发电引水隧洞压力状态选择探讨

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1、发电引水隧洞压力状态选择探讨　　摘要：引水建筑物在引水式电站中所占投资比例较大，发电引水隧洞是引水式电站较为简单和常用的引水建筑物，因而发电引水隧洞型式选择对引水建筑物乃至工程布置、工程投资及效益影响较大。文章分析了发电引水隧洞压力状态对引水建筑物和工程布置的影响。　　关键词：发电引水隧洞；压力状态选择；引水建筑物；引水式电站；工程布置；工程投资文献标识码：A　　中图分类号：TV732文章编号：1009-2374（2016）20-0125-03DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.20.062　　引水建筑物在引水式电站中所占投资比例较大，发电引水隧洞是引水式

2、电站较为简单和常用的引水建筑物，因而发电引水隧洞型式选择对引水建筑物乃至工程布置、工程投资及效益影响较大。发电引水隧洞选择有压隧洞还是无压隧洞对引水式电站的工程布置、工程投资及效益影响很大。　　1发电引水隧洞压力状态选择对引水建筑物和工程布置的影响　　1.1对引水建筑物型式和布置的影响　　引水式电站的有压引水建筑物一般由有压进水口、有压引水隧洞、调压室及地下式压力管道等部分组成，引水式电站的无压引水建筑物一般由无压进水口、无压引水隧洞（或渠道）、前池及地面式压力管道等部分组成。　　1.1.18对进水口型式和布置的影响。有压引水隧洞进水口型式一般采用有压进水口，无压引水隧洞进水口型式一般采用

3、无压进水口。进水口一般除满足过栅流速和闸门布置要求外，有压进水口水力计算主要应满足最小淹没深度的要求，而无压进水口水力计算主要应满足进水口过流能力的要求。一般情况下，有压进水口结构比无压进水口结构复杂且投资大。　　1.1.2对引水隧洞型式和布置的影响。SL279对有压引水隧洞型式和布置的有关规定：有压引水隧洞要求在最不利的运行条件下，洞顶以上应有不小于2.0m的压力水头；有压引水隧洞的垂直和侧向最小覆盖厚度应符合第3.1.7条的规定；有压隧洞宜采用圆形断面，在围岩稳定性较好、内外水压力不大时，可采用便于施工的其他断面形状。SL279对无压引水隧洞型式和布置的有关规定：在低流速无压隧洞中，若

4、通气条件良好，在恒定流情况下，洞内水面线以上的空间不宜小于隧洞断面积的15%，且高度不应小于400mm；在非恒定流条件下，若计算中已考虑了涌波时，上述数值允许适当减小；对较长的隧洞和不衬砌或锚喷衬砌的隧洞，上述数值可适当增加；无压隧洞地质条件较好时宜采用圆拱直墙式断面，圆拱中心角为90°～180°；断面的高宽比应根据水力学和地质条件选用，宜为1.0～1.5，洞内水位较大时宜采用大的比值；无压隧洞地质条件较差时，可选用圆形或马蹄形断面。8　　由以上规定可知，发电引水隧洞压力状态对引水隧洞型式和布置的影响是较大的。由于有压引水隧洞洞顶以上的最小压力水头不应小于2.0m，且有压引水隧洞的垂直和侧

5、向最小覆盖厚度应符合SL279第3.1.7条的规定，以及有压引水隧洞的最高与最低水头压力线受水库校核洪水位与死水位和调压室的最高与最低涌波水位控制，因此有压引水隧洞的埋深要比无压引水隧洞的埋深大很多。当然，发电引水隧洞压力状态对引水隧洞影响较大的还是在隧洞结构和渗透稳定性方面的区别，尤其是在地质条件较差时影响就更大些。　　1.1.3对调压设施型式和布置的影响。有压引水隧洞末端一般应设置调压室（引水隧洞长度较短时除外），无压引水隧洞末端一般应设置前池或调节池（采用自动调节隧洞除外）。设置调压室往往比布置前池要简单很多且工程投资要省很多，这主要是由于前池一般开挖量较大，而且前池或前池上游附近一

6、般需设置溢流堰，这对于高水头电站或前池附近地形地质条件较差时，前池的边坡开挖与挡护量和溢流堰泄水槽的工程量较大；而调压室的结构则较简单，且调压室一般无需设置溢流堰，也不存在明挖而形成高边坡及其处理问题。　　1.1.4对压力管道型式和布置的影响。有压引水隧洞末端的调压室后接压力管道的型式一般采用地下埋管，如果压力管道边坡的地形地质条件较好时也可采用地面明管。无压引水隧洞末端的前池或调节池后接压力管道的型式一般采用地面明管，如果压力管道边坡的地形地质条件较差时也可采用地下埋管或地下埋管与地面明管相结合的形式。不管是采用有压还是无压隧洞引水，压力管道型式和布置方式一般应结合边坡的地形地质条件根据

7、技术经济比较进行确定，在一般情况下或边坡的地形地质条件较好时采用地面明管较为经济，否则采用地下埋管较为有利。　　1.2对工程布置的影响　　发电引水隧洞压力状态不同除对引水建筑物自身的布置有影响外，还对取水枢纽和电站厂房的布置有一定影响。8　　1.2.1对取水枢纽布置的影响。无压引水隧洞进水口型式一般采用无压进水口，无压进水口一般为低坝引水，大坝挡水高度仅需满足进水口的引水和冲沙要求。为了满足进水口“门前清”，无压进水口布