地下洞穴系统的布置技巧

地下厂房系统布置在下水库左侧山体内，主要地下洞室有主副厂房、主变压器洞、通风机室、四条母线洞、低压电缆洞、主变压器运输洞、出线洞、交通洞、通风洞、排风平洞、排风竖井、排水廊道等；主要地面建筑物有地面出线场、地面副厂房和交通洞、通风洞、排风洞口等。

厂区地下洞室布置受众多因素的控制和影响，在电站开发方式、厂房位置、厂房轴线已确定的情况下，厂区地下洞室布置原则如下：

1）厂区洞室群的布置应与工程总体布置相协调。

2）主厂房和主变压器洞等大型洞室应避开较大的地质构造带和地下水丰富地段。

3）水平相邻洞室之间应保持足够的岩柱厚度，一般取大跨度洞室的1.5倍；垂直交叉的洞室，洞室间岩体厚度至少要满足1～1.5倍洞室高度的要求。

4）附属洞室尽可能做到一洞多用，临时与永久结合，以减少对岩体的开挖和扰动。

5）根据本工程厂区地质条件，在满足机电设备布置的前提下尽量减小各洞室的尺寸。

（1）厂房和主变压器洞布置。

地下厂房和主变压器洞平行布置，两洞间净距46.0m，由四条母线洞和低压电缆洞、主变压器运输洞连接。

主副厂房由主机间、安装场和副厂房组成，呈“一”字形布置。主机间内布置四台机组，安装场布置在主机间左端，副厂房布置在主机间右端。主副厂房断面为城门洞形，主机间开挖尺寸为95.0m×23.5m×50.0m（长×宽×高，下同），安装场开挖尺寸为33.0m×23.5m×25.0m，副厂房开挖尺寸为24.0m×23.5m×36.7m。

主变压器洞平行布置在主副厂房下游侧，分为两部分，左端为主变压器开关室，布置主变压器、GIS开关站；右端为主变压器副厂房，布置SFC等设备。主变压器洞断面为城门洞形，开挖尺寸为121.0m×17.0m×33.5m。

母线洞与主厂房、主变压器洞正交连通，一机一洞，断面为城门洞形，尺寸均为46.0m×8.5m×8.8m。除布置母线外，还布置有发电机断路器、换相隔离开关、电制动开关柜、PT及避雷器柜、励磁变压器柜、SFC电源侧限流电抗器等设备。

低压电缆洞位于副厂房和主变压器副厂房之间，断面为城门洞形，尺寸为46.0m×3.0m×4.0m，主要用于交通和电缆敷设。主变压器运输洞位于安装场下游侧，断面为城门洞形，尺寸为56.4m×6.0m×7.0m，主要用于交通和主变压器的检修运输。

1）主机间布置和控制尺寸。根据机组设备布置和结构设计的要求，主机间长度为95.0m，其中：1号机边机组段为15.0m，1～4号机组中心间距为22.0m，4号机边机组段为14.0m。主机间宽度为23.5m，机组中心线上游侧为13.5m，下游侧为10.0m。

主机间高度确定依据资料：机组安装高程为1280.00m；尾水管高度为9.5m；蜗壳层高度为6.8m；水轮机层高度为6.0m；母线层高度为6.2m；吊车轨顶至发电机层高度为10.5m；吊车高度为5.5m。

根据上述要求，确定发电机层高程为1295.00m，发电机层以下各层布置如下：发电机层地面高程为1295.00m，布置机旁动力盘和控制保护盘等设备，上游侧设置两个楼梯，作为向下的交通通道。母线层地面高程为1288.80m，层高6.2m。上游侧布置调速系统设备，下游侧布置管道母线和中性点设备，中间为风罩结构，1号机右侧布置渗漏排水泵。水轮机层地面高程为1282.80m，层高6.0m。上游侧布置球阀油箱及操作系统，下游侧布置推力外循环等设备，中间为机墩结构，1号机边机组段布置深井泵套管。蜗壳层地面高程为1276.00m，层高6.8m，其中安装高程至地面高度为4.0m。上游侧布置球阀和低压供水系统，中间和下游侧为蜗壳外包混凝土结构，两台机之间布置技术供水泵，1号机边机组段布置深井泵套管。尾水管层蜗壳层以下为尾水管层，布置有检修泵室和排水管廊道，1号机边机组段下面为集水井。发电机层以上布置250t/50t吊车和吊顶结构，上、下游两侧设岩壁吊车梁和吊顶支座梁。岩壁吊车梁上敷设吊车轨道，安装两台250t/50t吊车，吊车轨顶高程为1305.80m。为满足岩壁吊车梁的布置，岩壁吊车梁以上的开挖跨度为25.0m。拱脚高程为1312.70m，吊顶支座梁设在拱脚附近，用于支撑吊顶结构。吊顶结构以上空间用于厂房通风管道的布置，拱顶高程为1319.00m。

2）安装场布置和控制尺寸。安装场位于主机间左侧，与主机间同宽，与发电机层同高，地面高程为1295.00m。发电机层以上布置与主机间相同。为满足机组安装、检修时布置发电/电动机的定子、转子、转轮、顶盖、上机架等设备的要求，确定安装场长度为33.0m。安装场底板设有主变运输轨道，便于主变压器运输和检修。交通洞位于安装场左侧，主变压器运输洞位于安装场下游侧。

3）厂内交通和运输通道布置。在2号、3号机之间和4号机左端，各设一座楼梯，作为垂直交通通道。其中4号机左端楼梯至蜗壳层，2号、3号机之间的楼梯至尾水管廊道。在发电机层以下的各层楼板上，设有吊物孔，便于发电机层以下各层设备的垂直运输。发电机层以下各层留有水平运输通道。

4）地下副厂房布置。副厂房布置在主厂房右端，与主机间同宽，长度为24.0m，分八层布置。

第一层空压机层：地面高程为1282.80m，与主机间水轮机层齐平，层高5.0m，主要布置空压机设备。第二层照明变层：地面高程为1287.80m，层高4.0m，布置公用变、照明变室。第三层电缆层：地面高程为1291.80m，层高3.2m，为电缆层。第四层配电盘层：地面高程为1295.00m，与主机间发电机层齐平，层高4.5m，主要布置配电设备，下游侧设有低压电缆洞，通向主变压器副厂房。第五层中控室层：地面高程为1299.50m，层高5.6m，布置中控室和计算机室。第六层通信设备层：地面高程为1305.10m，层高4.0m，布置通信设备。第七层蓄电池、直流盘层：地面高程为1309.10m，层高4.0m，布置直流盘和蓄电池等设备。顶层：地面高程为1313.10m，右侧为1号通风机室，布置通风设备。(www.xing528.com)

副厂房内布置有一座楼梯和一部电梯，用于垂直交通；布置有卫生间，为运行人员提供生活方便；布置有垂直电缆井，用于敷设电缆；各层楼板上布置有吊物孔，便于设备垂直运输；副厂房与中层排水廊道之间布置有1号污水处理室，厂内的污水可由运输车经中层排水廊道、交通洞运至厂外；副厂房各层布置有通风机室和垂直风道，满足通风要求。

5）主变压器洞布置。主变压器洞平行布置于主厂房下游46.0m处，两洞间岩柱厚度约为主厂房开挖跨度的2倍。主变压器洞的开挖尺寸为121.0m×17.0m×33.5m，根据设备布置和结构设计的要求，分为主变压器开关室和主变压器副厂房两部分，其中主变压器开关室长为91.0m，主变压器副厂房长为30.0m。

6）主变压器开关室布置。根据设备的布置要求，主变压器开关室段分为三层，各层布置如下：

第一层：地面高程为1295.00m，与主厂房发电机层同高程，层高11.2m，布置1～4号主变压器、冷却器等设备。第二层：地面高程为1306.20m，层高3.5m，布置SF6管道母线及电缆。第三层：地面高程为1309.70m，层高12.0m，布置GIS开关设备；该层设一部10t吊车，轨顶高程为1319.00m；吊顶层为全厂的排风道，高程为1321.70m，拱顶高程为1327.00m。

主变压器开关室段两端各布置一座楼梯，作为垂直交通通道。其中左端楼梯可上至吊顶层，右端楼梯可上至GIS层。在第二、三层楼板上设有吊物孔，便于设备的垂直运输。各层布置通风机室，满足通风要求。

7）主变压器副厂房布置。根据设备的布置要求，主变压器副厂房段分为六层，各层布置如下：

第一层：地面高程为1295.00m，与主厂房发电机层同高程，层高6.2m，布置SFC变压器等设备，上游侧设有低压电缆洞，通向副厂房。第二层：地面高程为1301.20m，层高5.0m，布置SFC开关等设备。第三层：地面高程为1306.20m，层高3.5m，主要用于布置电缆，在下游侧设有出线洞，出线洞通向地面出线场。第四层：地面高程为1309.70m，层高5.0m，布置10kV开关设备。第五层：地面高程为1314.70m，层高3.0m，主要用于布置电缆。第六层：地面高程为1317.70m，层高4.0m，布置直流盘等设备，吊顶层高程为1321.70m，为排风道，拱顶高程为1327.00m。

主变压器副厂房段设一座楼梯和一部电梯，作为垂直交通通道。其中楼梯可上至吊顶层，电梯可上至第六层，电梯机房设在吊顶层。在各层楼板上均设有吊物孔，便于设备的垂直运输。布置有垂直电缆井，用于敷设电缆。在各层布置有卫生间，为运行人员提供生活方便。主变压器副厂房第一层与中层排水廊道之间布置有2号污水处理室，主变压器副厂房的污水可由运输车经中层排水廊道、交通洞运至厂外。主变压器副厂房各层布置有通风机室，满足通风要求。

（2）通、排风系统布置。

主副厂房顶拱两端设有1号、2号通风机室，断面为城门洞形，尺寸均为20.0m×15.0m×8.0m，用于布置通风设备。

通风洞是地下厂房的主要进风通道，断面为城门洞形，尺寸为1012.0m×7.5m×6.0m。通风洞在厂房附近分叉，从主副厂房顶拱两端分别进入1号、2号通风机室。洞口设在下水库拦河坝下游左侧的3号公路旁边，高程为1375.00m。

在主变压器副厂房右端设有排风机房，断面为城门洞形，尺寸为20.0m×18.0m×16.0m，用于布置排风设备。在排风机房上游侧设有排风下平洞、排风竖井和排风上平洞，排风上、下平洞为城门洞形，断面尺寸为6.0m×5.0m，上平洞洞口设在下水库拦沙坝上游左侧的3号公路旁边。排风竖井直径为6.0m，通至地面。

在1号通风机室和排风竖井之间设有排烟洞，断面为城门洞形，尺寸为25.0m×4.0m×3.0m，用于地下厂房排烟。

（3）排水系统布置。

环绕主、副厂房、主变压器洞和尾水闸门室周边设有三层排水廊道，城门洞形，断面尺寸为4.0m×3.0m，用于排除围岩渗水，兼做施工和人行通道。第一层排水廊道设在主厂房顶拱部位，与通风洞、通风支洞、通风机室连通；第二层排水廊道设在主厂房发电机层附近，与交通洞、交通支洞连通，并设有两个污水处理室；第三层排水廊道设在主厂房尾水管层，与尾水施工支洞和厂房底部的集水井连通。

（4）出线系统布置。

出线洞布置在主变压器副厂房下游侧，由出线下平洞、出线斜洞和出线上平洞组成，出线下平洞入口位于主变压器副厂房的电缆层，出线上平洞出口位于地面出线场。出线平洞和出线斜洞断面均为城门洞形，尺寸为4.5m×5.5m，洞长约为330m，出线斜洞坡度为26°左右。

（5）对外交通。

厂房对外通道主要是交通洞和通风洞。交通洞设在主厂房安装场左端，通至地面，交通洞洞口设在下水库拦河坝下游左侧的3号公路旁边，高程为1346.00m。交通洞断面为城门洞形，尺寸为1118.0m×8.0m×7.5m，满足厂内设备运输的要求。