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常规设计中常见问题优化方案

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:按上述常规设计思想设计的引水式水电站,常常会遇到一些困难,或者说是缺点。洞线定得高,覆盖较薄,常会遇到地质较差的问题。这些都是实际工作中常遇到的。以往常规设计时高压管道覆盖定得浅,有的只要求埋深大于3倍开挖洞径。目前,很多工程已经采用了不衬砌水道,他们的设计思路完全改变了,而这种思路改变后,不仅很容易解决传统设计中遇到的一系列问题,而且可以带来一定的效益。

常规设计中常见问题优化方案

按上述常规设计思想设计的引水式水电站,常常会遇到一些困难,或者说是缺点。

(1)隧洞线路增长,水头损失增大。引水式水电站的引水道常常是顺着河道,在峡谷中走的,河道两岸又常常有小支沟。如果引水隧洞高程较高,在跨越这些小支沟时,常常会使洞顶、洞侧覆盖太薄,有时甚至会露出地面,需要把隧洞改成一段明管,用桥梁的形式跨越沟谷,使工程变得复杂。如果不做桥管,就要有足够的覆盖厚度,往往要将隧洞洞线绕沟绕得远一点,也就是说会延长洞线。

从纵剖面上讲,一个较平的引水隧洞,加一个较陡的压力管道,其长度也将大于一坡到厂房的斜线。

(2)由于引水隧洞洞线高程较高,因此:①要在高程较高的地方建造调压室;②调压室到厂房机组之间要建高差较大的斜井或竖井;这些高压管道的长度相对较长,造价较高,施工困难;③如果斜井长度较长,超过200~300m,施工更加困难,往往要在中间加上一个平段,增加一个施工支洞;④为了到达施工支洞口或调压室顶部及底部,往往要修建几公里甚至十多公里长的上山公路,不但增加造价,延长工期,并且破坏环境,把峡谷中的植被破坏了;⑤上山公路坡陡弯急,十分危险,容易引发施工时的一些事故。

(3)常规设计的高压管道,往往倾向于布置在覆盖不太厚的山坡上,用钢板衬砌,到了厂房前用钢板做分岔管。这些都使工程造价增加,施工难度增加,工期增长。

(4)洞线定得高,覆盖较薄,常会遇到地质较差的问题。我国许多地方属温带、亚热带气候,气温稍高,雨水不少,风化深度比较厚,新鲜或微风化基岩埋藏深度常达20~30m,甚至40~50m。埋深浅,洞线可能在风化岩层之中,尤其是洞线与沟谷交叉处。常言道“逢沟必断”,断层埋深浅,常被定为Ⅳ类、Ⅴ类围岩,施工难度大,衬砌造价高,甚至有时不得不用钢板衬砌。如果埋深较大,深部风化程度轻一些,岩性好一点,情况可能会好一些。这些都是实际工作中常遇到的。(www.xing528.com)

(5)以往常规设计时高压管道覆盖定得浅,有的只要求埋深大于3倍开挖洞径。按现代不衬砌水道的准则来考虑,覆盖较薄时水道必须用钢筋板衬砌,分岔管也必须用钢材焊制。这样高压管道、分岔管的造价就很高了,施工工期也要长得多,甚至有时成为控制发电的关键

(6)由于调压室在较高的位置,离厂房会较远,因此高压管道就会比较长,这样管道中水击压力就会大些,调节性能相对会较差。水击压力增大,对钢管、蜗壳、机组的要求都会提高,它们的造价也会相对较高。

(7)常规的想法倾向于做地面厂房,认为明亮、方便、安全,有益于运行人员的健康。但地下厂房也有其特殊的优点,例如适宜于在狭窄的山谷河道中修建,不会受山坡塌方、雪崩的危害,冬天、洪水季节时施工也方便,地下厂房布置有时可以比较灵活。

以上种种问题都是由于认为隧洞必须衬砌,而衬砌要承受大部分内外压力,而且要不漏水,因此要把洞线尽量定得高一点,使它尽量少承受内水压力。但是,这并不符合实际情况,在山岩条件还可以的条件下,山岩本身可以承担所有的内外荷载,渗水也不会太大,或者加以适当的处理后,可以解决承载、渗水问题。目前,很多工程已经采用了不衬砌水道,他们的设计思路完全改变了,而这种思路改变后,不仅很容易解决传统设计中遇到的一系列问题,而且可以带来一定的效益。现在人们提倡要“开拓创新,与时俱进”。笔者认为这个口号,这个要求,绝不是只对国家管理,政治思想等方面的工作有效,而是对所有的行业,各种各样的人们都适用的,因为各行各业各种人都需要进步。况且我们这种设计,已早有先例,我们只要弄清楚旁人是怎么做的,有什么规律,弄清道理,掌握要点,照此办理就可以进一大步。如果能够在此基础上再有所创新,那就更好了。

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