水电站压力管道

水电站压力管道施工技术方案

1 本标段压力钢管段包括126.916m 主管段、3条岔管段、3条渐变段、7条小直管管段和一条水平弯道段，其设计断面为圆形，内径由主管段2.8m 渐变到1.3m ，钢板厚度由18mm 渐变至12mm ，其支管共计4条,均接至各水轮机组蝶阀前,以备各机组引水发电,压力钢管段钢板采用Q345-C 级16Mn 低合金钢，主管段钢板用量为156.24t ，岔管与支管段钢板共计用量为55.36t ，其余加劲环、阻水环、岔管补强板及灌浆板另计。

第一节 施工工艺及流程

根据本工程的特点，压力钢管段属于地下式埋管，首先进行压力钢管段和高压段洞室开挖，再进行高压段砼衬砌和灌浆，再进行压力管道的安装，因此流程示意图如下：

高压隧洞砼衬砌 高压隧洞回填灌浆

压力管道制作高压隧洞封堵砼 压力钢管安装 压力钢道回填灌浆 第二节 压力钢管段土建施工

压力钢管段施工主要包括：土石方明挖和石方洞挖。

1.土石方明挖

土石方明挖严格按照施工图进行施工，施工中采取在现已开挖的厂区断面上进行开挖,开挖中采取至上而下的顺序,结合人工与预裂爆爆的施工方法进行土石方开挖,石方钻爆中采取手风钻进行钻爆作业,其钻头直径为φ40，挖掘机配合自卸车运输出渣，高边坡施工中，针对岩石稳定情况，可采取洞门喷锚施工工艺，限制边坡变形，以防产生危险。

2.石方洞挖

当洞门形成后,石方洞挖主要施工方法与高压引水洞缓平段施工方法一致，这里不再敖述。

第三节 压力钢道制作

水电站压力管设计标准

一、引言

水电站压力管承担着输送水力发电厂上游水源至水轮机的重要任务，其设计质量和施工质量直接关系到水电站的安全运行和发电效率。对于水电站压力管的设计标准，需要严格遵循国家规定和行业标准，确保其安全可靠。本文将探讨水电站压力管设计标准的相关内容，旨在为水电站压力管的设计提供指导。

二、设计标准概述

1. 相关法律法规和标准

水电站压力管的设计应遵循国家相关法律法规和标准，如《水电工程设计规范》、《水利水电工程水工机械设计规范》、《水利水电工程水力机械设计规范》等。还需要遵循《水电站水工建筑设计规范》、《水电站土建工程设计规范》等相关标准规范。

2. 综合考虑水力特性和地质条件

在设计水电站压力管时，需要全面考虑水力特性和地质条件，包括水头、水量、管道坡度、管道材料、地质构造等因素。水头决定了管道的设计压力和管道壁厚度，水量和管道坡度影响了管道的流速和阻力，管道材料、地质构造则直接关系到管道的安全性和稳定性。

3. 制定合理的设计标准

在设计水电站压力管时，需要根据实际情况制定合理的设计标准，包括管道的设计压力、管道壁厚、管道的材料选取、非金属管道的使用条件和检验方法、防腐保温措施等内容。

三、设计标准内容

1. 管道设计压力

水电站压力管的设计压力应根据水头、水量、水轮机的工作状态等因素确定，一般应考虑在允许工作压力的基础上预留一定的安全余量。根据《水电工程设计规范》的规定，管道的设计压力应满足以下条件：P=（ρ*g*h）*K-P0，ρ为水的密度，g为重力加速度，h为水头，K为安全系数，P0为大气压力。

2. 管道壁厚设计 管道的壁厚设计应根据管道的设计压力、管道材料的强度和管道的直径等因素进行计算确定。一般来说，管道的壁厚应满足以下条件：t≥P*D/S-E，t为管道的壁厚，P为设计压力，D为管道的直径，S为管道材料的抗拉强度，E为工程允许应力。

水力发电厂的压力管道与泵站设计与施工

水力发电是一种利用水力能量转换成电能的发电方式，具有清洁、可再生、寿命长等优点，因此受到越来越多国家和地区的青睐。在水力发电过程中，压力管道与泵站是至关重要的组成部分，其设计与施工质量直接影响着水力发电厂的运行效率和安全性。因此，显得尤为重要。

首先，压力管道与泵站的设计是水力发电厂建设过程中的关键环节，其设计质量直接关系到后期的运行效率和安全性。在进行设计时，需要充分考虑水力发电厂所处环境的自然条件，如水源的水质、水量、水位变化等因素，以及当地的气候、地形、地质等特点。同时还要考虑水力发电厂的实际需求，如装机容量、水头高度、流量等参数，以确保设计的压力管道与泵站能够满足生产的要求。

其次，在压力管道与泵站的施工过程中，需要严格按照设计要求进行施工，确保施工质量符合标准。在进行施工时，需要充分考虑当地的地质条件，选择合适的施工方法和工艺，保证施工过程中的安全性和稳定性。同时还需要做好施工过程中的监测和检测工作，及时发现问题并进行调整，确保施工质量和进度。

另外，在压力管道与泵站的使用过程中，需要定期进行维护和保养工作，确保设备的正常运行。定期检查管道和泵站的运行状态，发现问题及时处理，避免因设备故障导致事故发生。同时还需要进行设备的保养工作，定期更换易损件，延长设备的使用寿命，提高设备的可靠性。

梳理一下本文的重点，我们可以发现，水力发电厂的压力管道与泵站设计与施工是水力发电厂建设过程中不可或缺的环节，其质量直接关系到水力发电厂的运行效率和安全性。因此，在设计与施工过程中需要严格按照标准进行操作，确保设计的合理性和施工的质量。只有这样，才能确保水力发电厂的正常运行，为节能减排、环保做出贡献。

第十三章 水电站的压力管道

第五节 明钢管的敷设方式、镇墩、支墩和附属设备

一、钢管的敷设方式

明钢管一般敷设在一系列的支墩上，底面高出地表不小于0.6m,这样使管道受力明确，管身离开地面也易于维护和检修。在自重和水重的作用下，支墩上的管道相当于一个多跨连续梁。在管道的转弯处设镇墩，将管道固定，不使有任何位移，相当于梁的固定端。

明钢管宜做成分段式，在两镇墩之间设伸缩节，如图13-3所示。由于伸缩节的存在，在温度变化时，管身在轴向可以自由伸缩，由温度变化引起的轴向力仅为管壁和支墩间的摩擦力和伸缩节的摩擦力。为了减小伸缩节的内水压力和便于安装钢管，伸缩节一般布置在管段的上端，靠近上镇墩处。这样布置也常常有利于镇墩的稳定。伸缩节的位置可以根据具体情况进行调整。若直管段的长度超过150m，可在其间加设镇墩；若其坡度较缓，也可不加镇墩，而将伸缩节置于该管段的中部。

图13-3 明钢管的敷设方式

二、明钢管的支墩和镇墩

（一）支墩

支墩的作用是承受水重和管道自重在法向的分力，相当于梁的滚动支承，允许管道在轴向自由移动。减小支墩间距可以减小管道的弯矩和剪力，但支墩数增加，故支墩的间距应通过结构分析和经济比较确定，一般在6～12m之间。大直径的钢管可采用较小的支墩间距。

按管身与墩座间相对位移的特征，可将支墩分成滑动式、滚动式和摆动式三种。

1.滑动式支墩

滑动式支墩的特征是管道伸缩时沿支墩顶部滑动，可分为鞍式和支承环式两种．

鞍式支墩如图13-4（a）所示。钢管直接安放在一个鞍形的混凝土支座上，鞍座的包角在120°左右。为了减小管壁与鞍座间的摩擦力，在鞍座上常设有金属支承面，并敷以润滑剂。鞍式支墩的优点是结构简单，造价较低，缺点是摩阻力大，支承部分管身受力不钧匀，适用于直径在1OOcm以下的管道。

支承环式滑动支墩是在支墩处的管身外围加刚性的支承环，用两点支承在支墩上，这样可改善支座处的管壁应力状态，减小滑动摩阻，并可防止滑动时摩损管壁，如图13-4(b）所示。但与滚动式支座相比，摩阻系数仍然较大，适用于直径200cm以下的管道。