摘要:隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,我國(guó)的水電站建設(shè)越來(lái)越多,伴隨著的水力發(fā)電被廣泛應(yīng)用起來(lái)。然而水電站廠房建設(shè)是水電站的基礎(chǔ)建設(shè),只有合理地對(duì)水電站廠房進(jìn)行設(shè)計(jì),在施工中解決問(wèn)題,才能根本的解決水電站廠房的建設(shè)問(wèn)題。本文主要分析了水電站廠房設(shè)計(jì),并對(duì)水電站廠房建設(shè)存在的問(wèn)題和解決措施進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞:水電站廠房;設(shè)計(jì);問(wèn)題;解決措施
中圖分類(lèi)號(hào):TM622文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
一、水電站廠房設(shè)計(jì)
1.1 方案確定
在水電站廠房的方案確定過(guò)程中,應(yīng)對(duì)廠址的地質(zhì)、地形、水文條件以及施工單位具體要求等方面做實(shí)地考察與研究,并確定最佳的建設(shè)方案。例如在考察過(guò)程中,可確定河床式或者引水式以及長(zhǎng)尾水渠式等形式,以確保使其發(fā)揮最大的效果。
1.2 布置特點(diǎn)
在廠房的布置方面,對(duì)于地形特點(diǎn)的依賴(lài)性更大。包括各個(gè)建筑的排布形式、溢洪壩位置、廠房布置位置等方面。核心方面就是發(fā)電廠房,特別要考慮河床彎道水流的影響, 應(yīng)使水流進(jìn)出廠房順暢, 泥砂不易淤積, 確保安全運(yùn)行, 管理方便。以某水電站建設(shè)為例,在建設(shè)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)河床較寬,因此可采用“一”字形排布;同時(shí)與閘壩結(jié)構(gòu)合為一體,便于利用水力條件。在這一過(guò)程中,還需要保證施工的安全可靠。
1.3 參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)
在廠房本身的設(shè)計(jì)過(guò)程中, 需要充分考慮水源的蓄水深度、總水含量、裝機(jī)容量等方面,同時(shí)也需要考慮附近農(nóng)田的面積。以確保水電站在發(fā)電的過(guò)程中,也具有灌溉、泄洪及蓄水等綜合作用。一般來(lái)講,根據(jù)當(dāng)?shù)亟?00 年來(lái)的氣候特點(diǎn),對(duì)水電站廠房的抗風(fēng)、抗震能力需要論證,并給與相應(yīng)的極限范圍。
1.4 配套設(shè)施的布置設(shè)計(jì)
(1)主變壓器與開(kāi)關(guān)站
主變壓器可安置兩臺(tái),緊鄰安裝場(chǎng),同時(shí)可利用鋼軌道進(jìn)行推進(jìn)。對(duì)于開(kāi)關(guān)站來(lái)說(shuō),為保證其安全可靠,采取戶(hù)內(nèi)式結(jié)構(gòu)。同樣緊鄰安裝場(chǎng),距離約15 米。實(shí)際執(zhí)行過(guò)程中,有兩回進(jìn)線、四回出線的形式進(jìn)行,提高了效率。
(2)交通安排
廠房?jī)?nèi)部的交通較為便利,上下層之間有樓梯連接,各個(gè)工作室或者設(shè)施之間有通道連接。在室外也有各類(lèi)通道相連,便于人行和機(jī)動(dòng)車(chē)輛行駛。
(3)排水系統(tǒng)
對(duì)于廠房的排水系統(tǒng),主要由深水泵及集水井完成。并在廠房機(jī)組上游布置排水廊道。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,與集水井相通。為了防洪需要和不至于發(fā)生洪水淹沒(méi)廠房的事故,下游最高洪水位低于廠區(qū)地面高程,廠區(qū)排水均通過(guò)地面排水溝自動(dòng)排至下游尾水渠內(nèi)。
(4)尾水渠設(shè)計(jì)
一般來(lái)說(shuō),尾水渠出口斷面較大,并與下游河床相接。其中,右岸廠閘導(dǎo)墻利用了部分沖沙作用;左岸導(dǎo)墻則設(shè)置重力式的土墻。如某工程,尾水平臺(tái)高程為123.5 m, 由于交通需要, 加長(zhǎng)7m, 在公路交通橋下游側(cè), 尾水平臺(tái)上設(shè)置有一臺(tái)2×15.t 單向尾水啟閉門(mén)機(jī)。
(5)進(jìn)水口
在進(jìn)水口設(shè)置兩道閘門(mén),分別為上游的檢修閘門(mén)和下游的事故閘門(mén)。其中事故閘門(mén)后還需設(shè)置中墩,以減少進(jìn)水口的結(jié)構(gòu)跨度。而在進(jìn)水口前方,也同樣設(shè)置倒沙坎,以保證流到連通的順暢。
穩(wěn)定性測(cè)試
在對(duì)水電站廠房進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)試過(guò)程中,主要對(duì)廠房各部分進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析,包括許用應(yīng)力、實(shí)際應(yīng)力等方面。其中,以抗浮穩(wěn)定性為主要參數(shù)。
二、關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題及解決措施
在水電站廠房建設(shè)過(guò)程中,會(huì)涉及到一系列的技術(shù)問(wèn)題,通過(guò)這些技術(shù)應(yīng)用,能夠大大提高工作效率,同時(shí)還能夠增加水電站廠房的穩(wěn)定性。
2.1 廠房布置問(wèn)題
水電站廠房布置需要根據(jù)地形進(jìn)行,并綜合考慮到變電站及副廠房等方面。例如對(duì)于較大的且又無(wú)法避開(kāi)的巖層斷面,則要進(jìn)行加固措施布置等。由于水電站廠房不僅僅解決了合理調(diào)度,提高工作效率等一系列問(wèn)題,同時(shí)還具有維持廠房結(jié)構(gòu)安全的作用,因此需要特別注意。
綜合考慮水電廠所處地形后,布置如下:主廠房包括主機(jī)間和安裝間。主機(jī)間位于廠房壩段壩后,長(zhǎng)度為158.94m。安裝間位于主機(jī)間左端,長(zhǎng)度為68.00m。安裝間受空間布置限制,一部分位于升船機(jī)渡槽段的下部,一部分位于沖沙孔壩段和非溢流壩段下游混凝土平臺(tái)上。主廠房最大寬度39.50m,凈跨35.50m。建基面順?biāo)飨蜷L(zhǎng)度71.45m,廠房最大高度79.15m。
副廠房由上游副廠房和下游副廠房?jī)刹糠纸M成。上游副廠房布置在主機(jī)間上游側(cè),與主廠房之間用結(jié)構(gòu)縫分開(kāi),底部高程265.240m。下游副廠房布置在主機(jī)間與尾水平臺(tái)之間。
2.2 墻體與吊頂技術(shù)
在廠房建設(shè)過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)遇到墻體與吊頂?shù)氖┕げ粷M足其力學(xué)性能的情況,會(huì)使廠房出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象,給水電站廠房建設(shè)的質(zhì)量造成一定的影響。
廠房建設(shè)中,墻體及吊頂滿足相應(yīng)的力學(xué)性能要求,參見(jiàn)下表:
2.3 鋼筋的錨固搭接問(wèn)題
鋼筋作為水電站廠房建設(shè)當(dāng)中重要的原材料之一,在施工的過(guò)程中被廣泛的應(yīng)用,如果鋼筋工程出現(xiàn)問(wèn)題,整個(gè)廠房建設(shè)的框架就會(huì)失去穩(wěn)定性,因此,鋼筋的搭接問(wèn)題就成為了影響整個(gè)廠房建設(shè)的重要因素。
受拉鋼筋的錨固應(yīng)滿足下列公式:;當(dāng)計(jì)算中充分利用縱向鋼筋的受壓強(qiáng)度時(shí),其錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于受拉鋼筋錨固長(zhǎng)度的0.7倍。
鋼筋的搭接應(yīng)滿足優(yōu)選受力較小處、盡量減少接頭數(shù)量、接頭錯(cuò)開(kāi)的原則。
2.4 照明設(shè)備安裝技術(shù)要求
主廠房照明設(shè)備安裝包括主廠房各層(灌漿廊道層、操作廊道層、蝸殼層、水輪機(jī)層、母線層和發(fā)電機(jī)層)、廠內(nèi)各樓梯間等部位都要進(jìn)行室內(nèi)照明設(shè)備的安裝。
下游副廠房照明設(shè)備安裝包括主廠房各層(蝸殼層、水輪機(jī)層、母線層和發(fā)電機(jī)層)、廠內(nèi)各樓梯間等部位的室內(nèi)照明設(shè)備的安裝。上游副廠房照明設(shè)備安裝包括控制樓和GIS室等部位的室內(nèi)照明設(shè)備;500kV出線設(shè)備平臺(tái)戶(hù)外照明設(shè)備的安裝。
照明燈具的額定電壓為交流220V、額定頻率為50Hz,詳細(xì)技術(shù)參數(shù)待設(shè)備招標(biāo)采購(gòu)時(shí)確定。安裝應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行。為完成照明設(shè)備安裝工作所需的安裝工具、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)設(shè)備、檢驗(yàn)設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、起吊設(shè)備等由承包人自備。照明線埋設(shè)施工時(shí)應(yīng)注意嚴(yán)格按規(guī)范在埋設(shè)管線兩端設(shè)號(hào)頭。
2.5 污水垃圾處理問(wèn)題
隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,環(huán)境問(wèn)題日益突顯,污水垃圾的處理直接關(guān)系著生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。因此施工工地生產(chǎn)廢水,任何未經(jīng)處理的污水和超標(biāo)廢水都不能直接排入河道。
(1) 高度重視污水處理系統(tǒng)的位置、容量與設(shè)計(jì);
(2) 工作的每一塊地區(qū),應(yīng)備有臨時(shí)的污水匯集設(shè)施;
(3) 搜集和處理辦公室、工程所有人員進(jìn)行工作的區(qū)域的垃圾,集體進(jìn)行處理;
(4) 及時(shí)定期檢查污水、垃圾處理標(biāo)準(zhǔn),是否符合環(huán)境保護(hù)的要求。
結(jié)束語(yǔ)
水電站屬于利國(guó)利民的設(shè)施,其廠房的建設(shè)是水電站最基本的建設(shè),只有合理的進(jìn)行設(shè)計(jì),在施工中嚴(yán)格把關(guān),及時(shí)解決面對(duì)的問(wèn)題,科學(xué)的論證和分析,才能使水電站廠房建設(shè)更快、更好的發(fā)展下去。
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