气垫调压室的检修及Kvilldal水电站与Osa水电站选址比较

4.3.1　Osa水电站的补救工程

由于水电站埋深浅（约140m）以及区域性构造的拉应力 （Selmer Olsen，1981），Osa水电站的气垫调压室建在渗透性较高的片麻岩、花岗岩地带 （见表3）。尽管在建设时进行了大量的水泥、化学灌浆，并对洞室顶部也进行了锚栓和喷混凝土，在交付使用后很快就出现了高达900Nm3/h的漏气损失 （Edvardsson和Saetren，1985）。对于容量为2320Nm3/h的空压机来说，这么大的漏气损失是难以承受的。因此在电站运行8个月后，这套设备被关停检修。

气垫调压室的检修在3个月内完成。作了6800m的钻孔灌浆，注入了36t水泥和5500L的化学浆液。灌浆重点集中在气垫运行期间测到的漏气和放空后观测到渗水的围岩结构薄弱地带。

1982年6月，经检修的气垫室再次投入运行。1988年，观测到的漏气量为80Nm3/h。尽管这在各个水电站中是最高的，但在空压机的辅助下一切正常。

4.3.2　Kvilldal水电站的补救工程

与Osa水电站的选址比较而言，Kvilldal水电站气垫调压室建于地理条件良好的混合片麻岩，其透气性数量级约为10-16m2（透水率约等于10-9m/s）。但是，在距气垫室岩壁50m处存在一条地质结构薄弱带，导致气垫室岩壁孔隙水压力值比预计的低。

Kvilldal水电站气垫调压室运行的头14个月的观测结果显示，其漏气损失量约为250Nm3/h （Pleym和Stokkebφ，1985）。对于容量为500Nm3/h的空压机来说，这样大的漏气损失是不可接受的，人们建议采用水幕技术来解决这个问题。

水幕技术的原理是在气垫室上方岩体中开凿一个钻孔网，如同一把 “伞”罩在气垫室的上方，在电站运行时，对这些钻孔注入高压水，以充满气垫室上方的围岩裂隙，形成一个高压水幕，“盖”在气垫室上，封住气体的逃逸通道。如图6所示。Kvilldal水电站的水幕共由47个φ50mm的钻孔组成。这些钻孔平均长55m，水平倾角60°。在气垫室顶板以上4个地方钻进，每一处的钻孔呈放射状布置，钻孔另一端相距约38m。为水幕供水的水泵安装在空气压缩机房里，通过一条不锈钢钢管，将水注入钻孔内。(www.xing528.com)

Kvilldal水电站的水幕中水压力比气垫室内压力水头高100m，水幕耗水量为1L/s，漏气量仅为10Nm3/h。可以认为，这是气室中气体溶于水造成的（见图9）。

附录一　挪威水电站气垫式调压室修建辑要

附录二　关于气垫室水位测量方法的说明

气垫室内的水位测量是通过使用“间隔列法”和 “位差法”得到的 （见图12）。有的气垫监测同时使用两种方法，有的只使用其中一种。“间隔列法”的工作原理是：将若干感应器按每5cm间隔排成一列，垂直插入水中。感应器间距大小足以达到对感应器发出的水平面标高的精度要求。有的电站将两列相同的感应器间隔列错位排列，达到了提高测量精度的目的。

图12　气垫室监测装置

“位差法”的工作原理是：悬挂于气垫室气垫中参考液面 （见图12）标高已知，通过测算出参考液面与水床平面的高差来推算水床水位。测算高差的方法是：在岩洞壁顶悬挂一桶水，分别测量水桶内水平面的气压和水床水平面的气压，得到二者之差，由这个压差，就可以计算出水床的水位了。其中，为了得到精确的结果，注意公式必须要考虑洞室内压缩气体的密度。