白水江三级水电站调压井设计优化

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1、设计与施工水利规划与设计2012年第3期白水江三级水电站调压井设计优化张泽辉娄绍撑余学彦(浙江省水利水电勘测设计院杭州310002)【摘要】白水江三级水电站为低水头、大流量引水式水电站。调压井稳定断面为470m。，原设计为矩形阻抗式明挖调压井。开挖过程中调压井后边坡出现滑坡迹象，优化调整后将调压井上移至地质条件较好的山体内，以避开表层深厚松散堆积层，缩小上室开挖跨度。通过设溢流洞和下室降低井筒高度，通气洞兼作施工支洞，解决了调压井施工中的安全问题，并节省了工程投资。【关键词】调压井优化水电站白水江【中图分类号】TV7

2、23．5【文献标识码】B【文章编号】1672—2469(2012)03—0057—03【D0I编码】10．3969／j．iSSn．1672—2469．2012．03．0171问题的提出倒挂井方式明挖，则须采用圈梁锁口、井周岩体预固结灌浆和锚筋索预加固等强支护措施。该方白水江三级水电站位于云南省昭通市盐津案工程量大、费用高，对已出现裂缝的边坡可能县境内，发电引水建筑物布置在白水江右岸，由造成新的破坏，施工存在较大的风险和难度，不进水口、发电引水隧洞、调压井、压力管道等组宜采用。成。电站装机容量48MW，额定水头45m，

3、发电当时位于原调压井上游约172m的2施工支引水流量125．2m／s。洞已经贯通，整个支洞及上下游已开挖的主洞均原设计调压井布置在厂后边坡上，地形平为完整的灰岩，地质条件较好，是布置大尺寸地缓，为明挖阻抗孔式矩形调压井，井筒衬后尺寸下洞室的理想之地。调压井优化调整的思路之一50m~10m~35m(长×宽×高)，顶部高程498．0m。应该是移往地质条件较好的上游位置。根据钻孔揭露情况，原调压井处出露的岩土层2施工支洞与主洞交点附近的山坡高程为有：(1)砂土夹灰岩碎屑、孤石，钻孔揭露表层560m，弱风化基岩底界线高程53

4、5m左右。借鉴松散堆积层厚度22．5m；(2)灰岩，为二迭系下抽水蓄能电站尾水调压室和气垫式调压室的布统栖霞组地层，完整性好，钻孔RQD值达85％置方式，将调压室主室放在地质条件较好的山体以上，节理裂隙不发育。围岩中，从而避开表层深厚松散堆积层是本工程2005年8月，原调压井在开挖至高程调压井优化调整的思路之二。494．0m，距设计底高程还有32m时，已进行锚喷支护的调压井后边坡和坡上居民房出现大量3优化过程裂缝，附近电线杆倾斜，而此时井筒靠下游侧尚经复核计算，调压井波动稳定断面为470m。未挖到完整基岩。当时正值雨

5、季，继续往下开挖选取发电建筑物校核洪水位(480．0m)加2台机随时可能发生滑坡。故立即停止开挖，搬迁坡上全甩负荷的工况计算调压井最高涌浪；选取发电居民，调整设计方案。死水位(473．0m)2H1台机满发，1台机由空转增2优化思路荷至满发的工况计算调压井最低涌浪。调压井优化一开始仍采用阻抗式调压井，拟我院接手设计后，立即进行了补充勘探，发采用受力条件较好的圆形单井形式。为满足波动现整个厂后边坡表层松散堆积层范围广、覆盖深，没有合适的位置进行调压井移位。如果采用作者简介：张泽辉(1978年一)，男，高级工程师。·57·

6、设计与施工水利规划与设计2012年第3期稳定条件，衬后洞径须25m。根据涌浪计算成果，5．6倍。上室井筒高14．5m，采取全断面系统锚穹顶高程495．Om，底高程464．5m，井筒高30．5m，杆和固结灌浆的围岩加固措施，并间隔5m设两通过内径5m、长9．5m的阻抗孔与引水隧洞相连。排横撑梁。穹顶开挖面距弱风化基岩底界线约38m，开挖跨度达29m，而岩体厚度仅为洞径的1-3倍，且上覆约25m厚的松散堆积层，有失稳的风险。为减小开挖跨度，考虑采用双井形式，衬后洞径均为17m，一个布置在引水隧洞上，另一个布置在2施工支洞

7、上，上下各通过内径5m的连通洞相连，平面布置详见图1。双井穹顶岩体厚度也仅为开挖洞径的2．0倍，与单井形式没有本质区别，且双室式调压井水流条件复杂，洞室较多，施工较复杂，对引水隧洞施工干扰较大，不宜采用。图2溢流式调压井平面布置图图3溢流式调压井纵剖面图图1双井式调压井平面布置图调压井溢流采用两个衬后洞径4．Om~4．Om4优化后结构布置的城门洞形断面，中心距2lm，溢流洞底高程从上面的分析可以看出，为确保施工安全，480．125m，略高于正常蓄水位480m。当发生校一方面应减小调压井跨度，放弃圆形结构断面形核洪水位

8、两台机全甩负荷工况时，涌入调压井的式，采用跨度较小的窄长矩形断面；另一方面应瞬时最大流量为1lOm／s，刚好满溢流洞，弃水降低穹顶高程，增加上覆岩体厚度，考虑布置溢均经一段斜洞泄入2施工支洞，再排入白水江。流洞，降低最高涌浪，同时为了进一步减小井筒溢流洞和施工支洞均采用钢筋混凝土衬砌。高度，最低涌浪补水由下室补充。因此，设计最下室为圆形断面，衬