为确保电站正常安全运行,降低电站进水口前淤沙高程,保证进水口“门前清”,减少过机泥沙量,在13~17 号坝段每一个电站进水口左下侧,布置有一条电站排沙钢管,钢管直径Φ2.7m,管轴线长130.0m。排沙钢管水平方向顺直通过电站坝段经厂坝间接缝穿过厂房至尾水下游胸墙,垂直方向沿发电引水钢管的走向。1.排沙钢管进口布置
根据模型试验结果,参照国内已建工程经验,排沙钢管进口底高程确定为912.00m,采用矩形孔口。为防淤堵,将进口做成虹吸式接驼峰堰的型式。从进口912.00m 经圆弧连接上升至917.00m,并设有反弧拦沙鼻坎,鼻坎最低点高916.33m,比事故检修闸门底坎(917.00m)低0.67m。进口段形成了一个不易进沙的空腔,并在此段安置高压喷水喷气系统,待事故闸门关闭后,闸门前后的高压水系统便开始工作,使之不被泥沙淤堵。
为保证进口段检修方便,在进口延上游坝面设置24.0m×4.33m 进口检修门1 道,底坎高程912.00m。在下0+009.40m 处设有2.4m×3.0m 事故检修门1 道,底坎高程917.00m。均由坝顶1600kN 双向门机操作。
排沙钢管进口段孔口周壁均为钢筋混凝土衬砌。
2.排沙钢管设计为方便施工,加快工程进度,在排沙钢管事故检修门后均采用钢衬钢筋混凝土结构设计。
排沙钢管起始于下0+010.55m,止于下0+115.25m。由进口渐变段、上水平段、上弯段、斜直段、下弯段、下水平段、放空阀室、出口渐变段等组成。进口渐变段长5.0m,由矩形孔(2.4m×3.0m)渐变成Φ2.7m 圆孔。上、下弯段转弯半径均为10.0m,圆心角为55°28″。为控制因水流向上挑而引起尾水波动,出口渐变段自上向下采用压坡渐变,由Φ2.7m 圆孔渐变成1.4m×1.6m 矩形孔,渐变段长10.0m。
排沙钢管钢衬厚度按坝内埋管设计原则,以防洪限制水位966.00m 作为设计内水压力确定钢板为16MnR,厚度为10~14mm。钢管抗外压设计采用倒“T”形等厚加劲环,间距80~200cm。
排沙钢管共跨越3 条纵缝及厂坝分缝。在跨缝设计上,采用纵缝两侧设厚3.0cm 的聚乙烯低发泡闭孔塑料板,包角360°,长4.0~6.0m。依靠钢管自身弹性变形抵消坝体纵缝间错动及位移。在厂坝分缝处,排沙钢管不设置伸缩节,通过放空阀室空腔段及设置 长6.0m的聚乙烯软垫层来消除厂坝间不均匀沉降等 变形。(www.xing528.com)
排沙钢管不预留钢管槽,与坝体混凝土整体浇筑,以减少施工工序。在坝体混凝土浇筑60d 后进行钢管接触灌浆(灌浆压力0.2MPa),以保证坝体混凝土与排沙钢管接触紧密。
3.排沙钢管出口布置
排沙钢管出口段布置在主厂房尾水管上方,出口在尾水胸墙,以利排沙钢管泄流直接泄入尾水渠内。钢管中心轴线距机组段间右缝面3.5m。出后段由上弯段、斜直段、渐变段等组成,均采用钢板衬护。排沙钢管由中心高程887.00m经上弯段(转弯半径10.0m,圆心角14°46′9″)向上挑出,出口挑坎底高程为890.56m,低于正常尾水位9.89m。经模型试验证明,排沙钢管泄流不会引起尾水流态恶化,不影响机组出力。出口设平板工作闸门,由500kN 液压启闭机操作,启闭机室布置在尾水副厂房顶层下游侧。出口检修闸门与电站尾水门共用。
水电站排沙钢管在坝前水位952.00m 时,单孔泄量56.52m3/s,管内流速9.86m/s。故在压力钢管段采用耐腐蚀、耐水流冲击的重防腐环氧煤沥青漆作为内壁涂料。
电站排沙钢管布置见电站坝段横剖面图,如图5-2。
图5-2 万家寨水利枢纽电站坝段横剖面图
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