沐若水电站调压井设计.pdf

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1、第44卷第8期人民长江V01．44．No．420I3年4月YangtzeRiverApr．，2013文章编号：1001—4179(2013)08—0034—03沐若水电站调压井设计韩前龙，张玉凤，康金桥(长江勘测规划设计研究有限责任公司枢纽设计处，湖北武汉430010)摘要：沐若水电站采用引水式发电，因引水遂洞较长须布置大型上游调压井结构。调压井采用简单圆筒式，高度为76．5m，断面内径为25．0m，具有结构尺寸大、内外水荷载大、地质条件复杂等特点。针对调压井调保稳定、结构安全等工程技术难题，采用数值分析、工程类比等方法，

2、研究确定了调压井平面布置以及调压井衬砌配筋形式。所采用的预先灌浆加固及逆作法施工的井筒开挖方案，保证了井筒施工时性态较差围岩的稳定性。关键词：调压井；引水隧洞；涌浪；衬砌配筋；沐若水电站中图法分类号：TV732文献标志码：A表1调压井部位岩体材料参数l工程概况沐若水电站是马来西亚拉让河上游4级梯级开发中的第1个梯级电站，距下游正在建设的巴贡水电站约70km。坝址控制流域面积约2750km。沐若水电站采用引水式地面厂房，共安装4台单机236MW的机组，总装机容量944MW。引水隧洞采用二机一洞，主洞由2条平行的隧洞组成，在进

3、厂前采用“Y”型岔管一分为二，分别与4台机组相接。隧洞3调压井布置最大内径8．0m，长约2．7km。因电站引水隧洞较长，3．1位置选择机组调保要求必须设置上游调压井，调压井布置在引水隧洞上平段末端，断面为圆形，直径为25．0m。调压井的位置在综合考虑地形、地质条件、引水隧洞布置等因素后确定，主要是满足最高与最低涌浪要2地质条件求。因调压井高度较高，断面较大，为有利于结构安地质勘探资料表明，调压井区域大部分围岩为砂全，将调压井布置在山坡内，利用山体围岩分担内水荷页岩互层的强风化区域，岩体为陡倾角层状，厚度较载。薄，强风化深度

4、约50m，岩体软弱、风化严重，地质条沐若水库正常蓄水位为540m，根据引水线路布件较差。在调压井上部开挖坡脚处以及下游边坡处，置，引水隧洞上平段末端在距厂房约1km处，高程约岩体层面与井筒开挖面基本平行，且岩层厚度较薄，岩565m，地形条件较适合布置上游调压井。考虑需开挖体较破碎，井筒围岩的稳定性较差，需采取特殊的工程一定厚度的覆盖层，调压井部位岩土体可以露天开挖，措施。施工相对较方便。因此，将调压井位置选择在引水隧调压井部位岩体参数详见表1。洞上平段末端，距引水隧洞竖井86m，距厂房约1．1收稿日期：2013—01—17

5、作者简介：韩前龙，男，工程师，主要从事水利水电工程结构设计工作。E—mail：hanqianlong@cjwsjy．corn．cn第8期韩前龙，等：沐若水电站调压井设计35km。左右距离。如按常规设计，两调压井间围岩厚度293．2结构尺寸m，仅1倍洞室开挖跨度，洞间围岩厚度偏小。经研究，在不影响调压井水力学功能的前提下，将上部井筒根据调压井布置，进行水力计算，依据计算成果并与下部连接管设计成非同心结构，以增大调压井上部结合相关工程经验，确定了调压井的断面及结构尺寸。井筒间距。调整后的围岩厚度为40．8m，约1．5倍洞为有利

6、于承载外部荷载，调压井断面设计为圆形，根据室开挖跨度，围岩稳定条件趋好，见图2。过渡过程中稳定断面计算结果，断面内径设计为25m。调压井内正常运行工况下水位为540．0m，甩负荷工况下，调压井最高涌浪为559．00m，最低涌浪为509．00m，因此，调压井混凝土结构顶部高程设计为560m。因顶部地表开挖后的高程为558．0m，考虑安全超高后，调压井井筒高出地面2m，顶高程为560．00m。井筒底板底部高程为506．0m，井筒底板厚2．0In；井筒高度为52m，连接管高度为24．5m，调压井总高度约76．5m。538．00m

7、高程以上井筒衬砌厚度为0．95m，538．00～523．0m高程衬砌厚度为1．2m，523．0m高程以下厚度为1．4m，各高程均为钢筋混凝土衬砌。连接管段为钢衬钢筋混凝土衬砌，混凝土衬砌厚度为0．8m，如图1所示。图2调压井平面布置4调压井结构数值分析及衬砌配筋工期护壁混凝±混凝土—最高涌浪水5095215009550调压井最大内水压力水头为50．55m，最大PD值喷混凝土5cm为1264t／m，混凝土衬砌限裂难度大。经分析，针对Vfi38调压井总高度为76．5m，不同高程的受力差别明显的特点，为保证调压井衬砌安全，同时又

8、达到经济合理的l202fi00120f~7523要求，衬砌按高程分别进行受力分析及配筋设计。采．10140250014010用有限元法分析调压井结构的受力情况，以2个调压喷混凝土10cm1400700．700V509井组成的整体模型为计算对象，围岩范围为调压井外j业一’最低涌浪水位·I一侧50rn。岩石