温坑水电站压力管道的设计分析

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1、规划设计温坑水电站压力管道的设计分析陈长德(福建省恒鼎建筑工程有限公司福建福州350013)【摘要】高水头水电站压力管道及附属工程的工程费用约占水电站工程总造价的35％45％，因此对其进行优化设计有重要的意义。在温坑电站设计施工时，对压力管道路线布局、管径的选择和伸缩节的布置进行了细致地设计分析。实践表明电站运行效果良好，值得借鉴。图1幅表2个。【关键词】水电站压力管道优化设计分析较长，很难找到1条完整的山体路线，往往要经过1概述比较复杂的地形。在布置原则上除了减少转弯、长温坑梯级水电站位于福建省漳

2、平市双洋镇温坑度最短，避开溜方和古滑坡体外，比较容易被忽视村的马山溪，马山溪流域是在九龙江北溪支流双洋的是前池及管道对发电厂房的安全影响，温坑一、溪上游的1条小支流，流域面积32km2，主河道长二级水电站都充分考虑了该问题。13km，落差850m，根据流域规划分3级开发。温坑一级水电站有2处厂址共2条管线可选，温坑一级水电站坝址以上集雨面积55km2，设2处厂址条件差不多，1条管线是沿顺山坡布置路计水头222m，引用流量0372m3／s，引水系统长线短18m，另1条在2号镇墩有5。45(x】的平面转

3、18km，压力管道长647m，多年平均发电量角，管道沿山脊布置，厂房与前池的相对位置在轴23872万kW·h，装机容量2×320kW。线上偏移了443m，这样不会对厂房构成安全影响。温坑二级水电站坝址以上集雨面积162km2，温坑二级水电站的管线较长，地形较复杂，在设计水头324m，引用流量0753m3／s，引水系统长度压力管道设计时，遇到两个难题：一是管线有4个26km，压力管道长985m，多年平均发电量空间转角，二是管线要经过1个小鞍部。7655万kW·h，新增装机容量3×630kW。1)空间转

4、角的转换计算温坑三级水电坝址以上集雨面积222km2，渠空间转角位置设在镇墩内，为求得弯管空间转道引水系统长度为236km，压力管126m，设计水头角，将下游侧管轴置于XOZ平面上，以XOY为水70m，引用流量12／s，装机650kW。平面建立空间直角坐标系。设上游侧管轴与水面夹着重对一、二级电站压力管道的管线布置、管角为，上游侧管轴在水平面上的投影与下游侧径选择、伸缩节布置对镇墩结构设计影响和叉管形管轴的后延线夹角为口，下游侧管轴与水平面夹角式进行多方案比较，探讨在高水头条件下如何进行为。进、、出

5、在测量中容易求得，空间转优化设计。角为，，，弯管角度为@=180。一，，(见图1)。令1=1，根据几何关系可得：2压力管道的路线布局oos~—．oos9m：—合理布置压力管道的管线，是压力水管设计的eosa出首要任务。管线布置的合理与否，对工程造价和运=+产esina一r儿‘sina行的安全可靠性有很大影响。高水头电站由于管线，=eosaj~‘sinflr儿、1三线共面，应用余弦定理得1+r儿2一n2c0—__三}』2⋯⋯l2口一(⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯(2)⋯⋯2⋯⋯一⋯～⋯(⋯⋯⋯一-_／⋯r

6、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯l232)⋯⋯mm⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(33n26⋯(⋯一⋯g6目⋯⋯⋯⋯《⋯⋯⋯w⋯260j～⋯⋯⋯⋯女⋯⋯一∞⋯0Ⅱ6j州⋯⋯⋯⋯⋯⋯jm0l』jm0⋯⋯《⋯⋯±⋯(一2jm3lBl⋯⋯⋯45m⋯(⋯0⋯h⋯⋯⋯06j⋯⋯⋯⋯自自⋯⋯⋯⋯{B⋯⋯⋯⋯⋯3⋯⋯I0753^⋯⋯⋯⋯35⋯⋯1(⋯一)⋯⋯⋯⋯m⋯⋯⋯⋯月l0a⋯⋯⋯⋯⋯规划设计型式在镇墩基础相距12，梅花桩人工打桩深度14伸缩节的布置～3m，在桩顶布置≠12@20网格钢筋，浇筑厚目前多数已建工程伸缩节多布置在镇墩

7、下游25Ocm的150号混凝土来提高基础摩擦力和承载力，～3m左右位置，在该工程布置时根据有的镇墩地摩擦力选用，：O42。经过几年的运行实践证明，质情况及交通条件，把伸缩节布置在两镇墩的中用人工打松桩对提高基础摩擦力和承载力非常间，这样减少了由于温度升降导致的压力管伸缩与有效。支墩之间的摩擦力对镇墩的单方向作用，对镇墩的6管道的分岔管稳定性以及减少镇墩的工程量非常有利。尤其在反向镇墩处，伸缩节布置在靠近反向镇墩上、下游当1根压力管道需再分几根支管时，必须设置侧，即下游侧离镇墩体2～3m，上游侧靠镇墩

8、的第分叉管，叉管处水流流态变化大，为使水流能够平1、2个支墩之间，可以减少反向镇墩2o％的工稳分流，常采用形式有“b”形、“Y”形、三分程量。岔、“Yb”结合、“Y三岔”结合。而实际运用中，由于受地形的控制，在布置分叉管时，夹角5镇墩基础较大，在高速水流作用下，使叉管内水流出现涡流压力管道大都敷设在较陡的山坡上，利用墩座和脉动现象，水头损失大。因此可提前分叉，采用来固定管道，不允许钢管在任何方向产生位移和转在叉管前1个镇墩处利用1个空间转角来完成，使角，所以要求镇墩的