左至右依次布置通信机
房、 卫生 间 、 交接 班 室 、 辅助盘室、 工 程 师室 、 中控 室 和
会议 室 。 ３ ． ３ 开 关站
为５ １ ． ０ ０ ｍ， 上 游 侧 布 置 蝶 阀控 制 柜 、 液压装置 ， 每 台
为充 分 利用 钢 管 的承 压 能 力 ， 明确 钢 管 与 混 凝 土
机组右侧设机坑进人廊道 ， 风罩左侧设有调速器油压 装置 ， 下游侧风罩外侧布置消防、 控制柜。蝶阀及交通 廊道层地面高程 ４ ２ ． ０ ０ ｍ， 上游布置蝶阀操作廊道 ， 下
１ ） 破碎带 区域采用高压旋喷桩加固处理 ， 桩径大
于６ ０ ０ ｍ ｍ， 间距 ０ ． ８ ｍ， 桩 长 ６～１ ０ ｍ。
２ ） 强风化砂岩区采用钻孔灌注桩处理 ， 桩 径
２ １ ９ ｍ ｍ， 间距 １ ． ２ ｍ， 深度要求进入弱风化砂岩顶板线 下１ ． ０ ｍ， 桩体灌注 Ｃ ２ ５ 混凝土 。
电站 厂房位 于 大坝 下游 的左 岸滩 地上 ， 由机组 段 、 安 装场 （ 含 主厂 房 和副 厂房 ） 等 建 筑 物 组成 ， 安装 场 与 １号 机组 段相 邻 ， 副厂 房位 于主 厂房 上游 侧 。 电站 厂房 尺 寸 为 ６ ６ ． ７ ０ ｍ ×３ ７ ． ７ ０ ｍ ×３ ９ ． ４ ０ ｍ
刘嫦娥 ， 等： 道 耶坎 水电站引水发 电系统及厂 房设计
２ ０ １ ４年 ２月
压 力钢 管 直径 为 ８ ． ５ ｍ， 末端 接 钢岔 管 ， 主 管经 平 面 ｂ

水电站引水系统设计浅谈[摘要]本文结合腊撒水电站的实际运行状况，对引水系统的相关设计进行分析与阐述，提高结构稳定性，减少波动，满足水电站运行要求。

【关键词】腊撒水电站；引水系统；设计腊撒水电站位于缅甸北部克钦邦中部的迈立开江上，坝址位于迈立开江中段的勒萨（Laza）附近。

初步设计阶段，腊撒水电站正常蓄水位370m，水库回水至莫强坡附近，库长约171km，相应库容123.28亿m3，属高坝大库。

以下将对有关水电站引水系统的设计问题进行具体分析：一、进水系统设计对于引水系统的进水口来说，主要具备三大功能：一是确保保质保量地取水；二是避免泥沙等污染物进入引水道；三是及时确保水流中断。

若想满足相关功能要求，必须选择合理位置、合理布局。

1、进水口地质条件概述该系统的进水口部位地形坡度约45°左右，地表为坡积层覆盖，下伏基岩岩性为闪长岩、斜长角闪石岩，夹角闪石岩、斜长岩脉，岩体全风化底界垂直埋深20m左右，强风化底界垂直埋深25m左右，弱风化底界垂直埋深40m～50m。

进水塔底板地基为微风化岩体，块状、次块状结构，以Ⅱ、Ⅲ类岩体为主，岩体强度较高。

进水口正向边坡最大坡高约130m，走向N77°W，边坡中上部为全、强风化岩体，边坡稳定性受岩体强度控制，可能存在圆弧型破坏及沿底界面产生平面型破坏的可能，需加强支护及排水。

下部为弱风化岩体，边坡稳定性主要受结构面组合控制，根据结构面产状与边坡坡向初步分析，局部可能会产生块体失稳，总体上边坡稳定性较好。

2、进口形式与布置引水系统的进水口形式，主要通过进水口的取水方式、地质条件等决定。

如果采取坝上取水方式，应将进水口设置在坝体位置，即坝式进水口；如果地质条件恶劣、地形陡峭，应设置岸塔式进水口；同时，岸塔式进水口可以分为整体靠岸与下部靠岸两种形式，具体方式的选择与岩石的产状、节理发育、施工方式等有关。

在施工过程中，如果采取边开挖边支护的方式，或者先局部、后整体的方式，可实现垂直开挖或者边坡开挖，再从整体浇筑混凝土，确保进水口可整体靠岸；如果地形较为平缓或者地质条件恶劣，则应采取塔式进水口。

初步设计时采取了通过适 当增大隧洞过水断面减小 流速降低隧洞 ∑厶 值 ，使引水系统压力水道的惯 性时间常数 满足规范要求 ，推荐 了在压力钢管 支管末 端设 置减 压 阀 （ 设 调 压井 ） 不 的引 水 系 统 布 置方 案 。设 置减 压 阀的 目的 ，是 用来保 证 机组 的运 行稳定 性 和引水 系统 水力过 渡过 程 的要求 。
李 晓彬 ， ： 等 自强水 电站引水 系统优化设计
２０ ０ ６年第 ２期
（） １ 合理调整引水隧洞纵坡 ，将隧洞纵坡调缓 为 ０ ８ ，使调 压 井 的高度减 小 。 ．％ （ ）调 整施 工布 置和施 工方 法 ，从厂 房后 坡设 ２ 置施工便 道 到达施 工支 洞 出 Ｅ ，使 施 工支洞 缩 短 了 ｌ 很多。 （ ）调压井 型式为 圆形 阻抗式 ， ３ 内径 Ｄ＝ 阻 ５ｍ，
足机组 运行 稳定 要求 的实例 较少 ，同时 因减 压 阀 的 运行 可靠性 和 耐 久性 受 制 造 工 艺 水 平 和 材 料 的限 制，故机组的长期安全运行稳定性难 以得到保障。 因此 ，随着 电站 的开 工 建设 ，对 引水 系 统 的地形 、 地 质条 件 、施 工条 件 的认 识更 加深 入 ，在本 工程招 标 及施 工详 图阶段 对 引水 系统 进行 了优 化设 计 ，经
关键词 ：水工结构 ；引水系统 ；减压 阀 ；调压井 ； 自强水 电站 中图分类号 ：Ｔ ７ ２ Ｖ ３ 文献标 识码 ：Ｂ 文章编号 ：１０ －１３ ２０ ）２０ ３ －２ ０ ７０ ３ （０ ６ ０ －０ ０ ０
０ 工 程 概 况
自强 水 电站位 于贵州 省织 金县 自强 乡 ，坝 址位 于 自强 乡老寨 干河段 ，厂址位 于东风 水 电站三 岔河 库 尾 凹河 左 岸 ，厂 址 与 坝 址 的直 线 距 离 约 ４ ｋ ｍ，

２）发电引水系统下部采用 Ｃ１５混凝土回填，大 体积混凝土浇筑要求采取薄层浇筑（０３－０５ｍ）连 续上升的施 工 方 法，在 连 续 上 升 时 每 薄 层 的 允 许 浇 筑时间，要求必须在混凝土初凝时间内完成，夏季允 许浇筑时间 ２－４ｈ、其他季节按 ６ｈ控制；一个升层高 度≤３ｍ，层间间隙时间为 ７ｄ左右。 ２１ 进水口
图 ２ 芙蓉江角木塘水电发电引水系统纵断面图
［收稿日期］２０２０－０２－０４ ［作者简介］黄晶（１９８７－），男，江西赣州人，工程师，从事水利水电工程设计工作。
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２０２０年 第 ３期 （第 ４８卷）
黑 龙 江 水 利 科 技 ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＨｙｄｒａｕｌｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
井筒顶部设 置 清 污 及 检 修 平 台，配 置 一 台 液 压 耙斗式清污机兼启闭机用于 ４扇拦污栅的清污及启 闭；配置一台台车式启闭机用于 ４扇检修闸门检修； 每扇快速闸门配置一台液压启闭机。 ２２ 压力引水道
压力引水道 接 取 水 口 闸 室 末 端，其 轴 线 在 平 面
方向上与坝轴线垂直。因压力引水道要穿过厂房段 坝体，为了减小引水道位置的坝体应力，每台机组采 用 ２条引水道，一共 ４个进水口；同时为了减少引水 道长度，综合 考 虑 进 水 口、引 水 道 的 布 置、机 组 进 水 管的断面型式和尺寸等，引水道采用矩形断面，断面 尺寸 ５１２５ｍ×６２７ｍ，压力引水道采用 Ｃ２５钢筋混 凝土衬砌，孔间隔墩约 ２０ｍ［２］。
１ 工程概况
芙蓉江角木塘水电站位于贵州省芙蓉江下游的 道真县忠信 镇 联 江 村，为 芙 蓉 江 水 电 梯 级 开 发 中 的 第 １１级。工程由碾压混凝土重力坝、左岸坝顶溢流 表孔、左岸泄 洪 兼 放 空 洞、右 岸 发 电 引 水 系 统、河 床 式厂房及升压站等主体建筑物组成。工程规模为中 型，水库总库容 ３２５９万 ｍ３，兴利库容 ３８５万 ｍ３，工 程任务主要为发电，装机 ２台，总装机容量 ７０ＭＷ，保 证出力 １０１ＭＷ，多年平均年发电量 ２５１亿 ｋＷ·ｈ。

【 ｂｔ ｃ】 ｈ ａｉｅｇ ｅ ａ ｒｆ ｃ ｕｔ ｎｔ ｙ ｔ ｎ ｅｇ ｆ ｉｓ ｎｓ ｔ ｆ ｉｎｍ Ｄ ｏａｇＨ ｄ ｐｗｒ Ａ ｓａｔ Ｔｅ ｒ ｌ ｉ ｓ ｉ ｃ ｎ ｏ ｅｌ ｏ ｄｄｓｎｏ ｄ ｉｏ ｓ ｍ ｏ Ｖｅ ａ ｕｙ ｙｒ ｏ ｅ ｒ ｔ ｖ ｂｅａ ｏ ｈ ａ ｕ ａ ｃ ｉ ｖｉ ｙｅ ｔ ｎ ｏ
集 雨 面 积 ２ ５ｋ ６ ｍ ，多 年 平 均 流 量 ７４ ，距 越 南 林 同 省 大 ．７ｍ
进行设计 。电站建成后 ，在 电网 中主要担负调峰 、渊频任务 。 根据越南已实施峰谷 电价 （ 目前峰谷 电价 比为 ４： ） １ ，可直接 计算 出无调节与 日调节电站 的产出效益差值 ，按 日调 节电站开
【 关奠调 】ｌ 统；布置； ５水系 设计；越南多洋水电站
【 中圈分类号】Ｖ ３ ． 【 Ｔ ７ ２ 文献标识码 】 【 ３ Ａ 文章编号】 ７— ６８２１）０ ０２—３ １ ４ ０８（００２— ２ １０ ６
Ｌ ｙ ｕ ｎ ｓｇ ｆＤｉｅ ｓｏ ｙ ｔｍ ｆＶｉｔ ａ Ｄｕ ｙ ｎ ｄ ｏ ｏ ｒＳ ａｉ ｎ Ｃｏ ｓｒ ｔ ｎ ａ ｏ ｔａ ｄ Ｄｅ ｉｎ ｏ ｖ ｒｉ ｎ Ｓ ｓｅ ｏ ｅ ｎ ｍ ｏ ａ ｇ Ｈｙ ｒ ｐ ｗｅ ｔｔｏ ｎ ｔ ｕｃｉ ｏ
越南 多洋水电站工程引水系统布置 与设 计
苏锦 豪
（ 西 南 宁 水利 电力设 计 院 ，广 西 南宁 ５０ ０ ） 广 ３０１
【 耍】 掖 文章介绍越南多洋水电站引水系统布置与设计要点，指出其根据地形特点，通过隧洞跨流域引水发电，
同时修建 Ｅ调节水库 ，具备更 高技术含量，将带来 巨大经济效益。 Ｉ
发 将 可 获得 更 大 ห้องสมุดไป่ตู้ 益 。

第３９卷第４期红水河Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．４２０２０年８月ＨｏｎｇＳｈｕｉＲｉｖｅｒＡｕｇ．２０２０老挝会兰庞雅水电站引水系统设计张金强（中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司，广西㊀南宁㊀５３０００７）摘㊀要：老挝会兰庞雅水电站引水系统因水头高㊁线路长㊁明管段覆盖层较厚，设计难度大㊂笔者主要介绍了引水系统布置方案的选择和主要建筑物设计，表明引水系统方案选择时应主要考虑工程投资㊁地质风险㊁施工难度和工程工期等因素；明管段设计中，镇墩裂缝控制㊁竖向变形协调和横向位移限制等是保证其结构安全的关键㊂电站２０１５年竣工发电后，引水系统安全运行至今，表明其设计是安全可靠的㊂关键词：引水系统；明钢管；埋钢管；镇墩；支墩；岔管中图分类号：ＴＶ７３２文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－４０８Ｘ（２０２０）０４－００１５－０４１㊀工程概况老挝会兰庞雅水电站位于老挝南部Ｂｏｌａｖｅｎ高原的会兰庞雅河上，开发任务为发电㊂工程坝址处控制流域面积为２３７ｋｍ２，多年平均流量为１１．４ｍ３／ｓ㊂枢纽正常蓄水位８２０ｍ，发电死水位７９５ｍ，总库容１．４１亿ｍ３，有效库容１．２２亿ｍ３，水库具有不完全年调节能力㊂电站采用引水式开发，额定水头５２９ｍ，额定流量１９．３８ｍ３／ｓ，装机容量８８ＭＷ，属Ⅱ等大（２）型工程㊂引水系统由岸塔式进水口㊁低压引水隧洞㊁调压井㊁压力管道等建筑物组成，建筑物级别为３级，全长６．６０ｋｍ㊂工程区抗震设防烈度为Ⅵ度㊂２㊀引水系统区域地形地质条件２．１㊀地形条件引水系统布置于河道右岸㊂引水隧洞进水口位于坝址上游约４．１ｋｍ的右岸山坡与河流一级阶地交接地带，地面高程为７８８ ７９２ｍ，山坡坡度为１５ʎ ３５ʎ㊂隧洞低压段横穿雄厚的北西向山脉，山脉峰顶高程为１０３０ｍ，至山脉另一侧出洞，全长约２．９８ｋｍ，出洞口高程为７６５ｍ㊂隧洞沿线为连绵的㊁舒缓波状起伏山体，途经５条较大的山沟，沟底基岩出露，最低山沟高程为８４８ｍ，隧洞最大垂直埋深为２５５ｍ㊂隧洞出口处基岩裸露，地形坡度为３５ʎ ４５ʎ，自然边坡基本稳定㊂调压井布置在大山脉的下游侧陡坡上，地面高程为８４０ ８６０ｍ，地形坡度为３５ʎ ４５ʎ，地表基岩裸露㊂隧洞低压段在高程７６５ｍ出洞后接明管，沿山坡面下至高程３０５ｍ再接高压隧洞段，明管沿线山坡坡度为３５ʎ １５ʎ，由上而下，坡度逐渐变缓，坡脚高程为３０６ｍ㊂高压隧洞沿线为舒缓波状起伏丘陵地形，地面高程为３０６ ３８５ｍ，地形坡度为５ʎ ２０ʎ㊂隧洞出口段，高程２３８ｍ以上山坡地形坡度为３０ʎ ４５ʎ，基岩出露；高程２３８ｍ以下地形坡度为１０ʎ １５ʎ，土层覆盖㊂２．２㊀地质条件岸塔式进水口建基面高程为７８７．５０ｍ，为弱风化泥质粉砂岩㊂进水口边坡覆盖土层薄，边坡基岩岩层产状倾向坡外，倾角６ʎ ８ʎ，边坡稳定㊂引水隧洞沿线基岩为微风化细砂岩㊁泥质粉砂岩和粉砂质泥岩，属于软弱相间岩体，岩体较完整，围岩稳定性主要受岩体强度控制㊂围岩为细砂岩的洞段稳定性较好，一般为Ⅲ类围岩，约占５０％；围岩为泥质粉砂岩和粉砂质泥岩的洞段稳定性较差，为Ⅳ Ⅴ类围岩，其中Ⅳ类围岩约占３８％，Ⅴ类围岩约占１２％㊂由于岩层产状近水平，隧洞拱顶围岩稳定性较边墙差，部分洞段拱顶易发生坍落㊂隧洞出口地段地形坡度为３５ʎ ４０ʎ，基岩裸露，岩层倾向坡内，边坡稳定条件较好，局部因裂隙切割，可能存在不稳定块体㊂㊀㊀调压井位于陡坡上，岩层倾向坡内，边坡稳定㊀㊀收稿日期：２０２０－０４－０８；修回日期：２０２０－０５－２８㊀㊀作者简介：张金强（１９７９），男，湖北随州人，工程师，硕士，主要从事水工结构设计，Ｅ－ｍａｉｌ：４９３４６４０２＠ｑｑ．ｃｏｍ㊂５１㊀红水河２０２０年第４期条件较好㊂调压井基岩为细砂岩㊁泥质粉砂岩和粉砂质泥岩，属于软弱相间岩体，岩体较完整，围岩稳定性主要受岩体强度控制㊂围岩为细砂岩的井段稳定性较好，一般为Ⅲ类围岩，约占５１％；围岩为泥质粉砂岩和粉砂质泥岩的井段稳定性较差，为Ⅳ Ⅴ类围岩，其中Ⅳ类围岩约占３０％，Ⅴ类围岩约占１９％㊂明管段沿线地形坡度较陡，岩层倾向坡内，对边坡稳定有利，但表层分布有较松散的崩塌堆积块石㊁碎石㊂明管段水平距离２５８６ ２８１２ｍ，山坡坡度为３０ʎ ３５ʎ，基岩裸露，强风化砂岩㊁泥岩厚度为８ １４ｍ，岩体卸荷较松驰；明管段水平距离２８１２ ４６６０ｍ，山坡坡度为１５ʎ ３０ʎ，崩塌堆积块石㊁碎石及残坡积混角砾粉质黏土厚度为２ １０ｍ㊂高压隧洞埋管段沿线地层岩性与引水隧洞沿线岩性基本相同，Ⅲ类围岩约占４７％，Ⅳ类围岩约占２９％，Ⅴ类围岩约占２４％㊂３㊀引水系统布置３．１㊀方案选择引水系统布置于右岸㊂进水口位置选定原则：在高于水库淤积高程的前提下，尽量缩短引水路径的长度，选定的进水口位置与厂房间连线基本为直线，为最短路径㊂方案选择时重点对引水系统的纵向布置进行了比选，三个比选方案分别为：１）方案一㊂引水隧洞及调压井＋上平段埋管＋明管＋下游竖井＋下平段埋管㊂２）方案二㊂引水隧洞及调压井＋上游竖井＋中平段埋管＋明管＋下游竖井＋下平段埋管㊂３）方案三㊂引水隧洞及调压井＋上游竖井＋中平段埋管＋下游竖井＋下平段埋管㊂其中，方案一和方案二不需设置施工支洞，方案三需在下游竖井的顶部和下平段埋管中部各设一条施工支洞㊂三个比选方案的平面轴线相同，典型纵剖面见图１㊂图１㊀引水系统三个比选方案的典型纵剖面图㊀㊀三个比选方案的技术经济比较结果为：１）工程投资㊂方案三虽然有两条施工支洞，但可利用围岩分担内水压力，压力钢管用量少于方案一和方案二，因此，三个方案的工程总投资差别不大，但方案三略优于另外两个方案㊂２）施工难度㊂方案三上游竖井加上调压井的高度为３５０ｍ，下游竖井高度为３００ｍ，对开挖洞径为３．４０ｍ的小直径竖井，倾斜度控制难度较大，因此方案三的施工难度最大㊂３）地质风险㊂方案三高压隧洞全部为地下工程，而隧洞位于砂岩泥岩互层区域，且国外工程前期勘探深度不够，如遇到不良的软岩地质条件，则工期很难控制，因此方案三的地质风险也较大㊂４）工期㊂方案三的工期最长，方案二的工期和施工难度均介于方案一和方案三之间㊂综上所述，方案一虽然投资略高，但施工难度低，地质风险小，工期最短，最终选择方案一为推荐方案㊂３．２㊀选定方案布置引水系统由岸塔式进水口㊁引水隧洞㊁调压井㊁压力管道（包括明管㊁埋管和竖井）㊁岔管㊁支管等组成，全长６．６ｋｍ㊂进水口段长１６ｍ，设有拦污栅１孔，平板事故闸门１扇㊂引水隧洞长２５００ｍ，马蹄形断面，钢筋混凝土衬砌，洞径净尺寸为２．４０ｍ㊂调压井下游为高压管段，采用压力钢管，钢管直径均为２ｍ㊂其中，上平段埋藏式钢管长１２８ｍ，末端为隧洞出口，设置蝶阀室；蝶阀室下游为高压明管段，布置于由陡渐缓的山坡上，最大坡度３２ʎ，长２１３４ｍ；明管末端通过９０ｍ高的竖井与下平段埋钢管连接，竖井和埋管为圆形断面，采用钢衬外包混凝土的衬砌方式，埋管长１６９６ｍ㊂压力管道采用一管两机的供水方式，采用Ｙ６１张金强：老挝会兰庞雅水电站引水系统设计㊀型月牙肋岔管，分岔角为６０ʎ，支管直径为１．４ｍ㊁长３４ｍ，支管后接球阀㊂４㊀主要建筑物设计４．１㊀引水隧洞引水隧洞起点为进水口末端，高程为７９０．９０ｍ，终点为调压井处，高程为７６５．００ｍ，长２５００ｍ㊂隧洞为马蹄形断面，断面底宽１．８ｍ，高２．４ｍ，顶拱半径１．２ｍ，纵坡ｉ＝１．３２％㊂隧洞额定引用流量１９．３８ｍ３／ｓ，过流断面面积４．９８ｍ２，额定流速３．８９ｍ／ｓ，在２．５ ４．５ｍ／ｓ的经济流速范围内［１］㊂引水隧洞一次支护为锚喷支护，永久支护为钢筋混凝土衬砌㊂一次支护：Ⅲ类围岩顶拱１８０ʎ范围设锚杆钢筋网，全断面喷混凝土厚５０ｍｍ；Ⅳ类围岩全断面锚喷支护，喷混凝土厚１００ｍｍ；Ⅴ类围岩全断面锚喷支护，喷混凝土厚１５０ｍｍ㊂钢筋混凝土衬砌厚度为３００ｍｍ，按照限裂设计［２］㊂４．２㊀调压井调压井为阻抗式，内径５．００ｍ，阻抗孔直径１．２５ｍ，布置在引水隧洞末端㊂调压井底高程７７４．００ｍ，顶高程８４５．５０ｍ，最高涌浪水位８３９．２４ｍ，最低涌浪水位７７３．０２ｍ㊂调压井采用０．６ｍ厚钢筋混凝土衬砌㊂为防滚石，井筒顶面设现浇混凝土盖板，井筒高程８４２．００ ８４４．９０ｍ范围外侧半圆与外界连通，以满足通气要求［３］㊂调压井与引水隧洞采用竖井连接，竖井直径２．４０ｍ，高８．５０ｍ㊂调压井下游１２ｍ处为埋藏式钢管的起点㊂为提高调压井围岩抗力，防止内水外渗，对调压井高程８２４ｍ以下围岩㊁连接管及井筒底部一定范围的隧洞围岩进行固结灌浆处理㊂调压井下游埋藏式钢管的起点设帷幕灌浆㊂４．３㊀高压明钢管蝶阀室至竖井顶部为高压明钢管，起点高程７６５．００ｍ，终点高程３０３．００ｍ，沿程全长２１３０ｍ，直径２．０ｍ㊂引水系统明管段坡度由陡变缓，最大坡度３２ʎ，覆盖层深度为１０ ２２ｍ㊂明管段共有镇墩２０个，支墩２２０个，其中１２个镇墩和１８８个支墩置于土基上㊂镇墩间距为８０ １５０ｍ，陡坡段的镇墩间距适当减少，最大镇墩间距位于１９号镇墩与２０号镇墩间，间距为１７５ｍ；支墩间距为８ １０ｍ，其中镇墩与下游第一个支墩的间距较小，为５．５ ６．５ｍ㊂明钢管管壁材料：低压段为Ｑ３４５Ｒ钢板，管壁厚度为１４ ３８ｍｍ；高压段为６１０ＭＰａ级高强钢板，管壁厚度为３４ｍｍ；加劲环㊁止推环㊁支撑环及进人孔材料为Ｑ３４５Ｒ㊂钢管采用滑动支座，支座底部滑块采用ＭＧＥ材料，滑块与滑道间的摩擦系数小于０．１，支座左㊁右侧设置横向防滑脱构件，同时起到水平横向限位作用，允许水平横向位移为２ｍｍ㊂镇墩内钢管设止推环㊂明管起点至４号镇墩间的明钢管外壁设加劲环，加劲环厚为１２ １６ｍｍ㊁环高为１００ｍｍ㊁间距为２５００ｍｍ，以满足明管抗外压稳定的要求㊂镇墩下游侧设伸缩节，以满足钢管轴向㊁径向和角位移的要求㊂压力钢管检修孔布置于３号 ２０号镇墩上游侧，共１０个，采用侧向开孔，开孔直径５００ｍｍ㊂４．３．１㊀镇墩高压明管段在立面㊁平面转弯处共设置２０个镇墩来保证钢管的稳定，其中１９号镇墩为平面转弯，其余镇墩为竖向立面转弯㊂１号㊁１２号㊁１３号㊁１６号 ２０号镇墩置于岩基上；２号 １１号㊁１４号㊁１５号镇墩置于中等坚实土层地基上，每个土基上的镇墩基础均设４根挖孔灌注桩，以保持土基上镇墩地基变形协调，防止出现不均匀沉降㊂镇墩为钢筋混凝土结构，横断面为矩形，钢管外包混凝土的厚度在钢管两侧腰部最薄，为１ｍ，镇墩结构尺寸由抗滑稳定计算确定㊂镇墩内设止推环，上凸弯管内配置锚筋以抵抗钢管外掀力，并在镇墩表面配置钢筋网，以保持镇墩的整体性㊂明管首次充水时，６号 ２０号镇墩在左右侧腰线㊁顶部和底部均出现了水流向开展的贯穿裂缝，裂缝宽度为０．４ ０．８ｍｍ㊂镇墩开裂的原因为：镇墩为大孔口混凝土管，虽已按照规范配置了抵抗不平衡荷载的锚固钢筋和表面钢筋网，但镇墩内钢管和外包钢筋混凝土形成联合受力结构，对厚管壁的镇墩混凝土结构，在高内水压力作用下钢管发生向外的膨胀变形不可忽略，外包混凝土承受的拉应力超过其限值后，即在混凝土最薄弱处形成裂缝㊂考虑到会兰庞雅水电站为高水头明管，宜控制镇墩的裂缝宽度，以保证工程的安全㊂因此在６号 ２０号镇墩表面增加５００ １１００ｍｍ厚的外包钢筋混凝土，并通过平面非线性有限元计算，将镇墩的裂缝开展宽度控制在０．３ｍｍ以内［４］，以保证结构的耐久性㊂钢管再次充水后，镇墩的实际裂缝宽度均在０．３ｍｍ以内，并经受了甩负荷的考验㊂４．３．２㊀明管支墩和支座明管沿线设２２０个支墩，其中１８８个支墩置于土基上㊂土基上的支墩采用扩大基础设计，控制基底附加应力小于零，应力比不超过１ʒ２，以控制支墩的绝对沉降和倾斜㊂７１㊀红水河２０２０年第４期钢管采用滑动支座，支座底部滑块采用ＭＧＥ材料，滑块与滑道间的摩擦系数小于０．１㊂支座左㊁右侧设置横向限位构件，但规范没有明确规定横向限位的位移值，因本工程水头高，明管横向不平衡力对支座的横向位移较为敏感，经论证，支座水平横向限位位移设为２ｍｍ㊂４．３．３㊀伸缩节伸缩节设置在明管的两镇墩之间㊂１号镇墩至１９号镇墩管段，两镇墩间直管段长度为８０ １５０ｍ，伸缩节位于镇墩与下游第一个支墩间；１９号镇墩至２０号镇墩间直管段长约１７５ｍ，超过１５０ｍ，但管道为水平布置且长度未超过２００ｍ，根据规范将伸缩节布置在管段的中部［５］㊂伸缩节为复式波纹管伸缩节，可补偿明管轴向㊁径向和角向变位㊂伸缩节的轴向补偿位移主要适应温度变化引起的钢管轴向伸缩，径向和角向补偿位移主要适应镇墩支墩地基不均匀沉降引起的变位㊂经计算，伸缩节的轴向位移为ʃ１００ １５０ｍｍ，径向补偿位移为４０ ８０ｍｍ，角变位为１ʎ㊂４．４㊀高压埋藏式钢管高压埋藏式钢管起点位于明管末端的２０号镇墩处，包含竖井段和下平段，内水压力为５．８７ ７．１４ＭＰａ，直径为２ｍ㊂竖井段高９７ｍ，下平段起点高程为２１０ｍ，终点高程为２０６．１４ｍ，总长１６９６．５ｍ，纵坡ｉ＝０．２３％㊂埋藏式钢管外包６００ｍｍ厚Ｃ２０素混凝土㊂竖井上段的３０ｍ及下平段末段的９０ｍ按照明管计算，钢管允许应力按照明管要求取值，其余管段按照埋藏式钢管计算，考虑围岩联合承载㊂竖井上段３０ｍ长度的钢管为壁厚３４ｍｍ的６１０ＭＰａ级高强钢，竖井下段钢管为壁厚３６ｍｍ的Ｑ３４５Ｒ钢材；下平段考虑围岩联合承载的钢管为壁厚３８ｍｍ的Ｑ３４５Ｒ钢材，下平段出口段钢管为壁厚４０ｍｍ的６１０ＭＰａ级高强钢㊂埋藏式钢管抗外压稳定满足要求，不需专门设置抗外水压力的加劲环㊂埋藏式钢管主要进行回填灌浆和接触灌浆㊂回填灌浆范围为顶拱１２０ʎ㊁Ｑ３４５Ｒ材质管段，采用预留孔灌浆法；６１０ＭＰａ级高强钢管段为减少开孔对钢管的不利影响，采用在钢管外预埋灌浆管路的灌浆法㊂接触灌浆范围为钢管底部，仅对脱空面积大于０．２ｍ２的区域采用现场开孔灌浆㊂４．５㊀岔管岔管位于厂房上游，布置在主管末端，为Ｙ型月牙肋岔管，按明管设计㊂岔管分岔角为６０ʎ，采用６１０ＭＰａ级高强钢材，经计算，肋板厚１００ｍｍ，主管㊁岔管和支管的管壁厚度分别为４２ｍｍ㊁４８ｍｍ和３４ｍｍ㊂为确保岔管安全并消除残余应力，对岔管进行了现场水压试验，试验压力为１．２５倍的最高内水压力㊂５㊀结论会兰庞雅水电站引水系统的布置综合考虑经济㊁地质㊁工期和施工难度等因素，最终选择施工难度较低㊁地质风险相对较小㊁工期可控的方案作为施工方案，为工程提前发电提供了保障㊂高压明钢管是会兰庞雅水电站引水系统设计的重点和难点，其镇墩混凝土采用限裂设计，确保了结构耐久性和工程安全；土基上的镇墩采用桩基础㊁支墩采用扩大基础的设计方案，确保了相邻建筑物的竖向位移协调；支座采用合理的横向限位，避免了钢管承受大的横向荷载㊂高压埋藏式钢管采用围岩联合承载，减小了管壁厚度；高强钢管段的回填灌浆采用预埋管的方案，避免了高强钢管段的开孔对钢材应力的不利影响㊂会兰庞雅水电站于２０１５年投产发电，目前运行良好㊂参考文献：［１］㊀王仁坤，张春生．水工设计手册：水电站建筑物：第８卷［Ｍ］．２版．北京：中国水利水电出版社，２０１３：５１－５２．［２］㊀ＳＬ２７９－２０１６，水工隧洞设计规范［Ｓ］．［３］㊀ＮＢ／Ｔ３５０２１－２０１４，水电站调压室设计规范［Ｓ］．［４］㊀ＤＬ／Ｔ５０５７－２００９，水工混凝土结构设计规范［Ｓ］．［５］㊀ＮＢ／Ｔ３５０５６－２０１５，水电站压力钢管设计规范［Ｓ］．ＤｅｓｉｇｎｏｆＤｉｖｅｒｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍｏｆＨｏｕａｙＬａｍｐｈａｎＧｎａｉＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎｉｎＬａｏｓＺＨＡＮＧＪｉｎｑｉａｎｇＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｒｏｕｐＧｕａｎｇｘｉＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ． 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经 过 对牛 腿高度验 算，满足 裂 缝 控 制 条 件，现仅 对 纵 向受 拉 钢 筋 配 筋 计算进行重点研究，按不同计算方法考 虑的纵向受拉钢筋计算成果见表3。
通 过 上 述 计算成 果表可知，按常 规牛腿方式计算得到的纵向受拉钢 筋面积最小，按简化牛腿方式、悬 臂 梁方式及有限元应力图形法计算得到 的 钢 筋面 积 基 本 相当，按 规 范 规 定 的 大体积混凝土方式考虑配筋面积最 大，但均 远 小于按 结 构 最小 配 筋 率计 算 结 果 。从有 限 元 应 力图 形上可以看 出，牛腿结构内部总拉应力值并不大， 按有限元应力图形法算得的配筋量 已基本能满足要求。最终选配钢筋为 Φ32@15cm（面积AS=5361mm2）。
图形法
依 据 规 范[4]中大体
/
积混凝土配筋计算公 4810
式。
采 用A NS YS 计算牛
腿的内部弹性应力
场，选 取 高 应 力区 应 力最大断面的典型路
径 进 行 应 力 路 径 积 2728
分。按非 杆件 体系钢 筋混凝土结构的线弹
性应力图形法进行配
筋计算。
表3 不同计算方法纵向受拉钢筋配筋计算成果表
8550 /
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5. 结语 果多水电站引水系统具有坝式进
水口整体布置紧凑且体形合理、坝后背 管采用防寒抗震全留槽（浅埋管）结构 型式、大型牛腿结构设计配筋计算方法 研究等鲜明技术特色，可为同类工程借 鉴。电站自2015年12月首台机组并网发 电以来，引水系统至今运行良好。
Φ22@150 副厂房底板
表2 坝后背管结构计算成果表
向 的 低高 程 区 域 第一主 应 力最 大值 为1.29MPa，大于混凝土的抗拉强度 设 计 值，会 有顺 水 流 方向 裂 缝 出现 。 结 合 计算成 果 进 行 配 筋计算，垂直 水 流方向的坝面受力钢筋Φ22@15cm， 钢 管外包混 凝 土 迎 水 面内层 受 力钢 筋Φ25 @20cm，裂 缝宽度 最大值 为 0.27mm，满足要求。

状 、 块 状结 构 ， Ⅱ Ⅲ类 岩 体为主 ， 体 强度较 高 。 次 以 、 岩 进水 口 向边 管段 的进 洞方 式 。 正 只要 采取合 理 的工程措 施 与施 工程序 ， 么进 出洞 那 坡 最 大 坡高 约１０ 走 向Ｎ７ 。 ， ３ ｍ， ７ Ｗ 边坡 中上部 为全 、 强风 化岩 体 ， 边 口位 置的上 覆岩石 厚度 对进 洞 出洞 产生 的影 响较 小 。 另外， 上覆岩石
坡 稳 定性 受 岩 体强 度控 制 ， 能存 在 圆弧 型破 坏 及 沿底 界 面产生 平 的厚度一 般根 据强 风化岩 体的 中下线 部 位计算 ， 其发育程 度相 关； 可 与 面 型破 坏 的可 能 ， 需加 强支 护及 排 水。 下部 为弱风 化 岩 体 ， 边坡 稳 定 二是 针对 流速 为 １ｍ／ 以上 的高速 水流 隧洞 ， ６ ｓ 应尽量在平 面位 置布置 性 主要 受结 构面 组合控 制 ， 根据 结构 面产 状与边 坡坡 向初 步分 析， 局 直 线 ， 如果 受 到 地形 地 质 限制 ， 以 形成 直 线 ， 难 应尽 量控 制 转 弯。 应 部可 能会产 生块体 失稳 ， 总体上边 坡 稳定性 较 好。
对于 引水系统 的进 水 口来说 ， 主要具 备 三大功能 ： 一是 确保 保 质 三 组节 理 间距一 般３ ｃ ５ ｃ 延 伸较 长 ， 理面 多平直 、 糙 充 ０ ｍ－ ０ｍ， 节 粗 保量 地 取水 ； 二是避 免泥 沙等 污染物 进入 引水道 ； 三是及 时确 保水流 填 泥膜 、 膜 ， 它节 理 间距 一般 大 于ｌ 性 状 无 明显差 别 。 体 结 锈 其 ｍ， 岩 中断 。 想满 足相 关功能 要求 ， 若 必须 选择 合理位 置 、 理布局 。 合 构 以块 状 、 块 状 结 构 为主 ， 室位于 地下 水位 线 以下， 次 洞 围岩总体 稳

引 水 系 统 总 长 １ ｍ ， 其 中 低 压 引 水 隧 洞 段 长 约 １ ． ４ｋ ３６ ｋ ， 发 电 水 头 ２ ６Ｉ ， 流 量 １ １６ １３ ， 采 用 一 洞 四 ｍ ３ ｎ ０ ． ＩＳ Ｔ／ 机 联 合 供 水 方 式 ： 引 水 洞 末 端 设 置 上 游 调 压 室 ，后
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水 力 发 电
第 ３ 卷第 ９ ７ 期
２ １ 年 ９月 ０１
某 水 电 站 长 发 电 引 水 系 统 设 计 和 优 １ｃ ＇ ４
潘 旭 东 ，杨 照 明 ，郭 宇
（ 新疆 水 利 水 电勘 测 设 计研 究 院 ，新疆 乌 鲁 木 齐 ８０ ０ ） ３ ０ ０
摘 要 ：根据 新 疆 某水 电站 发 电 引水 系统 的地 形 、 地质 条件 ，对 发 电 引水 洞 Ⅱ类 及 ⅢＡ 类 （ Ⅲ类 偏 好 ）围 岩 洞 段 取
ｄ ｖ ｒｉ ｎ ｔ ｎ ｅ ｔ ａ ｓ Ｉ ｏ Ｉ ｕ ｒ ｕ ｄ ｎ ｏ ｋ ａ ｅ ｄ ｓｇ ｅ ｏ ｂ ｉ ｅ ｔ ｈ ｔｒ ｔ ｎ ｎ ｈ ｒｒ ｄ ａ ｅｍａ ｅ ｔ ｉｅ ｓｏ ｕ ｎ ｌ ｈ Ｃｌｓ Ｉ ｒＩ ａ ｓ ｒｏ ｎ ｉ ｇ ｒ ｃ ｒ ｅ ｉｎ ｄ ｔ ｅ ｌ ｄ ｗｉ ｓ ｏ ｃｅ ｅ ａ ｄ ａ ｃ ｏ ｏ ｓａ ｐ ｒ ｎ ｎ ｗｉ Ｉ ｎ ｈ
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