解析巴基斯坦汗华水电站工程竖井半地下式厂房设计

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1、水利水电工程设计DWRHE·2011年第3O卷第1期巴基斯坦汗华水电站工程竖井半地下式厂房设计刘春锋朱伟君吴先德李娅摘要汗华水电站厂房采用竖井半地下式布置，主机间为竖井式，竖井长28．25m，宽22．00m，深27．70m，采用混凝土衬砌。机组设在竖井内，安装场布置在地面，以节省厂用电，降低运行费，并有利于安全运行。关键词竖井半地下式厂房汗华水电站巴基斯坦中图分类号TV222文献标识码B文章编号1007—6980(2011)01—0012．03汗华(KhanKhwar)水电站工程位于巴基斯坦西断层泥。北边境省，大坝位于

2、印度河支流KhanKhwar河上，2厂房型式及厂房竖井位置的确定发电厂房位于印度河右岸Besham镇附近。该工程是一项高水头、长隧洞的引水式水电站工程，由水汗华电站为引水式电站，通常有半地下式竖井库、挡水重力坝、引水系统、调压井、电站厂房、厂房、地下厂房、岸边式地面厂房3种型式可供选尾水建筑物、开关站和输变电线路等组成，其主要择。鉴于本工程特定的地形、地质条件，半地下式任务是调峰发电。大坝为混凝土实体重力坝，最大竖井厂房是最优的选择。厂房上部结构布置在地面坝高49．0m，坝顶长约106．1m，坝顶高程829．0以上，保

3、证厂内有良好的通风、防潮和采光等条m。最高蓄水位825．0m，总库容为105万IIl3，有件，交通问题也较易解决，运行、管理较方便；竖效库容为40万m3。引水系统长5144m，内径为井平面尺寸满足2台主机组布置即可，与地下和地3．85～3．00m，包括引冰隧洞、压力竖井、压力隧面厂房相比，其平面尺寸可明显缩小，因此，本工洞。设计引水流量35m。／s，设计发电净水头242程选择半地下式竖井厂房的方案。m，总水头为254m。厂房内安装2台34．25MW的可研设计阶段选择的厂房位置，竖井外围岩石立轴混流式发电机组和1台3．6

4、5MW的冲击式辅最薄处(临印度河)仅2～3m，并且主厂房上部结助发电机组，总装机容量72．15MW。构部分坐落于基岩上，部分坐落于砂砾石上。由于主厂房竖井开挖尺寸较大，竖井底部节理裂隙发1厂区工程地质育、完整性较差，原设计竖井岩壁太薄，对厂房施电站厂房位于KKH公路陡坡下、印度河右岸工及永久运行的防渗极为不利。坐落在砂砾石上的坡脚地带，为斜坡地形，坡度15。～20。，地面高程结构物必须采用桩基础，以解决不均匀沉降问题，580～605m，场地由原来的小山包削平而成。没有充分利用较好的地质、地形条件，人为地使结地表基岩裸露

5、，地层岩性为Besham组淡色花构设计复杂化。另外，原设计厂房区域离PTDC旅．岗岩和花岗片麻岩，局部见有赤铁矿蚀变带。据钻馆太近，厂房施工给其带来一定的干扰；因此，详孔岩芯资料，花岗岩、花岗片麻岩RQD平均值分设价段将主厂房位置调整至南端不远处的小山包另0为55．3％～75．1％、54．4％～81．6％。上，开关站位于小山包下游侧印度河河边岸坡上，岩体较完整一较破碎，底部因节理裂隙发育完从而避免了上述问题。调整方案已经实施。整性稍差。大部属中等风化，只在局部沿着剪切带3厂房总体布置风化强烈。主要裂隙产状为NW345。

6、～NE5。／NE或SE62。一74。，次为NE45。～60。／SE30。～50。o一厂房位于KKH公路旁印度河右岸的阶地上，条剪切性断层F18穿过竖井壁和底板，产状为主要由主厂房、副厂房、尾水建筑物、开关站、住NW345o一355。／NE58。～70。，破碎带宽0．6～4．0宅楼等主要建筑物组成。整个厂区地面高程定为m，带内裂隙密集发育，断层面有20～30cm厚的585．80m。刘春锋等·巴基斯坦汗华水电站工程竖井半地下式厂房设计主厂房地面高程略高于厂区地面高程，为形是设计较为关心的问题。经过有限元围岩非线性586．O

7、0m。主厂房长48．5l'／1，宽19．6rn，总高度稳定分析，结果为井壁各高程环向应力和竖向应力43．20m，其中地面以上高度为15．50m，地面以下均为压应力，无拉应力出现，环向应力和竖向应力高度为27．70m。主机间为竖井式，竖井长28．25均随深度的增加而增大，最大值出现在井底高程，m，宽22．O0m，深27．70m。主厂房内布置2台混分别为1．O1MPa和1．71MPa，小于岩石允许抗压流式主机组，机组间距8．O0m，每台机组的设计强度；因此，总体而言，竖井开挖后，围岩是稳定流量为16．5m／s，发电机单机容

8、量为34．25MW。1的。台冲击式辅助机组的设计流量为2m3／s，发电机容厂房竖井开挖是利用尾水隧洞出渣，开挖步骤量为3．65MW，布置在安装问内。为：竖井导井开挖，井壁扩挖，建基面形成。采取竖井长28．25m，宽22m，由2个半径为11m自上而下，分层开挖的方法，井壁形成后，根据实的半圆形用直线段联接而成，形状类似椭圆，衬砌际的