 |
网络教程目录 |
 |
 |
 |
|
快捷跳转 |
|
|
|
|
|
第十七章
其他类型厂房 |
|
|
建于地面的水电站厂房称为地面厂房，地面厂房有三种基本型式：引水式、坝后式和河床式厂房。随着水电技术的发展和需要，从中又发展出溢流式、坝内式以及泄流式厂房等。建于地下的水电站厂房则称为地下厂房，目前地下厂房已广泛使用于水电建设中。引水式厂房的布置在第十七章中已作详细阐述，其中布置基本原理对其他型式的厂房也适用，本章主要说明其他类型厂房的特点。此外，本章第四节对抽水蓄能电站和潮汐电站的厂房也作了简要说明。 第一节 坝后式、溢流式、坝内式厂房 一、坝后式厂房坝后式厂房通常是指布置在非溢流坝后、与坝体衔接的厂房。坝址河谷较宽，河谷中布置溢流坝外还需布置非溢流坝时，通常采用这种厂房，如图11-1所示。河谷虽然不宽，如可采用坝外泄洪建筑物泄洪，河谷中只需布置非溢流坝时，也可采用这种．厂房。 位于混凝土重力坝后的厂房，厂坝连接处通常设纵向沉降伸缩缝将厂坝结构分开（见图11-2）。采用这种连接方式时，厂坝各自独立承受荷载和保持稳定，连接处允许产生相对变位，因而结构受力比较明确。采用这种连接方式时，压力钢管穿过上述纵缝处应设置伸缩节。在平面布置士，由于钢管一般最梦布置在每一坝段的中间，坝段与厂房机组段的横缝往往互相错开，坝段的长度与机组段的长度应相互协调。
图17-1所示坝后式厂房采用厂坝整体连接方式。该电站坝高67m，坝基存在软弱夹层，摩擦系数较低，所以采用厂坝整体连接方式，利用厂房重量帮助坝体稳斌为此，该电站在厂坝间的施工缝面a-a上设置键槽，而后通过灌浆将厂坝两部分结合成整体。 图17-2所示为乌江渡水电站厂房的横剖面图。该电站的下游洪水位很高，在设计洪水情况下，厂房在下游水压力的作用下自身不能保持稳定，因而在水库初期蓄水后用灌浆方法将水轮机高程以下厂坝间的纵缝充填，使厂坝整体连接。这样做使厂房在洪水期可以利用坝体帮助稳定，而水库蓄水时坝体变位对厂房的影响又可大大减小。该电站厂坝间的纵缝不设键槽，不留插筋。此外，为了减少扬压力，乌江渡电站在厂房地基中还设置了帷幕灌浆和排水设施。
坝后式厂房，尤其是厂坝间设纵缝分开时，厂房上部与坝体之间的空间较大，主变与副厂房往往可布置于此。有些水电站河岸地形陡峻，不宜布置开关站，开关站也以高架型式布置在坝的下游面上。 二、溢流式厂房
溢流式厂房压力水管进水口的布置方式有两种。图17-3(a)所示厂房，其压力水管的进水口布置在溢流坝闸墩之下，这种布置方式进水口闸门及拦污栅的提降与溢流坝顶闸门的操作互不干扰，布置和运行都比较方便，在工程实践中采用较多。采用这种布置方式时，闸墩的厚度必须考虑布置进水口闸门井和拦污栅的需要，厚度往往因此而需增大，此外，坝段的横缝只能设置在闸墩外。另一种进水口布置方式是布置在溢流堰之下，参见坝内式厂房。 溢流式厂房厂坝之间有较大的空间，可用来布置副厂房和主变等。 溢流式厂房在洪水期洪水通过厂房顶下泄。采用何种泄流消能方式以及厂顶溢流面的形状，应通过水力试验确定和选择。采用厂顶挑流泄洪时，应使厂外电气设备远离挑流水舌和严重雾化区，防止出现电晕。同时，选择进厂交通线路时、应避免受泄洪的影响。 溢流式厂房的顶板在泄洪时受到水流作用的时均动水压力、脉动压力和水流摩擦力，厂房下游墙受到因尾水波动而引起的动水压力作用，所以厂房的上部结构要进行动力分析。上部结构的自振频率一般应大于高速水流脉动优势频率，以免共振。 滥流式厂房与坝的连接方式主要有三种：①厂房上下部均用永久变形缝与坝分开；②厂房上下部均与坝连成整体；③厂房下部与坝分开而上部顶板与坝简支或铰支连接。图17-3(a)所示厂房在上部设置拉板与坝连接。选用何种连接方式，除要考虑地基条件、坝型和坝高、坝及厂房的抗滑稳定要求外，还要考虑动力需要。厂房上下部均与坝体分离时，厂房结构自振频率低，为了防止出现与高速水流脉动频率共振，有的电站加大厂房上部构架截面的厚度，有的电站在上部设置拉板以提高自振频率并改善构架的受力情况。厂房上下部与坝整体连接时，自振频率可以提高，对防止共振有利。有的试验研究认为，泄洪时厂房顶板上脉动压力的频率很小，厂房构架共振的可能性不大。有的电站为了一避免在厂顶泄流，将厂顶布置在溢流坝的挑流鼻坎高程以下，如图17-2所示，这种厂房又可称为厂前挑流式厂房。 溢流式厂房结构设计时，根据结构特点，除选择结构力学法进行静动力分析外，还采用有限元法进行分析，尤其是采用厂坝整体或部分整体连接方式和结构比较特殊时更应如此。必要时还要进行结构模型试验。 三、坝内式厂房 布置在坝体空腔内的厂房称为坝内式厂房。图17-3(b)所示为混凝土重力溢流坝内的坝内式厂房，图17-4所示为混凝土空腹重力拱坝内的坝内厂房。
坝内式厂房坝体空腔的大小和形状对坝体的应力影响很大。而空腔的大小和形状还要考虑厂房布置的要求，所以，坝内厂房的布置设计应与大坝剖面形状的拟定密切配合进行。坝体剖面和坝内空腔体形的确定应使坝体应力分布和变化较为均匀，主要部位的应力控制在允许范围之内，坝体混凝土方量较小，并且能满足厂房布置的需要。坝内式厂房坝体体形复杂，需应用有限元法进行应力分析研究，确定最优剖面和空腔的形状、尺寸。 通过计算和试验研究，图17-4所示空腹重力拱坝采用的空腹形状接近为一椭圆，其长轴倾向下游，倾角为60°，与实体坝的主应力方向基本一致，空腹高度约为坝高的1/3,空腹的顶拱为一二心圆曲线，空腹的宽度也约为大坝底宽的1/3。布置坝内厂房的空腔再参照厂房布置要求作适当修改，见图17-4。 空腔的存在将项体分为两部分，空腔上游部分称为坝的前腿，下游部分则称为后腿。前腿内布置有压力钢管，管道的布置应考虑尽量减小对前腿结构的削弱。图17-3(b)所示重力坝内厂房，前腿较厚，钢管直径较小，管道垂直布置；而图17-4所示重力拱坝的坝内厂房，前腿相对较薄，采用水平布置管道，以减小对前腿的削弱。 坝内厂房尾水管穿过大坝后腿引出，尾水管出口段的开孔削弱了后腿结构。为了减小开孔对后腿的削弱，应减小开孔的宽度。根据经验，应控制开孔的宽度不大于坝段宽度的30％-40％。对于分段的重力坝取值应严，对于整体无横缝的重力坝取值可稍宽；对于重力拱坝可更放宽。为了减小开孔宽度，尾水管出劝段往往采用窄高形的断面，图17-3(b)所示厂房尾水管在肘管段和扩散段的范围内保持标准形状，以后出口段断面渐变为宽4m高5m的矩形。图17-4所示厂房的尾水管在扩散段断面即开始缩窄加高。 坝内式厂房机组容量的确定、机电设备的选择和布置必须与坝内空腔的大小相适应，主厂房的高度或宽度往往需要采取一定的措施予以压缩，例如采用双小车桥吊或双桥吊吊运转子以降低桥吊轨顶高程，采用伞式发电机以缩短水轮发电机的轴长等等。 坝内式厂房进水口的布置与溢流式厂房相似。图17-3(b)所示广房的进水口布置在溢流堰之下，用油压启闭机操作的蝴蝶阀代替工作闸门，蝶阀室顶即溢流堰顶，用盖板封闭，蝶阀安装及吊出检修时需放下溢流堰检修门，打开盖板。由于蝶阀价格较高，水头损失较大，检修时操作不便，河谷宽度允许增加溢流坝闸墩宽度以将进水口布置在闸墩之下时，一般不采用这种布置方式。 坝内式厂房副厂房往往可布置在坝体空腔内。图19-3(b)所示厂房由于空腔宽度较大，副厂房平行布置在同一空腔内主厂房的下游侧。图13-4所示厂房空腔宽度较小，将大部分副厂房布置在坝外，运行不便。 坝内厂房需特别注意防渗防潮。为减少坝体渗水，除严格控制坝体混凝土的施工质量外，图17-3(b)所示厂房在上游坝面还专门覆盖了厚4cm的沥青防渗层。为防潮，坝内空腔周围需设有隔墙，空腔壁与隔墙间布置排水沟管，主厂房顶部设有顶棚，上铺防水层。坝内厂房应有完善的通风系统。
|
|
|