比较调压室方案：方案评估与优化

（1）调压室位置比选

电站厂后山坡自然边坡约为50°，以引洮平台（对外道路，高程为2240 m）为界，引洮平台以上岩石裸露，引洮平台以下有坡积体覆盖。对外道路在施工过程中不允许被破坏，调压室位置选择只有两种方案，即引洮平台以上或以下。引洮平台以上山坡陡峻、山体高耸，布置深埋式调压室（方案一）较为有利；引洮平台以下因地形原因，只能布置开敞式调压室（方案二）。

（2）调压室方案比较

①地形、地质条件比较

从地形方面比较，方案一受地形影响较小，仅通气洞受地形影响布置成斜井形式。方案二受地形影响较大，调压井开挖影响对外交通，井筒部分外露。

从地质方面比较，方案一的优点是井筒埋深较大，远离厂后边坡，运行时对边坡的稳定影响较小；压力管道在弱风化线以下埋深大于80 m，管道地质条件良好。缺点是井底虽躲开了背斜核部，但井身位置处于砂岩与灰岩交界处，为Ⅳ类围岩，围岩类别低。方案二的优点是调压井处距厂房近，施工方便。缺点是岸坡表层为坡积体，岩石表面强风化层厚度约为10 m，调压井1/3的井筒位于Ⅳ类围岩或临空；调压井紧邻岸坡，运行时对岸坡稳定影响较大；压力管道在弱风化线以下埋深约为40 m，管道地质条件较差。

从地形、地质条件比较，两方案优缺点差距不是很明显。

②结构安全性比较

方案一的优点是：受地震影响小，井壁没有结构失稳的问题；受温度影响小，冬季不会结冰；运行时井壁渗水对岸坡的稳定影响不大；缺点是穹顶跨度26 m，如此大跨度的洞室布置在砂岩、页岩、灰岩夹层的Ⅳ类围岩中，施工期安全性差。

方案二的优点是：采用明挖，采用边挖边锚或局部采用边挖边衬的施工方法，安全性容易保障；调压井正常高水位与原岩面线齐平，在正常运行时，工程较为可靠。缺点是井筒外露、受地震的影响较大，外露部分结构复杂；运行时井壁渗水对岸坡的稳定有影响。

两方案比较，方案一穹顶存在不安全的因素，方案二井筒外露部分存在不安全因素，但方案二的不安全因素比较容易弥补。

③施工难度比较

方案一施工的主要难点是穹顶支护，具体的施工工序为先开挖中导洞，宽度为10 m，最大高度为10 m，中导洞开挖完成后，进行顶部锚喷支护，然后再进行两侧的开挖和支护。施工工序较为复杂，也比较费时，穹顶施工需2.5个月。

方案二施工的主要难点是井身围岩破碎，开挖时必须采用强有力的支护，采用边开挖、边支护的方法，以保证风化岩石边坡稳定。

④经济比较

两方案主体工程量及投资比较见表3.4-2。

表3.4-2　调压井及附属工程主要工程量及投资比较(www.xing528.com)

续表3.4-2

⑤结论

经过比较，两方案在地形地质条件、工程安全性及施工复杂程度上没有太大的差别，但方案二节省投资625万元，具有较大的经济优势。方案二即使有缺陷，通过工程处理较易得到解决。因此，推荐方案二——开敞式调压井。

（3）调压井类型比选

对简单圆筒式、阻抗式两种形式进行了水力计算比较，计算工况为：

①上库设计水位，全部3台机组瞬时丢弃全部负荷。

②上库校核水位，全部3台机组瞬时丢弃全部负荷。

③上库死水位，机组瞬时由2台增至3台。

④上库死水位，全部3台机组瞬时丢弃全部负荷时的第二振幅。

计算结果见表3.4-3。

表3.4-3　调压井水力计算结果汇总

同时，对带阻抗孔的上室式调压井也进行了论证，根据规范要求，上室底板高程至少与正常库水位齐平为2202.00 m，它与阻抗式调压井最高水位差值为21.98 m，在这段距离内设置上室以期降低最高水位时隧洞较长，作用甚微。根据上述结果，按照调压井高度最小、工程量最少兼顾施工简单的原则，确定采用阻抗式。

（4）调压井断面优化

水力过渡过程委托河海大学进行了计算研究，根据研究成果，调压井直径由25 m优化为22 m，阻抗孔直径由5 m调整为5.4 m，最高涌浪为2223.98 m，最低涌浪为2155.39 m，引水系统布置满足电站运行要求。