第十一章 抽水蓄能电站及地下厂房

(8)通风洞：进风洞、出风洞以及通风机室。 通风机噪声大，通风机室应远离主、副厂房， 一般可放在洞口或单独的洞室内。
另通风洞可与其它洞室结合，如利用交通运 输洞或无压尾水洞进风，利用出线洞出风。
(9)其他辅助洞室：包括出线洞、排水洞、安 全人行洞、施工洞等。
地下厂房输电线由出线洞引出，引出线为母 线时即称母线洞。
第十一章 抽水蓄能电站及地下厂房
11.1 抽水蓄能电站厂房
一、类型 ①纯抽水蓄能电站：发电引水无天然径流。 ②混合式抽水蓄能电站：发电引用流量中有部 分天然径流 。
二、厂房形式 ①中低水头常采用地面厂房； ②高水头大容量，多采用地下或半地下式厂房。
三、厂房机组类型 ①三机式：每台机组包括发电机、水轮机和水 泵三种机器。其中发电机兼做电动机。 ②二机式可 逆机组：每台机 组包括发电机和 水轮机。其中发 电机兼做电动机， 水轮机兼做水泵。
每种又可分为竖轴和横轴两类。
11.2 地下水电站
一、地下式厂房适用条件 受地形、地质条件限制，在地面上找不到合适 位置建造地面式厂房，而地下具有良好的地质条件 或是国防上需要，可将厂房布置在地下山岩中，称 为地下式厂房。
二、地下厂房的优越性
(1)在深峡谷、大泄量的河道内，采用地下厂 房有利于水工枢纽的总体布置。
(2)洞室布置的一般要求 ①洞顶最小埋深可取洞室开挖宽度的1.5～2.0倍。 ② 洞室的最小允许间距，一般不小于相邻洞室 中最大开挖宽度的1.0～1.5倍。 ③洞室相交应尽量保持正交。 ④上下层洞室之间的岩石厚度，不小于洞室开 挖宽度的l～2倍。 ⑤ 洞室布置应尽可能互相结合。 ⑥尾水管水平段之间以及尾水管与母线洞之间 的岩壁应设法加宽加厚，可采用窄而高的尾水管。
首部式
(2)尾部式地下厂房:厂房位于引水系统的尾部。 ①具有较长的引水隧洞和较短的尾水隧洞， 一 般均设有上游调压室。 ②尾部厂房靠近地表，厂房的交通、出线及通 风等辅助洞室的布置及施工运行比较方便。 ③适用水头范围较大，最高水头达1000m以上， 目前高水头电站多采用尾部布置方式，我国已建成 的地下水电站尾部式占70%以上。
(2)在山岩不稳定地区，厂房和压力管道可避 免山坡崩坍的危害，并且具有良好的人防条件。
(3)有可能降低建筑物的工程造价。 (4)在严寒、酷热或多雨地区，厂房的施工和 运行可不受气候的影响。 (5)有利于保持地面景观。
三、地下厂房的缺点
(1)地下岩石开挖量很大，增加了工程的开挖费 用。
(2)通风、防潮、照明条件较差，要有专门措施， 否则对设备和管理人员都不利。
444.7/436.3
436.3/430.2
430.2/423.6 423.6/417.6 417.6/412.6
412.6/ 403.75
高度 (m) 8.2
8.4
6.1
6.6 6.0 5.0 8.85
开挖方法简述
支护方法
中导洞先行开挖，两侧扩挖错
距跟进的方式，喷锚支护视岩
石情况随后跟进。
台车造锚杆孔，
优先采用先注浆
先中部进行预裂梯段拉槽爆破，后插杆的施工方
两边预留岩壁梁保护层，岩壁 式，注浆机注浆，
梁开挖采用垂直钻孔和水平钻 平台车配合人工
(4)安装间 可布置在主厂房一端或厂房中间机组段之间。
(5)交通运输洞：为平洞、竖井。其位置与安装 间位置直接关连，两者应一起考虑确定。
(6)主阀门洞室：可布置在主厂房内，或布置靠 近厂房上游侧的单独阀门室内。
(7)尾水洞、尾水闸门洞 尾水隧洞较长时，可采用几台机组联合出水或 分组出水；较短时可采用单独出水。 尾水洞上设尾水闸门井，上设尾水闸门洞室。
尾部式
(3)中部式地下厂房 厂房位于引水系统的中部。 上游引水道和下游尾水道均较长。
中部式
2、地下厂房的洞室组成 主厂房洞室+附属洞室→洞室群。 （1）主厂房 纵轴线避免与大断裂系统方向一致；尽可能垂 直于岩层走向；最好与岩体中最大主应力方向一致， 否则≯30°。
（2）副厂房 ①为避免增加主洞室的跨度，地下副厂房往往 设于主厂房的一端； ②机组尺寸不大、围岩稳定性好时，也可布置 在主厂房一侧，主副厂房集中布置在同一主洞室内。 ③副厂房可部分布置在地下，部分布置在地面。 如：必须靠近主机的附属设备集中布置在紧靠 主机房的地下副厂房内，其他可以利用已有洞室分 散布置或放在地面副厂房内。
(3)地质条件较差时，用于支护方面的费用将要 增加。
四、地下厂房的总体布置
1 、地下厂房的布置型式
根据地下厂 房在引水发电系 统中的位置，地 下水电站可分为：
首部式 中部式 尾部式
中部式
首部式 尾部式
(1)首部式地下厂房 厂房位于电站引水系统的首部。其特点为： ①有压引水隧洞较短，尾水隧洞较长。 ②不设上游调压室。 ③可采用单元供水，不设下端阀门。 因而可以降低造价。
五、地下厂房的开挖 大断面洞室多自上而下分层开挖。过程为： 开挖顶部中间导洞→横向开挖出厂房顶拱后立 即做好支护→用台阶法开挖下一层并做好支护···。 施工方法多为钻孔爆破法，必要时可采取预裂 爆破或打防震孔。
地下厂 房分层 开挖示
意图
分层 Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ
起/止高程 (m) 452.9/447.0
（3）主变压器及开关站的布置 主变压器布置：一般倾向于布置于地下，以缩 短发电机母线长度。需设专门的通风、排烟、防火 防爆措施，洞内设防爆门和防爆隔墙。 布置一：主变压器洞与主厂房平行，较常用。 布置二：主变压器布置在主厂房一端。
②开关站布置：布置在地面时，通过竖井或斜 井与主变相连。
若因地形限制将其布置在地下洞室内，地下开 关站尽量利用废弃的洞室(如施工支洞、导பைடு நூலகம்洞)或 与其它洞室(排风洞)合用。
出线洞可以采用平洞、斜井或竖井。地下厂 房内为了敷设电缆和引出母线至主变洞，需要设 置相应的电缆和母线支洞。
3、厂房洞型和洞室间距选择 (1)厂房洞型选择 地下厂房顶拱：做成曲线型，目前倾向采用无 拱座的喷锚支护顶拱。若岩体比较完整坚硬，也可 以不作支护或只作局部的喷锚支护措施。
地下厂房的边墙： 一般直立。岩性较差 而水平构造应力又比 较大的情况则采用曲 线型边墙或倾斜边墙。