HDBT水电站长发电引水系统设计和优化

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1、广西水利水电GXWATERRESDURCES&HYDROPOWERENGINEERING2011(1)·规划设计·HDBT水电站长发电引水系统设计和优化潘旭东，杨照明，郭宇(新疆水利水电勘测设计研究院，新疆乌鲁木齐830000)[摘要]结合新疆HDBT电站发电引水系统的工程地质条件，介绍了有压隧洞衬砌设计、施工方法，1．22~_k游调压室的优化布置，为类似长发电引水洞的合理、经济设计提供参考。[关键词]隧洞；调压室；衬砌；喷护；设计；优化[中图分类号】Tv732[文献标识码】B[文章编号】1003—1510(2011)01—0022—031工程概

2、况MPa／m、变形模量4．0GPa、弹性模量8．0GPa、纵波速度2000—2500m／s。HDBT水电站工程由大坝、溢洪洞、导流兼泄洪洞、发电引水系统及地下厂房、尾水洞等主要建筑物调压室处山顶基岩裸露，出露基岩岩性为混合组成；最大坝高43．5m、总库容0．171亿m3，装机岩夹片麻岩、片岩，按围岩工程地质分类标准评分，容量200MW，保证出力13．2MW，多年平均年发属Ⅲ类围岩。电量6．04亿kW·h，为Ⅲ等中型工程。引水系统总长14km，其中低压引水隧洞段长约13．6km，发电3发电洞衬砌型式水头236m，流量101．6m3／s，采用1洞4机

3、联合供3．1发电洞衬砌型式确定水的布置型式；引水洞末端设置上游调压室，后由竖本工程发电洞低压引水隧洞段长13．6km，设井及3个“卜型”岔管、4根支管接入地下厂房，尾水计引水流量101．6ms／s，低压引水隧洞段最大内水由有压尾水洞投至原河道。压力71rn。常规的衬砌方式为钢筋混凝土全断面衬砌，具体为：采用内径为D=7．4rn的圆形断面，2发电引水系统工程地质条件Ⅱ类围岩衬砌厚度0．4m、Ⅲ类围岩衬砌厚度0．5发电引水隧洞前1．5km围岩为石英片岩、黑m、IV类围岩衬砌厚度0．6rfl。本工程发电洞共布云绿泥石英片岩，其后到发电厂房主要以混合岩夹

4、置5条施工支洞，9个作业面，其中3#支洞下游和4#支洞上游作业面控制的施工长度最大，为2．4片麻岩为主。沿洞线地层片理发育，隧洞围岩划分为：Ⅱ类围岩洞段占72．6％；Ⅲ一A类(IlI类偏好)km。如果采用钢筋混凝土全断面衬砌须先完成洞围岩洞段占5．5％；Ⅲ一B(Ⅲ类偏差)类围岩洞段占身开挖再进行洞身衬砌，工期较长，约34个月。如18．5％；IV类围岩洞段占3．4％。果采用喷护方案，可考虑喷护随开挖进尺边挖边衬。Ⅱ类围岩坚固系数fk=5、Ko=5000—5500根据《水工隧洞设计规范》(SL279—2002)要求[1]：MPa／m、变形模量10．7

5、5GPa、弹性模量20．2GPa、纵波速度4000—5000m／s，ⅢA(偏好)类围岩fk=(1)有压隧洞洞身的垂直和侧向覆盖厚度(不4、K0=4000．4500MPa／m、变形模量6．0GPa、弹包括覆盖层)，当围岩较完整无不利结构面、采用混性模量12．0GPa、纵波速度3000．3500m／s，I]IB凝土或钢筋混凝土衬砌时可按不小于0．4倍内水压(偏差)类围岩=3．5、Ko=3000—3500MPa／m、力水头控制；无衬砌或采用喷锚衬砌时，可按不小于变形模量5．0GPa、弹性模量10．0GPa、纵波速度1．0倍内水压力水头控制；3000m／

6、s，IV类围岩．=3、Ko=2000．2500(2)有山谷、边坡影响时，按抗抬理论采用公【收稿日期】2010．12．13【作者简介】潘旭东(1969一)，男，江苏宜兴人，新疆水利水电勘测设计研究院高级工程师。学士，主要从事水利水电工程设计工作。22广西水利水电GXWATER~URCES&HYDROPOWERENGINEERING2011(1)式7r,Dmsa>K判断，K≥1．1。围岩不满足上覆盖、侧覆盖要求的洞段及Ⅲ类偏差、本工程发电洞最大上覆岩体厚度560m，1I类Ⅳ类围岩洞段采用全断面钢筋混凝土衬砌。和Ⅲ类偏好围岩的洞段采用喷锚永久支护是可行

7、根据发电引水洞洞身沿线5处冲沟及上覆岩体的，同时本工程Ⅱ一Ⅲ类围岩占总洞长的比例较大，较薄的洞段，按正常蓄水位1071m、涌波水位采用喷锚支护有利于施工工期的缩短，因此对Ⅱ一Ⅲ1090．95m进行了上垂直覆盖和侧向覆盖厚度的类围岩洞段采用喷锚支护的型式，对Ⅱ类、Ⅲ类偏好复核(见表1)。表1上垂直覆盖和侧向覆盖厚度的复核计算表lrl3．2衬砌方案3．2．111类围岩喷护方案满足上覆盖、侧覆盖要求的Ⅱ类围岩洞段，长8828m，采用马蹄形断面，底板采用(320索混凝土，顶拱及侧顶拱采用随机锚杆+C25素喷10cm，其中引水面5crn采用聚丙烯纤维混凝土

8、，主要起到减小喷混凝土回弹量，提高喷混凝土抗裂及抗渗的目的(见图1)。图2Ⅲ一A类围岩衬砌图3．2．3Ⅲ一B类(Ⅲ类偏差)洞段衬砌方案Ⅲ