一种水电站引水调压室布置结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种水电站引水调压室布置结构，单条调压室和单条压力管道在同一直线上，且通过压力引水道连接，便于采用TBM施工技术实现单条调压室和单条压力管道的一次连续开挖成型，有利于TBM设备费用分摊，有利于节省开挖和回填混凝土工程量，节省了调压室底部开挖施工支洞的工程量，缩短了调压室和压力管道的开挖工期，降低了调压室和压力管道的施工成本，优化了水电站输水系统布置，扩大了调压室自由水面面积，改善了水电站运行条件，提升了工程建设期间安全文明施工水平。同时调压室和压力管道采用TBM施工技术一次性完成开挖，避免了调压室和压力管道相对独立布置导致开挖和混凝土浇筑期间存在施工干扰的问题。挖和混凝土浇筑期间存在施工干扰的问题。挖和混凝土浇筑期间存在施工干扰的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种水电站引水调压室布置结构


[0001]本技术属于水电水利工程
，尤其涉及一种水电站引水调压室布置结构。

技术介绍

[0002]引水调压室和压力管道是水电站中重要的建筑物。引水调压室作为水电站平压措施，主要是用来反射机组事故甩负荷、增减负荷等过渡过程中产生的水击。对于机组事故甩负荷等大波动工况，引水调压室应满足最不利工况下调压室最高和最低涌浪的要求，为了限制大波动工况下调压室最高最低涌浪极值，一般在调压室底部设置阻抗孔。阻抗孔口越小，调压室内涌浪越小，涌浪衰减越快，但是调压室反射水击的效果就越差，阻抗孔口越大，调压室内涌浪越大，涌浪衰减越慢，调压室反射水击的效果越好。一般而言阻抗孔口面积为压力引水道面积的20％～45％。对于机组增减部分负荷等小波动工况下，引水调压室的断面面积应满足稳定断面面积要求。水电站调压室一般分为埋藏式和露天式调压室，露天式调压室施工和永久运行需要修建公路，明挖的开挖弃渣不利于环保，而埋藏式调压室仅需要修建调压室通风洞作为调压室施工期和永久运行期的通道，考虑到埋藏式调压室更有利于环保，越来越多的抽水蓄能电站采用埋藏式调压室。
[0003]水电站压力管道一般是斜井布置形式，引水斜井的特点是倾角陡、直径大、长度长，所以施工难度大。目前国内引水斜井的设计参数一般为：倾角45
°
～60
°
，开挖直径6～10m，最大施工长度由于受施工能力限制控制在400m左右。近些年来，由于国内抽水蓄能电站建设陆续开工建设，引水斜井施工技术取得了很大进步，采用爬罐开挖斜井导井长度超过400m(宝泉419m，敦化424m)，采用反井钻机开挖斜井导井长度超过300m(惠蓄310m，荒沟360m)。
[0004]受限于目前的施工技术水平，常规引水调压室采用竖井布置方案，对于竖井高度较高的引水调压室，需在引水调压室底部设置施工支洞，调压室大井顶部设置平台，形成上下两个工作面，采用反击钻机施工导井后进行爆破扩挖。
[0005]引水调压室和引水斜井需要相对独立布置并施工，其常规布置是一边施工引水斜井，一边施工引水调压室竖井，引水调压室竖井底部施工工作面和引水斜井施工工作面距离较近，在引水调压室和引水斜井开挖和混凝土浇筑施工期间存在一定的施工干扰。
[0006]目前国内开工建设的高水头电站输水系统压力管道普遍选择多级斜井或者竖井的布置方案，这在很大程度上限制了抽水蓄能电站的立面布置设计。输水系统压力管道采用多级斜井或者竖井布置结构，导致引水系统长度较长，调节保证设计性能较差，为了取消引水调压室，厂房位置相对靠前，不利于减小厂房附属洞室和勘探平洞长度。另外受制于反井钻或爬罐法施工限制，当斜井长度较长时，不得不增设中平段或者中平洞施工支洞，从而增加了工程投资，延长了工期，加大了工程施工布置设计的复杂程度。
[0007]TBM施工技术作为一种机械化智能化施工技术手段，可以优化引水系统布置，缩短引水系统长度，减小工程土建工程量；在电站可行性研究设计阶段的厂房开发方式比选过
程中，若考虑引水斜井采用TBM技术施工，厂房位置可以适当向下游移动，可以缩短水电站厂房辅助洞室长度，减小厂房附属洞室工程投资；同时，厂房越靠近下游侧，越有利于减短厂房勘探平洞，缩短地质勘探工作周期；引水系统采用TBM施工技术，可以缩短电站输水系统水流惯性时间常数(Tw)，有利于改善电站调节保证设计性能。
[0008]采用TBM施工引水斜井，需要在引水斜井底部设置组装和始发洞室，引水上平洞设置拆机洞室，拆机洞室内设置门机，洞室规模较大，引水斜井开挖完成后，组装洞室和拆机洞室需进行混凝土回填，洞室开挖和回填土建工程量大，施工难度高。同时斜井TBM设备费较高，施工引水斜井时掘进长度越长对设备分摊越有利。

技术实现思路

[0009]本技术的目的在于提供一种水电站引水调压室布置结构，以解决采用TBM施工的水电站引水斜井需在引水斜井底部或者在引水上平洞设置拆机洞室而导致土建工程量大，成本高的问题，以及引水调压室和引水斜井相对独立布置导致开挖和混凝土浇筑期间存在施工干扰的问题。
[0010]本技术是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种水电站引水调压室布置结构，包括调压室、压力管道和调压室通风洞，所述调压室和压力管道均采用斜井布置方式，所述调压室的底部与所述压力管道的顶部连接，所述调压室的顶部与所述调压室通风洞连接，且所述调压室与所述压力管道在同一直线上；在调压室与压力管道的连接处设有压力引水道。
[0011]本技术中，单条调压室和单条压力管道在同一直线上，且通过压力引水道连接，便于采用TBM施工技术实现单条调压室和单条压力管道的一次连续开挖成型，有利于TBM设备费用分摊，有利于节省开挖和回填混凝土工程量，节省了调压室底部开挖施工支洞的工程量，缩短了调压室和压力管道的开挖工期，降低了调压室和压力管道的施工成本，优化了水电站输水系统布置，扩大了调压室自由水面面积，改善了水电站运行条件，提升了工程建设期间安全文明施工水平。同时调压室和压力管道采用TBM施工技术一次性完成开挖，避免了调压室和压力管道相对独立布置导致开挖和混凝土浇筑期间存在施工干扰的问题，有利于缩短压力管道长度，改善水电站调节保证设计性能。
[0012]进一步地，在所述压力管道的底部设有引水下平洞；在所述引水下平洞设有第一施工支洞；
[0013]对于采用反井法进行TBM施工的调压室和压力管道，所述调压室通风洞通过拆机洞室与调压室的顶部连接，所述引水下平洞依次通过组装洞室、始发洞室与所述压力管道的底部连接；
[0014]对于采用正井法进行TBM施工的调压室和压力管道，所述调压室通风洞依次通过组装洞室、始发洞室与所述调压室的顶部连接，所述引水下平洞通过拆机洞室与压力管道的底部连接。
[0015]进一步地，在所述压力引水道设有第二施工支洞，第二施工支洞用于采用钻爆法或其他常规施工法进行压力引水道的施工，压力引水道用于将水引入调压室。
[0016]进一步地，所述调压室和压力管道均采用圆形断面，有利于过流、以及洞室围岩和衬砌结构的稳定。
[0017]进一步地，在所述调压室的底部设有阻抗孔口，阻抗孔口限制了调压室内水位波动。
[0018]进一步地，在所述压力引水道与所述压力管道之间预留有岩柱，所述岩柱的长度不小于1倍压力管道的开挖直径，岩柱保证了TBM设备掘进施工期间的安全性。
[0019]进一步地，所述直线与水平线之间的夹角为20
°
～90
°
。
[0020]该夹角的选择应结合TBM设备掘进适应性进行设计，调压室内有水，夹角越小，调压室水面面积越大，越有利于发挥调压室的作用，因此该夹角范围扩大了调压室水面面积，有利于发挥调压室作用，但是调压室增加的开挖和衬砌混凝土量越多，不利于压力引水道和调压室之间围岩的稳定，相对于常规布置，该34
°
～90
°
范围下调压室的开挖和衬砌混凝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水电站引水调压室布置结构，其特征在于：包括调压室、压力管道和调压室通风洞，所述调压室和压力管道均采用斜井布置方式，所述调压室的底部与所述压力管道的顶部连接，所述调压室的顶部与所述调压室通风洞连接，且所述调压室与所述压力管道在同一直线上；在调压室与压力管道的连接处设有压力引水道。2.如权利要求1所述的一种水电站引水调压室布置结构，其特征在于：在所述压力管道的底部设有引水下平洞；在所述引水下平洞设有第一施工支洞；对于采用反井法进行TBM施工的调压室和压力管道，所述调压室通风洞通过拆机洞室与调压室的顶部连接，所述引水下平洞依次通过组装洞室、始发洞室与所述压力管道的底部连接；对于采用正井法进行TBM施工的调压室和压力管道，所述调压室通风洞依次通过组装洞室、始发洞室与所述调压室的顶部...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炳豹，赵路，张建国，殷康，王晚词，杜藏，甘炼，
申请(专利权)人：中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：