水电站厂房
水电站厂房设计
基本资料
1 流域资料
老灌河全长254Km，流域面积4219Km2，总落差1340m，河床平均比降约5.2%，坝址位于老灌河中游，距西峡县城约10Km。坝址以上控制流域面积约2580Km2，多年平均降雨量6.635亿m3.坝址下游约1.8Km处有小电站，装机600KW。在小和之间的小水库库容约100万m3，有效库容60万m3.
2 交通条件
在枢纽左岸有一条简易公路沿河向下游大约3Km处和通向县城的主干公路相交;枢纽右岸山的另一边距坝址约2Km处有一条通向县城的主干公路。
3 气候条件
⑴气温：该地区年平均气温15.1℃，最高气温42℃，最低气温-14.2℃。
⑵降水：多年平均降水量约900㎜，降水量在时间和空间上分布很不均匀，一般是
深山多于浅山和丘陵区，降水量的61.8%集中于6～9月，其中7～8月占年降雨量的
41.5%。
⑶风向和风速：多年平均最大风速为7.63m/s，相应风向为北东向。
4 水能规划资料
⑴水库特征水位及相应库容如下表：
⑵
大坝主要采用坝顶溢流泄洪，溢流坝净长度为143m，溢流坝坝顶高程为288m。5年一遇洪水下泄流量为1500m3/s，20年一遇洪水下泄流量为3050m3/s，50年一遇洪水下泄流量为4100m3/s，500年一遇洪水下泄流量为7700m3/s。水库下游河道与流量关系见下表：
电站装机容量拟在9000kW左右，主要作调峰运行。
5 地形地质条件
⑴地形
老灌河在坝址区为北东流向，该处河谷狭窄，主要为中高山区，相对高度多在100～200 m，最高可达700m，山坡较陡峻，基岩裸露，河谷呈“V”字型，河谷宽度一般在80～180m，坝址处约为140m，河床底高243～246m。山坡坡度左岸40～45°，右岸约为30°。
⑵地层岩性
坝址周围为太古界太华群及海西期侵入岩体，基岩裸露，第四系沉积很薄，残坡积也不发育，太华群岩性主要为云母石英片岩及石英片岩，多为中薄层，层间结合较好，坚硬，风化较轻。海西期侵入岩体主要为混合花岗片麻岩，角闪片麻岩等，岩石坚硬，完整密实。河床冲积层为近代漂砾、卵石、粗砂组成，厚约1～5m。总体上讲，工程地质条件比较简单，没有明显不利的工程地质问题。
厂房设计说明书
1厂区布置
1.1 考虑因素
站址选择要考虑：厂房形式的选择、交通条件、开挖方量、施工场地的选择、泄洪产生的影响、生活区和管理区位置的协调、及对其他工程的协调影响。
⑴厂房形式：根据已知资料，电站正常蓄水位为288米，下游河道最低水位为246米。所以最大水头差约为42米。属中水头厂房范围30-100米。若考虑采用河床式厂房或坝内式厂房，则由各方面资料可知，对于小型水电站来说，这两种型式都过于复杂，需要考虑的因素太多，而且也不经济，所以不予采用，应考虑采用坝后式厂房。
⑵交通条件：由资料知，在枢纽的左岸有一条简易公路沿河向下游大约3千米处和通往县城的主干相交；枢纽右岸山的另一边，距坝址约2千米处有一条通向县城的主干公路。若将厂房设在大坝的右岸，就需要修建一条盘山公路与2千米外的通向县城的主干公路相衔接，工程量较大。若不修路而改架桥通向左岸的简易公路，这样又不太经济，所以应考虑将厂房设在大坝左岸，那么，那条简易公路可修建为进站公路。
⑶开挖方量：考虑开挖马房沟一地建厂房，直接打一条引水隧洞由大坝处引水。这样大约可以形成7到8米的水头差，这对电站来说是很有利的，但考虑到马房沟的开挖量大约在30万立方以上，开挖量过大，经济成本高，而且本项工程是起调峰电站的作用，如此设计，则下游的小电站将关闭，那他对本项工程的反调节作用也就没有了，而且对下游的诸多电站也都会造成影响。
若厂房紧贴坝后，太靠近岸边，会受到挑流影响，靠岸里侧一些，则进水口需要加宽，增大了山体开挖量。暴雨季节，山体滑坡，进水口会逐渐淤死。若设冲沙闸于厂房下部，又使大坝的结构、管道布置等问题过于复杂。
在左岸从坝轴线向下游100米左右，山体坡度较缓，开挖方量小，不易引起滑坡，而且护坡较为方便。若直接在大坝下游紧靠大坝建电站，则由于山体坡度较大，而开挖方量
较大，再者，由于厂房与坝上游进水口的距离短，则有压进水管不宜采用分叉式，用独立式布置投资又较大。所以考虑将厂房布置在距离大坝约100米处的凹向左岸的山窝处，初步估计最远挑距为120米，厂房稳定性可不受影响。但是会有水雾现象，若再将距离拉远一些，引水距离又显得过长了。
⑷施工场地的选择：在左岸由于坝下游400米左右处的地形较为平缓，易于布置施工设备，进行厂房施工备料。
⑸泄洪产生的影响：站址确定在下游左岸，距坝轴线的距离应适当，否则泄洪产生的水雾可能会影响发电机组的正常运转，厂房应面对下游布置，可以避免大坝泄洪时的水流不稳定、水位不稳定，及对尾水位的影响。
⑹生活区和管理区位置的协调：在坝下游左右岸地形条件相比，左岸的袁家庄地形很平缓，到施工场地的距离也合适，适宜建设生活区和管理区。
⑺对其他工程的协调影响：在水库大坝的下游有已建的小电站，为保证小电站能正常运行，发电尾水必须汇入原河道，所以电站应靠近下游河道修建。
1.2 方案比较
方案一：厂房布置在距坝轴线下游100米的左岸。
1）山体坡度较缓，开挖方量小。
2）有压进水管可采用联合式，水头损失小，不考虑水击问题，投资少。
3）水流挑射对厂房的影响小。
4）交通便利，可利用已有的交通条件，减少工程投资。
5）便于进行施工总体布置
方案二：厂房紧靠坝布置。
1）施工干扰大。
2）左岸靠近坝处，山体坡度大，开挖方量较大。
3）有压进水管不宜采用联合式，用单元式会增大投资。
4）下泄水流的水汽对厂房内的设备有影响。
5）损失小，不考虑水击问题。
方案三：在马房沟一地开挖，修建引水式电站。
1）须埋设的压力引水管道较长，增大投资。
2）发电尾水没有汇入原河道，影响下游已建工程的运行。
3）泄洪对尾水无影响，可提高电站运行效率。
4）水头损失大，水击压力大。
综合以上分析，选第一方案最优。电站厂房布置在左岸距坝轴线下游100米处。
2 水轮机型号的选择
2.1 水头计算
由于该电站为调峰电站，为了增加供电可靠性，拟选三台发电机，则每台的装机容量为9000/3=3000kW，可适当增加容量保证可靠性，查《小型水电站发电设备手册》发电机
=3200kW，相应水轮机出力N=3400Kw。
标准系列，选单机容量为N
d
由原始资料知，上游最高水位为288m，最低水位为271.8m。
假定开一台机组运行时下游水深约为1m，引水系统水力损失约为0.8m。开三台机组运行时下游水深约为2m，引水系统水力损失约为1.5m，则
水电站最大水头
max H 28824610.840.2m =---=
水电站最小水头
min H 271.824621.522.3m =---=
算术平均水头
max min H H H )/2(40.222.3)/231.25m =+=+=平均（
该电站为坝后式，水电站设计水头
r av H 0.95H = （1）
式中：
H av —水电站加权平均水头，应比算术平均水头大，初拟为32m ，则
r H 0.953230.4m =?=
2.2 水轮机主要参数的确定
⑴ 确定水轮机转轮直径
取水轮机工作范围为22～41m ，在反击式水轮机系列型谱中查得HL240型水轮机比较适用于这一水头范围。
2 1.5
d r d 11r d N =9.81Q H =9.81Q D H ηηηη′ （2）
式中：N d —发电机单机容量
Q r —水轮机设计流量
Q 1—单位最大流量 D 1—水轮机转轮 ηd —发电机效率
η—水轮机效率
H r —水轮机设计水头 初拟ηd =94%，η=92%。则
1D 1.35m === 查水轮机转轮标准系列取D 1
=1.4m
2311Q Q D 1.24 1.413.4m /s ==?=′
⑵ 效率修正值的计算
查《小型水电站发电设备手册》图1-15HL240型水轮机转轮综合特性曲线，HL240型水轮机在最优工况下的最高效率ηMmax =92.0%，模型转轮直径D 1M =0.46m 。
则原型水轮机的最高效率
max Mmax 111(193.6%ηη=--=--=( （3）
考虑制造水平的差异，根据水轮机的直径凭经验取ε=1.0%，原型水轮机所采用的蜗壳和尾水管与模型水轮机的相似故取‵ε=0。
则效率修正值由下式计算
max =0.9360.920.010=0.006------ˋMmax △η=ηηεε （4）
水轮机在限制工况处的效率为
M =+ =0.904+0.006=0.91ηηη△
⑶ 确定水轮机转速
由水轮机相似定律
'
'11M
n n === （5）
1
n =
在上式中原型水轮机的单位转速应取最大单位转速即
10n '
'
'
+1△n 10M =n （6）
HL240模型水轮机的最优单位转速1072n '
=， 同时由于
110110.0090.03M n n =-=-=<△′ 可不予修正，因此，原型水轮机的最优单位转速和模型机的相同，即1010M n n '=′=72。
11291n n D ===
查《水电站》表4-7选与之接近而偏大的发电机标准同步转速，取n e =300r/min 。
⑷ 反算水轮机设计水头
2 1.5119.81r N D Q H η=′ （7）
23
2
11()9.81r N H D Q 'η
==2
323400()29.249.81 1.4 1.240.91m =??? Q r
=11Q D '=
21.24 1.4?3/s
Q 总=3Q r =3×13.14=39.42 m 3/s
故所选水轮机为HL240—LJ —140，设计流量为13.14 m 3/s ，设计水头为29.24m 。查《小型水电站发电机设备手册》表1－14选与之相应的发电机为TSL325/36—20，与之配套的调速器为CT40，油压装置为YZ —1。
3 尾水渠设计
取尾水渠底宽b=8m ，为梯形断面，边坡坡率m=0.25，底坡i=0.001，尾水渠为新开挖基岩，糙率n=0.018，初步设计尾水渠长100米，则尾水渠上下游高差△h=0.1m 尾水渠水深计算迭代公式
0.6
0.4
1(2/()j j j h b h b mh +=++ （8） 开一台机组时Q=13.14 m 3/s ，经计算h=1.02m 开三台机组时Q=39.42 m 3/s ，经计算h=2.07m
则下游最低水深h min =1.02+0.1=1.12m ，高程247.12m 下游最高水深h max =2.07+0.1=2.17m ，高程248.17m 下游平均水深 h=1.65m ，平均水位为247.65m
4 压力管道直径及蝶阀的确定
按经济流速确定压力管道直径，压力管道经济流速V e 一般为4—6m ，取为4m/s 管道直径计算公式：
（9）
管道内流速：
V=
2
43.14Q
D （10）
对于主管，Q=39.42 m 3/s
13.5m D ==主
2
413.14
m=4.18m/s 3.142ν?=
?支
对于支管，Q=13.14 m 3/s
1 2.0m D ==支
2
413.14
=4.18m/s 3.142
ν?=
?支 查《水电站建筑物设计参考资料》，蝶阀选型为DF200-150，卧轴，名义直径两米。
5 损失计算
以下损失计算过程中，所有系数来源于天津大学水利系主编的《小型水电站》 5.1 沿程损失
1.9
4.9
Q m L 0.631D
h α=沿△ （11）
式中：D —钢管内径
Q —管中流量 L —管长
α—考虑管道结构形式对沿程损失系数的影响,取为0.000826 m —考虑钢管使用年限的系数，取为1.02
1.9
4.9
39.420.000826 1.02100=0.25m 0.631 3.5h =???沿△
5.2 局部损失
局部水头损失由下式计算：
2
h 2νξ=局局
△g
（12）
式中：
△h 局 —局部水头损失
ξ局—局部水头损失系数 ν—计算断面平均流速 g —重力加速度，9.80 ⑴ 拦污栅损失
拦污栅水头损失系数
4/3s ()K sin b
ξβα=拦 （13）
式中：
β—与拦污栅条断面形状有关的系数，圆形，1.79
s —栅条直径，1㎝
b —栅条净距，5㎝
α—拦污栅与水平面夹角，70°
K —考虑拦污栅上附着污物对水头损失系数的影响，1.5
4/31
1.79()1.5sin 700.35
ξ=????=拦
过栅流速ν—1m/s
2
1.0h 0.30.015m 29.8
==?拦△
考虑堵塞取为0.1m
⑵ 进口局部损失
进口为喇叭形进口，局部损失系数为0.1 断面平均流速为1.5m/s
2
1.5h 0.10.01m 29.8
==?进△
⑶ 渐变段损失
渐变段长度一般为遂洞直径的1.5—2倍，侧面扩散角以6°—8°为宜。取损失系数为0.1
断面平均流速
2
Q 39.42 3.22m/s A 3.5ν===
2
3.22h 0.10.05m 29.8
==?渐△
⑷ 闸门槽损失
取损失系数为0.1
2
3.22h 0.10.05m 29.8
==?闸△
⑸ 水管转弯局部损失
弯道转角约为25°，损失系数约为0.15
2
4.18h 0.150.13m 29.8
=?=?弯△
⑹ 岔管损失
岔管偏角约为25°，流经岔管后的流速接近，取损失系数约为0.19
2
4.18h 0.190.1729.8
m =?=?△
有两条岔管，故损失为2×0.17=0.34 m
⑺ 阀门损失
蝶阀损失系数约为0.11
2
4.18h 0.110.1m 29.8
=?=?阀△
总水头损失为
h 0.250.10.010.050.050.130.340.1=1.03m =+=+++++++∑局沿△△h △h
6 蜗壳尺寸的确定
图1 混流式水轮机蜗壳平面图
对蜗壳任一断面
i max
i 360Q Q ??
=
（14）
i ρ=
（15） i a i R r 2ρ=+ （16）
式中：
Q i —该断面流量 ρi —该断面半径 Q max —水轮机最大流量 νc —进口断面流速
c 1 5.4m/s ==ν
K —流速系数，取为1
i a i R r 125m ?---主轴中心到该断面的距离
水轮机座环固定导叶的外半径,.自涡壳鼻端算起至计算断面的角度
蜗壳进口断面
3c max
c 34513.14
12.6m /s 360360Q Q ???=
=
=?
?
式中：
c 0.86m ρ=
=
+X c R =R 1.25+20.86=2.97m =?
对于255°包角断面
3c max
25525513.14
9.3m /s 360360Q Q ???=
=
=?
?
2550.74m ρ=
=
Y 255R =R 1.25+20.74=2.73m =?-
对于165°包角断面
3c max
16516513.14
6m /s 360360Q Q ???=
=
=?
?
1650.60m ρ=
=
X 165R =R 1.25+20.60=2.45m =?-
对于75°包角断面
3c max
757513.14
2.74m /s 360360Q Q ???=
=
=?
?
750.40m ρ=
=
+Y c R =R 1.25+20.40=2.05m =?
7 尾水管尺寸计算
图2 混流式水轮机尾水管
水电站所用尾水管为弯肘型，查《水电站机电设计手册》及《水电站》，图中相应尺寸如下：
13445615D 1.4m,D 1.5m,D 1.893m
h 3.5m,h 1.893m,h 1.834m,h 0.938m L 6.72m,L 2.45m B 3.836m
==========
8 水电站厂房尺寸设计
8.1 主厂房高程的确定 ⑴ 水轮机安装高程▽T ：
T W s H X =++▽▽ （17）
式中：
▽W —水电站正常运行时可能出现的最低下游水位，一般取一台机组的过流量相应的尾水位。
H s —水轮机允许吸出高
s H 10)H 900
σσ=+▽
-(△- （18） s 24765
H 100190.04)29.24 3.0m 900
=+=.-(.- 导叶高度b 0=0.511m
水轮机实际允许吸出高s H ′：
0s s b 0.511
H H 3 3.256m 22
=+
=+=′ σ—气蚀系数，由水轮机特性曲线决定 △σ—气蚀系数修正值，由水轮机厂家提供 H —计算水头
▽—水电站厂房所在地点的海拔高程，初步设计时可采用下游平均水位高程 X —水轮机压力最低点与安装高程之间的差值，对于混流式水轮机
X = b 0 / 2
在尾水渠设计时已算得下游平均水位为247.65m ，开一台机时，下游水深为247.12m 。
247.12 3.2560.511/2250.63m =++=T ▽
⑵ 尾水管底板高程▽尾
b 250.632
=尾▽--h （19） 式中：
h —尾水管高度
0.511
250.6335=246.87m 2
=尾▽-
-. ⑶ 主厂房基础开挖高程▽F
F 1h =尾▽▽- （20）
式中：
1h —尾水管底部浇注混凝土厚度，1m
F 246.871245.87m =-=▽
⑷ 水轮机机层地面高程▽1
1T c 4h ρ=++▽▽ （21）
式中：
ρc —蜗壳进口断面半径
h 4—蜗壳混凝土保护厚度，1m
1250.630.861.0=252.5m =++▽
⑸ 发电机装置高程▽G
G 156h h =++▽▽ （22）
式中：
h 5—发电机机墩进人孔高度，1.8—2.0m
h 6—发电机机墩进人孔顶部厚度，1m
G 252.5 1.81255.3m =++=▽
⑹ 发电机层地面高程▽2
2G 3h =+▽▽ （23）
式中:
h 3—发电机转子基坑深度
2255.3 1.18256.48m =+=▽
⑺ 吊车安装高程▽C
C 27891011h h h h h =+++++▽▽ （24）
式中：
h 7—发电机上机架高度
h 8—吊运部件与固定的机组或设备间的垂直净距 h 9—最大吊运部件高度
h 10—吊运部件吊钩之间的距离
h 11—主钩最高位置至轨道顶面的距离，可从起重机主要参数表查出
C 256.480.50.3310.552261.83=+++++=▽m
⑻ 屋顶高程▽R
R 121314C h h h =+++▽▽ （25）
式中：
h 12—轨顶到吊车小车距离，可从起重机主要参数表查出 h 13—吊车检修预留空间，0.5m h 14—屋面板厚度
R 261.83 2.340.50.5265.17m =+++=▽
8.2 主厂房长度L 的确定
0L=nL +L +L 安△ （26）
式中：
L —主厂房长度 n —机组台数 L 0—机组段长度 L 安—安装间长度 △L —边机组段加长 ⑴ 机组段长度L 0的确定
0+L L L =+X X - （27）
① 对于蜗壳层
+X +X 110L = R + = 2.97+1.2 = 4.17m L = R + = 2.45+1.2 = 3.65m L = 4.17+3.65 = 7.81m
δδX X -- ②对于尾水管层
+X 2X 20B 3.836L =
+ = +1.2 = 3.118m 22B 3.836
L + = +1.2 = 3.118m 22
L 3.118 3.118 6.236m δδ==+=-
③对于发电机层，机组段间距由发电机定子外径控制
0L = D d +风 （28）
式中：
D 风—发电机风罩外缘直径 d —两相邻风罩通道间的距离
0L =5.527.5m +=
L 0取三者中的大值，7.81m
⑵ 边机组段加长△L=（0.1～1）D 0=1×1.4=1.4m ⑶ 安装间长度L 安=（1～1.5）L 0=1.2×7.81=9.37m
取安装间长度为10米，则主厂房长度
37.8110 1.434.83L m =?++=
取主厂房长度为35米
8.3 主厂房宽度确定
x s B=B +B （29）
式中：
B —主厂房净宽 B x —下游侧宽度 B s —上游侧宽度
⑴ 水下部分净宽的确定
①上游侧宽度
s B =1.25+1.0+0.8+4.0=7.05m
式中：
1.25—座环半径
1.0—混凝土保护层厚度 0.8—蜗壳上游侧断面直径 4.0—蝶阀坑宽度 ②下游侧宽度
x B =1.25+1.0+1.74+1.5=5.49m
式中：
1.25—座环半径
1.0—混凝土保护层厚度 1.74—蜗壳下游侧断面直径 2—走道宽度
则，主厂房净宽
7.05 5.4912.54s x B B B m =+=+=
⑵ 水上部分净宽的确定
①上游侧宽度
s B =2.75+5=7.75m
式中：
2 .75—发电机风罩半径
5—布置调速器，油压设备及机旁屏必需的距离 ②下游侧宽度
x B =2.75+2.5=5.25m
式中：
2.75—发电机风罩半径 2.5—下游走道宽度
则，主厂房净宽
7.75 5.2513s x B B B m =+=+=
取两者中的大值，主厂房的宽度为13m
9 起重机选择
起重机的型式和台数取决于水电站的厂房类型、最大起重量和机组台数等条件。具有上部结构的厂房一般选用桥式起重机。
起重机额定起重量应根据最重吊运件的重量（一般为发电机转子）加起吊工具的重量并参照起重量系列确定。
发电机转子重量约为发电机总重量的一半，先计算发电机的重量G f 。
2
31()d f e
N G K n = （30）
2
332009()53.6300
f G t =?=
则发电机转子重量为G f /2=26.8t
参照起重量系列，参照起重量系列起重机额定起重量为32.5/5t ，跨度为12.5m 。 主钩起吊范围：l 1=2.05m ，l 2=1.72m 副钩起吊范围：l 3=1.035m ，l 4=2.715m
水电站地下厂房开挖和支护方案
水电站地下厂房开挖和支护方案 发表时间：2019-01-14T15:55:15.173Z 来源：《防护工程》2018年第31期作者：刘进 [导读] 因此本文根据日常工作经验，对水电站开挖中地下厂房开挖与支护的技术方案进行探讨，以供同行参考。 中国葛洲坝集团第三工程有限公司陕西延川 717208 摘要：水电站厂房开挖和支护技术是一项非常复杂的技术，对水电站工程质量有显著影响。笔者根据实际工作经验探讨了水电站地下厂房开挖和支护技术方案，力求大大提高水电站地下厂房开挖和支护技术水平。 关键词：水电站：地下厂房开挖；支护；方案 水电站是一种常见的水利工程项目，具有多种的开挖形式，其中就包括水电站地下厂房，因为需要在深层的岩层中进行建设，利用围岩的稳定性来确定厂房具有较好的整体性，从而应对修建大坝时地形地貌不符合修建要求的问题，另外，还可以协调输水、发电和大坝安全之间的相互关系，所以广泛应用于我国的水利工程中。但是水电站地下厂房开挖对于地质条件要求很高，若遇到较大的构造带或岩层破碎带，就会大大增加施工的难度，因此本文根据日常工作经验，对水电站开挖中地下厂房开挖与支护的技术方案进行探讨，以供同行参考。 1水电站地下厂房开挖方案 水电站地下厂房开挖深度高达几十米。施工的难度较大，同时具有围岩挖空率高、断面尺寸大等特征，所以必须要提高围岩的稳定性，才能够确保工程顺利完成。通常情况下，地下厂房的开挖一般按照从上到下的顺序进程，实行分层分块开挖并且进行支护。就围岩的应力变化而言，应力历史会与开挖支护的程序存在一定关系。如果开挖或支护不当就会造成整个施工受到影响，同时会导致应力分布和破损区同时发生变化，大大增加了施工过程中的安全隐患。所以，在地下厂房的开挖过程中，一定要注意结合实际情况制定施工方案，选择合理的开挖程序和支护方法[1]。在开始施工前，首先要对地质进行严格探查，同时考虑到施工进度以及施工成本等要求，进一步优化开挖程序和支护施工方案，按照立体多层次、平面多工序的基本原则开展开挖支护作业，加强对各类监测信息的收集和应用，能够不断优化施工方案，达到最佳的施工效果。 1.1施工准备阶段 在地下厂房开挖前，一定要做好施工的相关准备，确保万无一失。要根据相关的监测信息进一步优化施工方案，科学布置施工支洞，更好地提供工作的平行作业平台。另外，施工方还要依据施工的要合同要求以及技术规范，合理选择开挖程序和施工工艺，进一步做好关键点监测与质量控制点信息。开挖主厂房前要做好围岩稳定性处理以及排水系统的施工，设置好各类监测仪器，同时要做好通风井的施工[2]。开挖水电站地下厂房时，如果地质条件为高应力条件，那么岩层中含有大量的弹性能就会突然释放，从而进一步破坏了围岩的卸荷，严重影响了围岩的稳定性，所以必须要考虑到围岩卸荷松弛的问题，及时采取有效的预防措施，避免发生岩爆灾害。岩爆的发生一般是因为围岩的力学平衡被严重破坏，从而释放了大量的能量，远远高于所消耗的能量，所以一定要尽量避免能量变化对围岩产生的影响，合理控制分层的能量变化。 1.2地下厂房开挖方法 地下厂房的开挖一般要遵循一定的规律，通常情况下是从上到下进行分层施工，从而实现逐步成型，控制每一层的厚度在8到10米内，能够达到最佳的施工效果。分层施工时，要注意确保钻孔的精度，合理控制爆破震动，考虑到设备的作业空间以及作业通道等因素对施工的影响。一般情况下，岩壁吊车梁层的厚度需要合理控制为10米左右[3]，同时要注意控制下部界面高度。开挖地下厂房的需要合理选用开挖方法，通常情况下要合理控制开挖的轮廓，常用的开挖方法包括预裂爆破和光面爆破。完成爆破后，再对中间岩体进行清理时，通常选择微差爆破方法。在该阶段的施工过程中，需要注意要对爆破实验得到的数据进行分析，从而确定预留保护层的厚度，随后对预留保护层进行分层清理，通过预裂来控制上层轮廓，下层主要是通过光爆成型。光爆成型的控制力度较好，能够将开挖控制在20cm以下。需要注意的是，保护层开挖是边墙位移量的主要影响因素，所以一定要确定适当的保护层开挖方法。如果使用深孔预裂爆破的方法进行开挖轮廓，那么高度控制要在15cm以下。一般施工时没有特殊要求，就可以使用该方法进行开挖。 2水电站地下厂房支护方案 2.1支护施工原则 在进行支护时一定要遵循相应的设计原则，首先要根据地下厂房的具体地质条件进行支护工艺的选择。主厂房以及尾水调压室、进厂交通洞等主要采用喷锚支护的方法，能够起到永久支护的效果。局部洞室交叉口和隧道主要通过钢筋混凝土衬砌的方法[4]，提供永久支护作用。其次，锚杆支护设计要依据地勘报告中的参数具体进行，要提高2类围岩的稳定性，支护达到一定的强度。第三，利用新奥法原理，开展喷锚支护设计，主要的程序为设计-施工-监测-修正，要加强对支护施工的监测和观察，及时调整支护参数。 2.2支护施工方案 通常情况下，岩体结构中的支护压力会根据岩体的位移变化而变化，两者之间的关系为负相关关系。如果位移量相同，那么支护后隧道围岩需要的支护压力要比之前的压力小，同时支护前后的压力差会根据位移变化而变化。在2类和3.类围岩中，要注意合理选择支护工艺。通常情况下浅孔锚干支护与开挖面的距离要达到3倍洞径长度以内。当完成复喷混凝土后，应该进深孔锚干，然后对预应力锚索进行设置。一般情况下，厂房的直立边墙高度不宜过高，通常控制在50-80米内，能够提高厂房的稳定性，这也要采取相应的加固措施。例如，利用预应力锚杆、喷涂混凝土等，另外为了进一步提高围岩的稳定性，还要使用预定力锚索进行加固。在支护施工过程中，需要注意支护所使用的施工时间较长，具有相比开挖施工更长的施工周期，所以整个地下厂房的施工进度受到支护施工的影响较大。因此，为了进一步提高施工的进度，在支护施工过程中可以适当使用高频冲击回转钻进工艺，能够有效提供施工效率，从而减少施工周期。除此之外，为了进一步节约施工时间，可以提前完成作业，通过开辟出作业空间的方法来完成，当完成主厂房开挖后，就能够在作业空间内着手开展穿索等工艺[5]。施工过程中尽管围岩已经得到加固，但是当开挖下部结构时，围岩仍然会发生位移，所以一定要加强对上部加固围岩的控制，提高其稳定性，否则上部围岩稳定性降低，就会影响摸索的锚固赋存力，严重情况下会导致应力超标，大大增加了安全隐患，因此一定要对预应力的增量进行有效控制，提高施工的安全性。除了做好系统支护之外，另外对于一些特殊部位，也要进一步加强守护，特别是洞室的
水电站厂房的设计说明
绪论 水电站厂房是水电站主要建筑物之一，是将水能转换为电能的综合工程设施。厂房中安装水轮机、发电机和各种辅助设备。通过能量转换，水轮发电机发出的电能，经变压器、开关站等输入电网送往用户。所以说水电站厂房是水、机、电的综合体，又是运行人员进行生产活动的场所。其任务是满足主、辅设备及其联络的线、缆和管道布置的要求与安装、运行、维修的需要；为运行人员创造良好的工作条件；以美观的建筑造型协调与美化自然环境。 水电站厂区包括： （1）主厂房。布置着水电站的主要动力设备（水轮发电机组）和各种辅助设备的主机室（主机间），及组装、检修设备的装配场（安装间），是水电站厂房的主要组成部分。 （2）副厂房。布置着控制设备、电气设备和辅助设备，是水电站的运行、控制、监视、通讯、试验、管理和运行人员工作的房间。 （3）主变压器场。装设主变压器的地方。电能经过主变压器升高到规定的电压后引到开关站。 （4）开关站（户外高压配电装置）。装设高压开关、高压母线和保护措施等高压电气设备的场所，高压输电线由此将电能输往用户，要求占地面积较大。 由于水电站的开发方式、枢纽布置、水头、流量、装机容量、水轮发电机组形式等因素，及水文、地质、地形等条件的不同，加上政治、经济、生态及国防等因素的影响，厂房的布置方式也各不相同，所以厂房的类型有各种不同的划分，例如按机组工作特点可分为立式机组厂房、卧式机组厂房。根据厂房在水电站枢纽中的位置及其结构特征，水电站厂房可分为以下三种基本类型： 1. 坝后式厂房。厂房位于拦河坝下游坝趾处，厂房与坝直接相连，发电用水直接穿过坝体引人厂房。 2. 河床式厂房。厂房位于河床中，本身也起挡水作用，如西津水电站厂房。若厂房机组段还布置有泄水道，则成为泄水式厂房（或称混合式厂房），。 3. 引水式厂房。厂房与坝不直接相接，发电用水由引水建筑物引人厂房。当厂房设在河岸处时称为引水式地面厂房。 水电站厂房是专门的水工建筑物,它具有一般水工建筑物的共性,故其设计有以
水电站地下厂房施工技术
水电站地下厂房施工技术 摘要: 龙滩水电站地下引水发电系统主厂房是世界级的地下厂房，其具有结构尺寸庞大、周边相邻洞室多、施工干扰大、地质情况复杂、开挖支护工程量庞大、安全质量进度要求高的特点。本文通过开挖阶段主厂房顶层、岩壁梁、高边墙的开挖施工方法及施工监测在地下厂房中应用研究方面进行介绍，为同类型工程施工中合理组织施工程序、采用安全而行之有效的开挖方法提供一定的借鉴。 1．工程概述 龙滩水电站是红水河梯级开发中的骨干工程，属Ⅰ等工程，工程规模为大（Ⅰ）型，工程按正常蓄水位400m设计，电站装机容量为6300MW。引水发电系统主要建筑物引水隧洞、主厂房、母线洞、主变室、尾水调压井、尾水支岔洞、尾水隧洞均布置于左岸地下岩体中。左岸洞室纵横交错，上下重叠，主要洞室尺寸庞大，构成复杂的地下洞室群，大小洞室总数119条。 地下厂房右端距河岸约160ｍ。厂房洞室上覆岩层最小厚度约100ｍ，最大厚度约230ｍ。该地下厂房为目前世界最大的地下厂房，从河床侧向山体侧依次布置有主安装间、主厂房、副安装间。主厂房结构尺寸为388.5m×30.70m×77.6m。 主厂房围岩由厚层砂岩、粉砂岩和泥板岩互层夹少量层凝灰岩、硅泥质灰岩组成。其中砂岩、粉砂岩占68.2％；泥板岩占30.8％；灰岩、
层凝灰岩占1％。主洞室所在区域绝大部分为
Ⅲ类围岩、小部分为Ⅱ类围岩，极少部分属于Ⅳ、Ⅴ类围岩，具有较好的成洞条件。 2．主厂房开挖主要施工方法 2．1主要开挖程序： 地下厂房分9层开挖，主要步骤为：①利用主厂房顶层施工支洞进入厂房Ⅰ层开挖、支护，与此同时开挖母线排风廊道（3号施工支洞）至厂房另一端，形成两头对挖局面；②在Ⅰ层右端开挖支护完成100m后开挖Ⅱ层，并进行岩壁梁施工；③从进厂交通洞和经主变室至厂房的另一端（联系洞）对挖Ⅲ层，同样两端头降坡对挖Ⅳ层；④在厂房Ⅲ层开挖的同时，从引水下平洞进入厂房下游侧8m处，为加速Ⅳ、Ⅴ层开挖创造条件；⑤在厂房Ⅴ层开挖的同时，从尾水管进入开挖厂房Ⅷ、Ⅸ两层；⑥从引水下平洞进入厂房开挖Ⅴ、Ⅵ两层，最后爆通第Ⅶ层，从尾水支洞出渣，利用垫渣从尾水扩散段进入第Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ层，进行喷锚支护工作；⑦每层开挖、锚杆、锚索、挂网、喷混凝土等工序进行平行流水作业。 2．2顶层开挖方法 厂房第一层开挖分为左端开挖及右端开挖，左端开挖主要通道为3#施工支洞，右端开挖主要通道为母线排风洞。先贯通两侧边导洞后进行中间岩柱开挖，周边采用光面爆破。顶拱开挖先进行两侧导洞开挖，支护好后，再进行中间岩柱拆除。 开挖过程中，两侧平行导洞交错施工，掌子面相距30m以上，以确保施工和工程安全。中间岩柱开始采用全断面开挖，由于断面较
水电站厂房设计
水电站厂房设计 一、水电站厂房的任务 水电站厂房是将水能转为电能的综合工程设施，包括厂房建筑、水轮机、发电机、变压器、开关站等，也是运行人员进行生产和活动 的场所。 水电站厂房的主要任务： (1) 将水电站的主要机电设备集中布置在一起，使其具有良好的运 行、管理、安装、检修等条件。 (2) 布置各种辅助设备，保证机组安全经济运行，保证发电质量。 (3) 布置必要的值班场所，为运行人员提供良好的工作环境。 二、水电站厂房的组成 (一) 从设备布置和运行要求的空间划分 主厂房：布置水电站的主要动力设备(水轮发电机组)和各种辅助设 备，设置装配场(安装间)。 副厂房：布置控制设备，电气设备和辅助设备，是水电站运行、控制、监视、通讯、试验、管理和工作的房间。 主变压器场：装设主变压器的地方。水电站发出的电能经主变压器 升压后，再经输电线路送给用户。 高压开关站：装设高压开关、高压母线、和保护措施等设备的场所， 高压输电线由此送往用户。 此外厂房枢纽中还有：进水道、尾水道和交通道路等。
水电站主厂房、副厂房、主变压器场和高压开关站及厂区交通等，组成水电站厂区枢纽建筑物，一般称厂区枢纽。 (二) 从设备组成的系统划分 水电站厂房内的机械及水工建筑物共分五大系统 (1) 水流系统。水轮机及其进出水设备，包括压力管道、水轮机前 的进水阀、蜗壳、水轮机、尾水管及尾水闸门等。 (2) 电流系统。即电气一次回路系统，包括发电机及其引出线、母 线、发电机电压配电设备、主变压器和高压开关站等。 (3) 电气控制设备系统。即电气二次回路系统，包括机旁盘、励磁设备系统、中央控制室、各种控制及操作设备如各种互感器、表计、继电器、控制电缆、自动及远动装置、通迅及调度设备等直流系统。 (4) 机械控制设备系统。包括水轮机的调速设备，如接力器及操作柜，事故阀门的控制设备，其它各种闸门、减压阀、拦污栅等操作 控制设备。 (5) 辅助设备系统。包括为了安装、检修、维护、运行所必须的各种电气及机械辅助设备，如厂用电系统(厂用变压器、厂用配电装置、直流电系统)，油系统、气系统、水系统，起重设备，各种电气和机械修理室、试验室、工具间、通风采暖设备等。 水电站厂房组成(设备组成) (三) 从水电站厂房的结构组成划分 1．平面：主机室+安装间 主机室：水轮发电机组及辅助设备布置在主机室，是运行和管理的 主要场所；
水电站厂房设计(图文讲解)
水电站厂房设计 第一节水电站厂房的任务、组成及类型 一、水电站厂房的任务 水电站厂房是将水能转为电能的综合工程设施，包括厂房建筑、水轮机、发电机、变压器、开关站等，也是运行人员进行生产和活动的场所。 水电站厂房的主要任务： (1)将水电站的主要机电设备集中布置在一起，使其具有良好的运行、管理、安装、检修等条件。 (2)布置各种辅助设备，保证机组安全经济运行，保证发电质量。 (3)布置必要的值班场所，为运行人员提供良好的工作环境。 二、水电站厂房的组成 (一)从设备布置和运行要求的空间划分 主厂房：布置水电站的主要动力设备(水轮发电机组)和各种辅助设备，设置装配场(安装间)。 副厂房：布置控制设备，电气设备和辅助设备，是水电站运行、控制、监视、通讯、试验、管理和工作的房间。 主变压器场：装设主变压器的地方。水电站发出的电能经主变压器升压后，再经输电线路送给用户。 高压开关站：装设高压开关、高压母线、和保护措施等设备的场所，高压输电线由此送往用户。 此外厂房枢纽中还有：进水道、尾水道和交通道路等。 水电站主厂房、副厂房、主变压器场和高压开关站及厂区交通等，组成水电站厂区枢纽建筑物，一般称厂区枢纽。 (二)从设备组成的系统划分 水电站厂房内的机械及水工建筑物共分五大系统 (1)水流系统。水轮机及其进出水设备，包括压力管道、水轮机前的进水阀、蜗壳、水轮机、尾水管及尾水闸门等。 (2)电流系统。即电气一次回路系统，包括发电机及其引出线、母线、发电机电压配电设备、主变压器和高压开关站等。 (3)电气控制设备系统。即电气二次回路系统，包括机旁盘、励磁设备系统、中央控制室、各种控制及操作设备如各种互感器、表计、继电器、控制电缆、自动及远动装置、通迅及调度设备等直流系统。
浅谈某水电站地下厂房设计
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【精品文档】 浅谈某水电站地下厂房设计 【摘要】某水电站地下厂房按2级建筑物设计,厂区地震基本烈度为6度,按规范规定,建筑物不进行地震设防。 【关键词】地下厂房;洞室群;喷锚支护;内部布置;结构设计 某水电站地下厂房位于左岸山体内。厂区岩层为燕山早期第三次侵入的黑云母花岗岩,厂房部位断裂不发育,上覆新鲜～微风化岩体,厚度40～140 m,通过厂房的主要断层有F7、F28、F29等,倾角较陡,规模小。据勘探钻孔统计,岩心平均采取率95%,RQD(岩石质量指标)80%,岩体纵波速4 600～5 600m/s,湿抗压强度165MPa。 地下厂房按2级建筑物设计,厂区地震基本烈度为6度,按规范规定,建筑物不进行地震设防。 1. 地下厂房位置选择 在选择地下厂房位置时,考虑了下面几个因素。 (1)厂房上游侧靠近水库处有F1断层,与厂房轴线基本平行。厂房应尽量远离F1,以确保厂房围岩稳定和减少渗水量。 (2)厂房靠山体侧的F3断层沿冲沟发育,F3影响范围内的不透水层埋藏很深,透水量较大。因此厂房应尽可能远离F3影响带。 (3)通过厂房的F7、F28、F29断层,与厂房轴线有较大的夹角,对厂房围岩稳定影响不大。而F12、F2断层与厂房轴线基本平行,F2断层靠河床侧正与厂房顶拱相切,对厂房围岩稳定不利,厂房应尽可能地避开。 综合以上因素,同时考虑主变室、尾水调压室及输水系统的布置,确定了主厂房位置。根据实际开挖揭露的地质情况来看,地下厂房位置选择是合理的。 2. 厂房纵轴线方向确定 2.1 确定原则。 (1)厂房纵轴线应尽可能垂直于岩体主要节理裂隙的走向或与其成较大的夹角,避 免上下游边墙承受较大的侧向压力,以利于围岩稳定。 (2)轴线尽可能平行于初始地应力的最大主应力方向或与其成较小夹角。 2.2 轴线方向确定。 根据厂区节理玫瑰图及实测的三维地应力成果,在满足洞室稳定和输水发电系统总布置要求的前提下,厂房轴线方向确定为N40°E。理由如下。 (1)根据厂区节理玫瑰图分析,主要节理组方向为N15～30°W,次要节理组方向为N70～85°E。厂房纵轴线与主要节理组方向夹角为55～70°,与次要节理组方向夹角为3 0～45°。 2
水电站厂房设计
第十一章水电站地面厂房布置设计 第一节水电站厂房的任务、组成及类型 一、水电站厂房的任务 水电站厂房是水能转为电能的生产场所，也是运行人员进行生产和活动的场所。其任务是通过一系列工程措施，将水流平顺地引入水轮机，使水能转换成为可供用户使用的电能，并将各种必需的机电设备安置在恰当的位置，创造良好的安装、检修及运行条件，为运行人员提供良好的工作环境。 水电站厂房是水工建筑物、机械及电气设备的综合体，在厂房的设计、施工、安装和运行中需要各专业人员通力协作。 二、水电站厂房的组成 水电站厂房的组成可从不同角度划分。 (一)从设备布置和运行要求的空间划分 (1)主厂房。水能转化为机械能是由水轮机实现的，机械转化为电能是由发电机来完成的，二者之间由传递功率装置连接，组成水轮发电机组。水轮发电机组和各种辅助设备安装在主厂房内，是水电站厂房的主要组成部分。 (2)副厂房。安置各种运行控制和检修管理设备的房间及运行管理人员工作和生活用房。 (3)主变压器场。装设主变压器的地方。水电站发出的电能经主变压器升压后，再经输电线路送给用户。 (4)开关站(户外配电装置)。为了按需要分配功率及保证正常工作和检修，发电机和变压器之间以及变压器与输电线路之间有不同电压的配电装置。发电机侧的配电装置，通常设在厂房内，而其高压侧的配电装置一般布置在户外，称高压开关站。装设高压开关、高压母线和保护设施，高压输电线由此将电能输送给电力用户。 水电站主厂房、副厂房、主变压器场和高压开关站及厂区交通等，组成水电站厂区枢纽建筑物，一般称厂区枢纽。 (二)从设备组成的系统划分 水电站厂房内的机械及水工建筑物共分五大系统 (1)水流系统。水轮机及其进出水设备，包括压力管道、水轮机前的进水阀、蜗壳、水轮机、尾水管及尾水闸门等。 (2)电流系统。即电气一次回路系统，包括发电机及其引出线、母线、发电机电压配电设备、主变压器和高压开关站等。 (3)电气控制设备系统。即电气二次回路系统，包括机旁盘、厉磁设备系统、中央控制室、各种控制及操作设备如各种互感器、表计、继电器、控制电缆、自动及远动装置、通迅及调度设备等直流系统，如图11-1所示。
水电站课程设计水电站厂房设计
课程设计：水电站厂房设计 专业班级：12级水利水电工程卓越班姓名： 学号： 指导教师： 南昌工程学院水利与生态工程学院印制 2015——2016学年第一学期
南 昌 工 程 学 院 课程设计（论文）任务书 I 、课程设计(论文)题目：某水电站厂房课程设计 II 、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求： 一、设计原始资料 （一）工程概况 图1为某水电站的厂房布置图，它是一座以发电为主兼有防洪、灌溉、过木、供水等综合效益的县办骨干电站。采用钢筋混凝土堆石坝，最大坝高74m ，坝址以上控制流域面积564k ㎡，占全流域面积的75.3%，多年平均流量为s m /6.173水库总库容为3 810783.2m ?，属多年调节。 图1 厂房为坝后式，安装3台8000KW 机组，总装机容量KW 4104.2?，保证出力5500KW ，多年平均发电量h KW ??4107260，年利用小时3025h ，在系统中（地方电网）担任调峰、调相任务，并可对下游梯级进行调节，经济效益显著。 在枢纽布置上，为避免厂房、溢洪道、筏道的相互干扰，将岸坡式溢洪道布置在坝左岸的一鼻形山脊上，用钢筋混凝土挡土墙与堆石坝衔接，出口消能采用挑流形式。过木干筏道布置在坝左岸的山坡上。隧洞布置在坝右岸的山体中，具有导流、发电引水和放空等
多种功能，即施工期用隧洞导流，并在导流洞口上的山岩中另开一洞口，与隧洞相连成为“龙抬头”形式，采用塔式进水口作为发电引水和放空隧洞的首部，水库蓄水时将导流洞口封赌。隧洞直径为5.2m 。隧洞出口设有放空水库用的闸门。在放空闸门上游另凿发电引水岔洞，洞径4.6m ，然后以三根m 2Φ的钢支管与机组相连。 本工程规模属大（2）型，枢纽为二等工程，电站厂房按3级建筑物设计。 （二）水电站厂房主要设备 1、水轮机和发电机 电站最大水头m H 3.64max =，加权平均水头m H cp 63.59=，最小水头m H 02.38min =。按水头范围及装机容量，套用3台现有机组。水轮机型号为140220--LJ HL ，单机额定 出力为KW 8333，该机组适用m H 65max =，m H 38min =m H p 58=，额定流量35.16m /s ， 和电站水头范围比较匹配。发电机型号为3300/168000-SF ，单机额定出力KW 8000（悬式），采用密封式通风，可控硅励磁。水轮机导叶0b 为0.35m 。水轮机带轴长3.74m ，发电机转子带轴长4.785m.。一台机组在设计水头、额定出力下运行的尾水位为100.1 m 。 2、调速器：选用3500-YDT 型电气液压式 3、主阀：采用卧式液压型摇摆式接力器双平板偏心蝴蝶阀 4、桥式起重机：本电站的最重部件为发电机转子带轴重37.5t ，结合厂房布置要求。选用起重机跨度m L k 12=，主副钩最大起升高度分别为20m 和22m ，主钩最高位置至轨顶距离为0.911m ，小车高度2.723m 。厂房屋顶结构厚度为2.456 m 。 二、设计技术要求 厂房课程设计重点是主厂房内部主要设备和结构的布置，以及轮廓尺寸的决定。设计图应符合工程图纸的要求，说明书应能说明设计内容，文字通顺、整洁。 III 、课程设计(论文)工作内容及完成时间： 一、工作内容 水电站厂房课程设计要求学生根据所给任务书，利用所给的资料，完成下列工作： 1、用简略的方法选择厂房的主要和辅助设备。 2、进行厂区和厂房内部布置，决定厂房的轮廓尺寸。 3、绘制设计图纸(至少要有一平一立两张图纸)和编写设计计算书和说明书。 二、完成时间 本课程设计2周，具体安排大致如下（供参考）： 1、设计布置，了解设计任务书及熟悉原始资料 1天 2、进行厂房布置设计，并布置草图 6天 3、绘厂房布置图（可用计算机绘制）及整理编写计算书和说明书 3天 Ⅳ 主 要参考资料： 《水电站厂房设计规范 SL 266-2014 替代SL266-2001 中华人民共和国水利部 编 中国水利水电出版社 2014》 《DLT5186-2004水力发电厂机电设计规范》 《水力机械（第2版）金钟元 编 中国水利水电出版社 1992》
四川水电站地下厂房施组设计
目录 第一章综合说明.................................................. 第1节工程概述.................................................. 第2节合同项目和工作范围........................................ 第3节主要工程量................................................ 第4节合同控制性工期要求........................................ 第5节本投标书编制依据和原则.................................... 第二章施工总体规划.............................................. 第1节工程概述.................................................. 第2节施工重点、难点............................................ 第3节施工技术规划.............................................. 第4节施工队伍及设备的组织...................................... 第5节施工准备及临建设施........................................ 第6节施工总体程序安排.......................................... 第7节本工程施工目标............................................ 第8节施工指导思想.............................................. 第三章施工总布置及辅助企业...................................... 第1节编制原则及依据............................................ 第2节业主提供的条件............................................ 第3节施工临建设施的布置规划.................................... 第4节施工风、水、电及通讯系统.................................. 第5节施工通风系统的布置........................................
水电站厂房
水电站厂房 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
主厂房的布置 一、发电机层设备布置 发电机层为安放水轮发电机组及辅助设备和仪表表盘的场地，也是运行人员巡回检查机组、监视仪表的场所。主要设备有： 1．机旁盘(自动、保护、量测、动力盘)。与调速器布置在同一侧，靠近厂房的上游或下游墙。 2．调速柜。应与下层的接力器相协调，尽可能靠近机组，并在吊车的工作范围之内。 3．励磁盘。控制励磁机运行，常布置在发电机近旁。 4．蝶阀孔。如果在水轮机前装设蝴蝶阀，则其检修需要在发电机层的安装间内进行，在发电机层与其相应的部位预留吊孔，以方便检修和安装。 5．楼梯。一般两台机组设置一个楼梯。由发电机层到水轮机层至少设两个楼梯，分设在主厂房的两端，便于运行人员到水轮机层巡视和操作、及时处理事故。楼梯不应破坏发电机层楼板的梁格系统。 6．吊物孔。在吊车起吊范围内应设供安装检修的吊物孔，以勾通上下层之间的运输，一般布置在既不影响交通、又不影响设备布置的地方，其大小与吊运设备的大小相适应，平时用铁盖板盖住。 发电机层平面设备布置应考虑在吊车主、副钩的工作范围内，以便楼面所有设备都能由厂内吊车起吊。 二、水轮机层设备布置 水轮机层是指发电机层以下，蜗壳大块混凝土以上的这部分空间。 在水轮机层一般布置：
1．调速器的接力器。位于调速器柜的下方，与水轮机顶盖连在一起，并布置在蜗壳最小断面处，因为该处的混凝土厚度最大。 2．电气设备的布置。发电机引出线和中性点侧都装有电流互感器，一般安装在风罩外壁或机座外壁上。小型水电站一般不设专门的出线层，引出母线敷设在水轮机层上方，而各种电缆架设在其下方。水轮机层比较潮湿，对电缆不利。对发电机引出母线要加装保护网。 3．油、气、水管道。一般沿墙敷设或布置在沟内。管道的布置应与使用和供应地点相协调，同时避免与其他设备相互干扰，且与电缆分别布置在上下游侧，防止油气水渗漏对电缆造成影响。 4．水轮机层上、下游侧应设必要的过道。主要过道宽度不宜小于1.2m~1.6m。水轮机机座壁上要设进人孔，进人孔宽度一般为1.2m~1.8m，高度不小于1.8m~2.0m，且坡度不能太陡。 三、蜗壳层的布置 蜗壳层除过水部分外，均为大体积混凝土，布置较为简单。 1．主阀。当引水式电站采用联合供水或分组供水时，在蜗壳进口前设置一道快速闸门或蝴蝶阀，一般称为主阀。 2．进人孔。在下部块体结构中要设有通向蜗壳和尾水管的进人孔，并设置通道。一般进人孔的直径为60cm，进人孔通道尺寸不小于1×1m。 3．检查、排水廊道。一般电站在蜗壳层以下的上游侧或下游侧均设有检查、排水廊道，作为运行人员进入蜗壳、尾水管检查的通道，有的电站还同时兼作到水泵室集水井的过道。 4．集水井。位于全厂最低处，除要求能容纳运行时的渗漏水，还要担负机组检修时的集水、排水任务。 5．排水泵室：一般布置在集水井的上层，有楼梯、吊物孔与水轮机层连接。电站排水都通向下游尾水渠。
水电站厂房设计及问题分析与解决措施一
水电站厂房设计及问题分析与解决措施 摘要：随着科学技术的快速发展，我国的水电站建设越来越多，伴随着的水力发电被广泛应用起来。然而水电站厂房建设是水电站的基础建设，只有合理地对水电站厂房进行设计，在施工中解决问题，才能根本的解决水电站厂房的建设问题。本文主要分析了水电站厂房设计，并对水电站厂房建设存在的问题和解决措施进行了探讨。 关键词：水电站厂房；设计；问题；解决措施 一、水电站厂房设计 1.1 方案确定 在水电站厂房的方案确定过程中，应对厂址的地质、地形、水文条件以及施工单位具体要求等方面做实地考察与研究，并确定最佳的建设方案。例如在考察过程中，可确定河床式或者引水式以及长尾水渠式等形式，以确保使其发挥最大的效果。 1.2 布置特点 在厂房的布置方面，对于地形特点的依赖性更大。包括各个建筑的排布形式、溢洪坝位置、厂房布置位置等方面。核心方面就是发电厂房，特别要考虑河床弯道水流的影响, 应使水流进出厂房顺畅, 泥砂不易淤积, 确保安全运行, 管理方便。以某水电站建设为例，在建设过程中，发现河床较宽，因此可采用“一”字形排布；同时与闸坝结构合为一体，便于利用水力条件。在这一过程中，还需要保证施工的安全可靠。 1.3 参数标准 在厂房本身的设计过程中，需要充分考虑水源的蓄水深度、总水含量、装机容量等方面，同时也需要考虑附近农田的面积。以确保水电站在发电的过程中，也具有灌溉、泄洪及蓄水等综合作用。一般来讲，根据当地近100 年来的气候特点，对水电站厂房的抗风、抗震能力需要论证，并给与相应的极限范围。 1.4 配套设施的布置设计 (1)主变压器与开关站 主变压器可安置两台，紧邻安装场，同时可利用钢轨道进行推进。对于开关站来说，为保证其安全可靠，采取户内式结构。同样紧邻安装场，距离约15 米。实际执行过程中，有两回进线、四回出线的形式进行，提高了效率。 (2)交通安排 厂房内部的交通较为便利，上下层之间有楼梯连接，各个工作室或者设施之间有通道连接。在室外也有各类通道相连，便于人行和机动车辆行驶。 (3)排水系统 对于厂房的排水系统，主要由深水泵及集水井完成。并在厂房机组上游布置排水廊道。在实际应用过程中，与集水井相通。为了防洪需要和不至于发生洪水淹没厂房的事故，下游最高洪水位低于厂区地面高程，厂区排水均通过地面排水沟自动排至下游尾水渠内。
最新整理水电站厂房设计资料
水电站厂房设计 指导老师：徐寅 一、任务书 1、设计技术要求 厂房课程设计重点是主厂房内部主要设备和结构的布置，以及轮廓尺寸的决定，设计图应符合工程图纸的要求，说明书应能说明设计内容，文字通顺，整洁
2、 工作内容 水电站厂房课程设计要求学生根据所给任务书，利用说给的资料，完成下列工作： 用简略的方法选择厂房的主要和辅助设备 进行厂区和厂房内部布置，决定厂房的轮廓尺寸 绘制设计图纸和编写设计说明书 二、工程概况 该水电站是一座以发电为主兼有防洪、灌溉、过木、供水等综合效益的县办骨干电站。采用钢筋混凝土堆石坝，最大坝高74m ，坝址以上控制流域面积564k ㎡，占全流域面积的75.3%，多年平均流量为s m /6.173水库总库容为3810783.2m ?，属多年调节。厂房为坝后式，安装3台8000KW 机组，总装机容量KW 4104.2?，保证出力5500KW ，多年平均发电量h KW ??4107260，年利用小时3025h ，在系统中（地方电网）担任调峰、调相任务，并可对下游梯级进行调节，经济效益显著。 在枢纽布置上，为避免厂房、溢洪道、筏道的相互干扰，将岸坡式溢洪道布置在坝左岸的一鼻形山脊上，用钢筋混凝土挡土墙与堆石坝衔接，出口消能采用挑流形式。过木干筏道布置在坝左岸的山坡上。隧洞布置在坝右岸的山体中，具有导流、发电引水和放空等多种功能，即施工期用隧洞导流，并在导流洞口上的山岩中另开一洞口，与隧洞相连成为“龙抬头”形式，采用塔式进水口作为发电引水和放空隧洞的首部，水库蓄水时将导流洞口封赌。隧洞直径为5.2m 。隧洞出口设有放空水库用的闸门。在放空闸门上游另凿发电引水岔洞，洞径4.6m ，然后以三根m 2Φ的钢支管与机组相连。 本工程规模属大（2）型，枢纽为二等工程，电站厂房按3级建筑物设计。 三、主要设备 1、水轮机和发电机 电站最大水头H max =64.3m ，加权平均水头H cp =59.63m ，最小水头H min =38.02m 。按水头范围及装机容量，套用3台现有机组。水轮机的型号为HL220-LJ-140，单机额定出力为8333KW ，该机组适用H max =65m ，H min =38m ，额定流量16.5m 3/s ，和电站水头范围比较匹配。发电机型号为SF8000-16/3300，单机额定出力8000KW （悬式），采用密封式通风，可控硅励磁。水轮机导叶b0为0.35m 。水轮机带轴长3.74m ，发电机转子带轴长 4.785m.。一台机组在设计水头、额定出力下运行的尾水位为100.1 m 。 2、调速器：选用 YDT-3500型电气液压式 3、主阀：采用卧式液压型摇摆式接力器双平板偏心蝴蝶阀
水电站厂房
主厂房的布置 一、发电机层设备布置 发电机层为安放水轮发电机组及辅助设备和仪表表盘的场地，也是运行人员巡回检查机组、监视仪表的场所。主要设备有： 1．机旁盘(自动、保护、量测、动力盘)。与调速器布置在同一侧，靠近厂房的上游或下游墙。 2．调速柜。应与下层的接力器相协调，尽可能靠近机组，并在吊车的工作范围之内。 3．励磁盘。控制励磁机运行，常布置在发电机近旁。 4．蝶阀孔。如果在水轮机前装设蝴蝶阀，则其检修需要在发电机层的安装间内进行，在发电机层与其相应的部位预留吊孔，以方便检修和安装。 5．楼梯。一般两台机组设置一个楼梯。由发电机层到水轮机层至少设两个楼梯，分设在主厂房的两端，便于运行人员到水轮机层巡视和操作、及时处理事故。楼梯不应破坏发电机层楼板的梁格系统。 6．吊物孔。在吊车起吊范围内应设供安装检修的吊物孔，以勾通上下层之间的运输，一般布置在既不影响交通、又不影响设备布置的地方，其大小与吊运设备的大小相适应，平时用铁盖板盖住。 发电机层平面设备布置应考虑在吊车主、副钩的工作范围内，以便楼面所有设备都能由厂内吊车起吊。 二、水轮机层设备布置 水轮机层是指发电机层以下，蜗壳大块混凝土以上的这部分空间。 在水轮机层一般布置：
1．调速器的接力器。位于调速器柜的下方，与水轮机顶盖连在一起，并布置在蜗壳最小断面处，因为该处的混凝土厚度最大。 2．电气设备的布置。发电机引出线和中性点侧都装有电流互感器，一般安装在风罩外壁或机座外壁上。小型水电站一般不设专门的出线层，引出母线敷设在水轮机层上方，而各种电缆架设在其下方。水轮机层比较潮湿，对电缆不利。对发电机引出母线要加装保护网。 3．油、气、水管道。一般沿墙敷设或布置在沟内。管道的布置应与使用和供应地点相协调，同时避免与其他设备相互干扰，且与电缆分别布置在上下游侧，防止油气水渗漏对电缆造成影响。 4．水轮机层上、下游侧应设必要的过道。主要过道宽度不宜小于 1.2m~1.6m。水轮机机座壁上要设进人孔，进人孔宽度一般为1.2m~1.8m，高度不小于1.8m~ 2.0m，且坡度不能太陡。 三、蜗壳层的布置 蜗壳层除过水部分外，均为大体积混凝土，布置较为简单。 1．主阀。当引水式电站采用联合供水或分组供水时，在蜗壳进口前设置一道快速闸门或蝴蝶阀，一般称为主阀。 2．进人孔。在下部块体结构中要设有通向蜗壳和尾水管的进人孔，并设置通道。一般进人孔的直径为60cm，进人孔通道尺寸不小于1×1m。 3．检查、排水廊道。一般电站在蜗壳层以下的上游侧或下游侧均设有检查、排水廊道，作为运行人员进入蜗壳、尾水管检查的通道，有的电站还同时兼作到水泵室集水井的过道。
某水电站地下厂房(岩锚梁)施工组织设计
目录 第一章总说明. (3) 第二章施工规划. (12) 第三章施工总布置. (16) 第四章施工期水流控制. (68) 第五章施工通道及支洞设置. (80) 第六章排风洞、交通洞工程. (93) 第七章地下厂房工程施工. (121) 第八章调压室和压力管道工程. (146) 第九章出线洞及辅助洞室工程. (162) 第十章尾水系统工程. (183) 第十一章主变室及GIS 楼、场内公路工程. (203) 第十二章钻孔、灌浆工程. (216) 第十三章压力钢管的制造和安装. (238) 第十四章闸门及启闭机的安装. (273) 第十五章原型观测. (293) 第十六章施工总进度计划. (303) 第十七章施工组织机构. (311) 第十八章质量保证措施. (315) 第十九章环境保护及文明施工. (341) 第二十章施工期内外关系协调. (359)
总说明 1.1 工程概述 1.1.1 工程概况 *** 水电站为引水式电站，位于四川省甘孜藏族自治州境内，系瓦斯河干流梯级开发的第二级水电站。闸首位于柳杨沟口上游约700m 处，厂房位于熊家沟口下游约700m 处，闸首上行约9km 至康定，厂房下行约33km 至泸定。 本工程以发电为主，无灌溉等综合利用要求。电站共装机3 台，单机容量80MW ，总装机容量为240MW 。 本工程由首部枢纽、引水系统及地下厂房系统组成，工程等级为中型III 等工程，永久性主要水工建筑物为3 级，永久性次要水工建筑物为4 级，临时建筑物为5 级。本标是本工程的第三标，主要包括调压室、压力管道和地下厂房系统。 调压室为气垫式调压室，由气垫室、水幕室及水幕室交通洞组成，气垫室和水幕室均为L 型布置，长边长72.5m，短边长3.0m,气垫室尺寸为12.0 XI4.74m （宽稿），水幕室尺寸为 4.5 3.0m （宽X高）。 压力管道为地下埋管，主管内径 4.0m，为钢板衬砌，回填混凝土厚0.6m，压力管道长 483.831m，斜管的坡度为i=0.0564。地下厂房系统由主副厂房、安装间、尾闸室、交通洞、交通联系洞、排风洞、母线洞、出线洞、开关站等组成。洞室开挖断面尺寸为：主、副厂房及安装间为77.44 X20.4 340.3m （长X宽X高）、尾闸室为52.12 >11.0 >20.5m （长X宽X高）。 1.1.2 水文气象 瓦斯河流域属高原温带川西山地湿润气候, 流域内气候垂直变化大, 流域气候的主要特点是冬季时间长、气温低、降水少,气候寒冷而干燥；夏季时间短促、降水集中、雨强小、雨日多、气温凉爽。据康定县气象站1952?1991资料统计，多年平均气温7.1oC，极端最高气 温和极端最低气温分别为28.9oC和—14.7oC, 12月、翌年2月平均气温为-0.7oC, 1月的 平均气温为-2.30C。多年平均降水量为815.7mm,多年平均相对湿度为73%，多年平均年蒸 发量为1285.5mm，多年平均霜日为84.9天，最大积雪深度为24cm。多年平均风速为3.1m/s, 最大风速20m/s。 1.1.3 工程地质 压力管道洞身上覆岩体厚度大于100m，沿线基岩为晋宁?澄江期斜长花岗岩，岩体为次块 状?碎裂结构,为III ?IV 类。 地下厂房系统布置于瓦斯沟右岸, 位于晋宁?澄江期斜长花岗岩岩体内, 岩体以块状?次块状结构, II ?III 围岩为主, 水平埋深在100?200m 范围内, 结构面不甚发育, 地下水不丰, 且多新鲜、闭合或稍张,岩体完整性较好,岩体基本稳定或局部稳定性差,成洞条件好。局部强卸荷岩体（水平深度20?30m 段）、断层带及岩脉破碎带为镶嵌破碎裂?碎裂结构, 为IV 类围岩（个别大较大断层主错带为V 类围岩）。 1.1.4 对外交通条件 本工程地下厂房系统位于右岸,现有318 国道沿瓦斯河右岸通过,连接本工程闸首及厂房, 贯穿施工区。闸首区位于柳杨沟口上游约700m 处,沿河右岸上行9km 至州府康定,下行约7km 至日地村上游的厂房,再下行约33km 至泸定。沿318 国道,从电站坝区经泸定、天全、雅安段至成都，公路里程约315km，其中雅安至成都为高速公路，公路里程约144km ; 康定至雅安段为山重二级公路。闸坝区318 国道和厂区318 国道的改建公路由发包人负责在施工前期改建完成。 本工程整个施工期依托318 国道公路作为主要场内交通干道,为沟通左右岸场内交通,发包人从厂区尾水洞上游约200m 处起, 新建一座约70m 的跨河桥, 将318 国道改至瓦斯河 左岸，新建约1km 的公路，在尾水洞下游约800m 处新建一座约110m 的大桥，跨回右岸接原318 国道，新建公路等级为二级，桥梁荷载标准为汽—20。 1.1.5 主要里程碑 1、2003 年4 月下旬进场；
水电站厂房施工组织设计..
顺河水电站厂区工程 施 工 组 织 设 计 重庆黄浦建设（集团）有限公司顺和水电站工程项目部
二○一一年二月四日 1.1 施工条件 1.1.1 工程概况 顺和水电站位于阿坝藏族羌族自治州九寨沟县境内，是汤珠河干流水电梯级开发方案规划的第二级电站。本电站首部位于汤珠河与勿角沟交汇处下游约100m，距上游马家电站厂房约110m，电站经左岸约8.24km的隧洞，于甘沟水文站下游约200m 处汤珠河左岸的Ⅰ级漫滩阶地上建厂房，电站额定水头206m，引用流量12.1m3/s，装机规模21MW。本电站开发任务以发电为主，兼顾下游河道减水段生态环境用水。工程区沿河有平武至九寨沟的S205 公路通过。汤珠河邻近九寨沟县县城（马家磨至县城直线距离约11km，河口至县城直线距离约11 km）。该城距阿坝州州府马尔康约500km；距盆中重镇绵阳市323km；距省府成都市426km；距甘肃省文县60km。 1.1.2 工程布置及建筑物 本电站为引水式电站，由首部枢纽、引水系统、厂区枢纽三部分组成。 1.1. 2.1 厂区枢纽 厂区主要建筑物有主机间、安装间、副厂房、升压站、尾水建筑物、进厂公 路、防洪堤等。 主机间共三层即发电机层、水轮机层、蜗壳层，主机间长21.20 m，宽 15.40m，高26.08m。内设2 台单机容量为10.5MW 的SF10.5-8/2600 发电机和两台HLA542-LJ-10125水轮机，机组间距9.00m，安装高程1367.12m。 安装间位于主机间上游侧,长15.40m，宽11.20m，为避免不均匀沉降，二者之
间设沉降缝，缝宽2cm。 副厂房位于在主机间沿河流流向的左侧，长32.52m、宽8.00 m、高11.44m， 为避免不均匀沉降，二者之间设沉降缝，缝宽2cm。 升压站位于主机间的左侧,由覆盖层明挖以及回填形成升压站平台。平面上基本呈“T”布置，长52 米、宽29.5 米，地面高程1373.58m，场内布置有两台容量分别为40MVA、16MVA油浸式变压器各一台，由通过厂区的公路可直接进入升压站。 厂房尾水采用正向出水布置，出口与原河床相接。 进厂公路由现有公路延伸扩建而成,总长约30m，坡度为2%。 1.1.3 自然条件 1.1.3.1 自然地理 本电站位于白水江下游右岸支流——汤珠河上，电站闸址位于九寨沟县两河口附近，闸址控制集水面积502km2，厂址位于九寨沟县甘沟水文站附近，控制集水面积567km2。 白水江系白龙江的一级支流，发源于岷山东麓的弓杠岭斗鸡台，分为黑河和白河两源，两源于黑河桥汇合后始称白水江：白水江自西北向东南流，流经九寨沟县白河乡、安乐乡、城关，在九寨沟县城下游约10公里处的双河乡汇入右岸支流——汤珠河，自柴门关出四川省境，流入甘肃省文县，于碧口汇入嘉陵江一级支流白龙江。白水江九寨沟县境内河道长约50km。该河段南部以黄土梁与平武县境内的火溪河为界；西南部以弓杠岭与岷江源头分水；西北以纳玛梁毗邻黄河的黑河流域；北接白龙江。 白水江流域地处青藏高原东南缘的岷山山脉东部，地理位置界于东经103° 30′至105°15′与北纬32°30′至33°40′之间，流域边缘雪峰环绕，流域内山势盘错，地势高亢，坡陡谷深；河道坡降大，水流湍急，河谷多