引水系统设计论文范文

1引水隧洞

引水隧洞轴线方位在桩号0+557.21前为NW270°，桩号0+557.21之后经平面转弯，轴线方位变为NW281°，其中桩号0+055.15至0+557.21为斜长段，坡度为0.3%，引水隧洞全长约512m。引水隧洞围岩为安山岩，岩体中穿插有10条高倾角岩脉（最大宽度约20m），以大于50°交角斜贯洞线，另有5条宽0.5～1.6m的断层通过。岩体中有较发育的两组裂隙，裂隙间距0.4～0.7m，裂隙与岩脉及断层交汇处互相切割，地下水位均高于洞顶40～90m。根据引水隧洞围岩分类，除两段总长135.0m为Ⅱ类围岩外，其余均为Ⅲ、Ⅳ类围岩，Ⅱ类围岩仅占总洞长23.4%。隧洞中Ⅱ类围岩洞长为135m，考虑到该类岩石洞长较短，而且两种衬砌型式需做一定长度的渐变段连接，另外对发电隧洞不宜采取多个不同型式的过水断面，故整个引水隧洞全部采用钢筋混凝土衬砌，在配筋上予以调整。经水力计算，圆形过水断面直径9.90m，隧洞最大流速4.16m/s。引水隧洞衬砌厚度0.6m，经优化，衬砌混凝土含筋率为26kg/m3。

2调压井

调压井结构采用阻抗式，内径21.0m，井壁厚1.2m，阻抗孔尺寸为3.9m×5.0m的方孔，调压井内设置两扇快速事故闸门，采用下游止水方式，设两个直径为1.5m的通气孔。根据已建工程，当阻抗孔面积小于压力引水道面积的15%时，压力管道末端及调压室底部的水击压力会急剧恶化，而孔口面积大于压力引水道面积的50%时，对抑制波动幅度与加速波动衰减的效果则不显著。该工程考虑了两个事故闸门孔口面积的影响，阻抗孔总面积约是压力引水道面积的37%，此孔口尺寸较为适中。由于调压井及厂房后山坡围岩条件较差，有较多岩脉、断层和泥化面存在，为防止调压井内水外渗，影响厂房后山坡围岩稳定，危及厂房的安全运行，对调压井围岩进行了固结灌浆处理。

3压力管道

调压井后为2条压力管道，直径6.4m，长度分别为269.67m和276.35m。压力管道围岩为安山岩及安山质凝灰集块岩，其中有γπ—17等岩脉通过，并有5条1.0～1.5m的断层通过，部分有泥化面，性状较差。上平段及斜管段围岩为Ⅲ类，单位弹性抗力系数为K0=3～5kN/cm3，仅下弯段长约42.5m段为Ⅱ类，靠近出口段32.5m范围内为Ⅳ类围岩，且K0=0。为防止内水外渗，影响厂房后山坡围岩稳定，危及厂房的安全运行，压力管道全部采用钢板衬砌，钢管内径为6.4m。另外，考虑到上游副厂房的施工与压力钢管的安装将产生相互影响，势必会影响工期，为此，上游副厂房基础采用钢筋混凝土套拱结构，吊车塔基坐落在2个压力钢管套拱之间，这样既不影响上游副厂房的施工，也满足压力钢管的安装要求。

4结语

双沟水电站施工过程中，根据出露的地质条件、施工进度和下闸蓄水等因素，及时进行设计优化，既节省投资又缩短了工期。水工隧洞设计与地质条件和施工组织设计是紧密相关的，只有在施工过程中及时校核、调整，才能使设计达到最优化。双沟水电站与2010年投产发电，并在2013年通过竣工验收。

作者：付欣郑军张小涛张春丰单位：中水东北勘测设计研究有限责任公司