水电站气垫式调压室水力特性及运行控制

奄进忒调压复、t√ 穆新河水电站气垫式调压室的设计与运行特性 爱稳华h·斯圈尔特 美国土木工程师协一一设计工程师 会，哈扎工程公司詹姆斯西·多尔格 一高缀水力工程师 摘要，u 穆斯河水电工程位于纽约匕_郁，是一座装机l2．5mw的电站．这 项工程独特之处，在予它采用了一个地下气垫式调压室来保护机组和 发电进承隧道盘爱电力负荷趸化时，由于永轮机阀门启闩所弓i起的压 力波动．这个气垫式调压室还用来增强卡普兰永轮机组运行妁稳定性． 瘁文论述了在美国的—个水电工程设计中采用史无前例的气垫式 调压室的情况．同时也讨论了承力计算设计准_剜，气垫调压室设计方 蒹和廷沂没计压力应用哈礼公司的承力瞬态计算机模型计算等问题． 之后，在l987年l2月机组交付使用时又进行了现场试验，以 检验气垫式调压室的水力设计和运行性能．现场试验结果表明气垫式

以四川康定某电站为例,探讨了水电站气垫式调压室机电设备建设阶段的安装经验及生产运行阶段的运行维护经验。

龙滩水电站尾水系统设置敞开式尾水调压井。本文对改用气势式调压室的稳定断面、漏气充气、沿群布置、洞群布置、运行安全等问题做了探讨，认为：由于水头、流量、地质、安全等因素所限，龙滩尾水调压井不宜改用气垫调压室。

国内外已建的气垫调压室都是利用经过处理的围岩自身或再辅以在其周边设置的水幕来防止气室漏气。但据国内外的工程实践,即使对岩体采取了复杂而昂贵的工程处理措施,也难以确保气室的气密性。金康电站的地质条件较差,气垫室采用钢板防止气室漏气,克服了气室闭气难的问题,实现了工期省、投资省、调压室运行可靠的目标。钢罩式气垫调压室在金康电站的成功应用,将对引水式电站具有较大的推广价值。

　自一里水电站采用气垫式调压室,通过对该工程基本条件的分析,计算了气垫式调压室的水力参数,包括水和空气压力、最小水垫深度、管道渗水、漏气等,对水力控制方法进行了分析,确定了空气压力和水位检测系统.

金康水电站气垫式调压室钢包方案,是依靠钢筋砼夹一层薄钢板封闭气体。同时,采用平压系统平衡气室钢筋砼外侧水压力和气室气体压力。通过对金康水电站钢包气垫式调压室的施工后,着重把有关施工技术作一介绍。

世界上已建的10座地下气垫式调压室的水电站均位于挪威。近年来,为解决环保问题和节约工程投资,我国已在四川自一里、小天都两座水电站设计中采用了气垫式调压室方案。气垫式调压室的主要设计问题包括设计准则、布置设计、气体体积及尺寸的估算、水幕设计、防渗处理等方面内容。

2009年8月31日～9月1日,中国水电工程顾问集团公司在成都主持召开了《水电站气垫式调压室设计规范》(送审稿)审查会。会议听取了中国水电顾问集团成都勘测设计研究院修编组关于《水电站气垫式调压室设计规范》编制工作情况的汇

与常规调压室相比,气垫式调压室有其独特的水力特性,其对过渡过程影响和常规调压室也有所不同。本文分别从大波动、小波动以及水力干扰三方面入手,讨论气垫调压室水力性能对水电站过渡过程的影响。

超长引水隧洞水电站设置气垫式调压室可以有效抑制过渡过程中调压室涌浪振幅，但蜗壳压力的变化规律也因气垫式调压室的影响变得更为复杂。本文通过数值计算方法，分析了设气垫式调压室超长引水隧洞水电站大波动过渡过程中，导叶关闭时间、引水隧洞水流惯性、压力管道水流惯性及调压室参数∥等因素对蜗壳最大动水压力的影响；并与常规调压室进行对比，讨论了气垫式调压室对超长引水隧洞水电站甩负荷过渡过程中反射水击波特性的作用。结果表明：气垫式调压室对水击波的反射效果不如常规调压室，且气垫和涌浪压力之和最大值大于常规凋压室最大水压力，更容易发生蜗壳最大动水压力，此压力由调压室压力极值决定、不受导叶关闭规律控制的影响。

锦屏二级水电站引水洞长１８７３８ｍ，最大埋深１０００ｍ～２５００ｍ，机组额定出力４００ｍｗ，是一个具有特长、深埋隧洞的大容量引水式地下厂房的水电站。在设计中，分别从结构、水力条件、施工和运行等方面，研究上下游调压室的型式选择，并对引水系统水力过渡过程进行了分析计算，从而为引水系统的布置及结构设计提供了依据。

结合自一里水电工程气垫式调压室设计厂房区岩体渗透性研究,提出了从定性分析到定量计算与评价,系统刻画岩体渗透性与分区评价,以满足气垫式调压室设计要求的实用方法.该方法以基础地质与水文地质研究为背景,从系统全面的裂隙测量与统计分析中,获取岩体裂隙空间发育规律和裂隙方向、隙宽、迹长、间距和裂隙率等统计特征值,运用裂隙岩体渗透张量理论,得出分布式岩体渗透主值和综合渗透系数;在此基础上,进行岩体渗透性分区与评价.评价得出:花岗岩夹变质砂岩透镜体的厂区岩体渗透性总体随深度变化,受接触带影响局部渗透性呈强弱交替变化;区内裂隙岩体的渗透性分3级,近地表浅层岩体渗透性较强,综合渗透系数为n×100m/d～n×10-1m/d,调压室区为中等～弱渗透性岩体,渗透系数为n×10-2m/d～n×10-4m/d.

结合自一里水电工程气垫式调压室设计厂房区岩体渗透性研究,提出了从定性分析到定量计算与评价,系统刻画岩体渗透性与分区评价,以满足气垫式调压室设计要求的实用方法.该方法以基础地质与水文地质研究为背景,从系统全面的裂隙测量与统计分析中,获取岩体裂隙空间发育规律和裂隙方向、隙宽、迹长、间距和裂隙率等统计特征值,运用裂隙岩体渗透张量理论,得出分布式岩体渗透主值和综合渗透系数;在此基础上,进行岩体渗透性分区与评价.评价得出：花岗岩夹变质砂岩透镜体的厂区岩体渗透性总体随深度变化,受接触带影响局部渗透性呈强弱交替变化;区内裂隙岩体的渗透性分3级,近地表浅层岩体渗透性较强,综合渗透系数为n×10^0m/d～n×10^-1m/d,调压室区为中等～弱渗透性岩体,渗透系数为n×10^-2m/d～n×10^-4m/d.

在详细分析自一里水电站调压室区地质勘探及试验资料的基础上,结合挪威已建气垫式调压室的工程实践经验,总结了一套气垫式调压室工程地质研究的方法和评价准则,不仅适用于本工程气垫式调压室的位置选择、洞轴线方向选择和工程地质条件评价,对其它类似工程也具有较好的指导意义

金平水电站气垫式调压室为布置在灰岩及白云岩、小规模断层及节理裂隙带的地下洞室,在施工前通过无盖重固结灌浆试验来验证洞室围岩加固效果,验证固结灌浆施工的可行性.文章着重阐述通过试验确定灌浆工艺、灌浆压力以及合理的施工程序,另外介绍了围岩抬动观测情况,为该类洞段灌浆设计和施工提供依据.

气垫式调压室,是依靠钢筋混凝土夹一层钢板封闭气体。同时,采用平压系统平衡气室钢筋混凝土外侧水压力和气室气体压力。

-1- 某水电站尾水调压室工期分析实例 李智勇 （四川二滩建设咨询有限公司四川成都610051） 摘要：某水电站引水发电系统工程尾水调压室在开挖施工过程中受各种因素影响 导致工期严重滞后。监理工程师及时做好工期分析，既能分清各方责任，又对继 续推动工程进展起到积极作用。 关键词：工期分析；合同管理；进度控制；水电站 1、工程概况 某水电站位于四川省雅砻江干流下游，共装4台单机容量600mw的水轮发 电机组，总装机容量2400mw。水电站枢纽建筑物主要由左右岸挡水坝、中孔坝 段和溢流坝段、消力池、右岸引水发电系统组成。 引水发电系统采用右岸地下厂房布置方案，由进水口、引水洞、主、副厂房、 母线洞、主变室、出线洞、永久通排风系统、进厂交通洞、尾水管及连接洞、尾 水调压室、尾水洞、厂房防排水渗设施及地面开关站等组成。 尾水调压室最大开挖尺寸为221m×21.5m

通过对某水电站气垫式调压室的工程地质条件分析论证,阐述该电站气垫式调压井方案的可行性,并对调压井位置的最终选择进行了分析。

小天都水电站是我国较早采用气垫式调压室的工程之一,该工程气垫式调压室经多方论证研究采用“以水幕防渗为主,围岩防渗为辅,水幕上布置灌浆帷幕”的联合防渗结构型式。为更好地解决我国复杂地质条件下气垫式调压室高压气体渗漏问题,小天都水电站率先在国内气垫式调压室高压气体封堵中引入并成功应用化学灌浆技术,对化学灌浆技术的推广及气垫式调压室的封堵技术研究具有重要意义。介绍了化学灌浆技术在小天都水电站气垫式调压室交通洞封堵防渗的应用设计,可供类似工程参考。

金康水电站气垫式调压室钢包方案,是依靠钢筋混凝土夹一层薄钢板封闭气体。同时,采用平压系统平衡气室钢筋混凝土外侧水压力和气室气体压力。对金康水电站钢包气垫式调压室的有关施工技术进行了介绍。

介绍了气垫式调压室的作用原理、应用现状,阐述了其适用条件和主要特点。针对岗曲河二级水电站采用常规调压井存在的困难,初步比较了气垫式调压室方案,它与无衬砌的高压引水隧洞、地下厂房相结合,可缩短隧洞及钢管长度,降低工程投资,与常规调压井相比,在山体雄伟陡峻的情况下,可简化施工道路,保护地表环境,具有明显的优越性。

阴坪水电站位于四川省平武县境内的涪江支流火溪河上,项目所在区域地质条件复杂,地下洞室群施工难度较大,气垫式调压室工程施工作为整个地下工程的核心部分,其洞室开挖支护和混凝土工程施工是整个工程的难点所在,文章结合施工实际,通过合理计划,科学组织,最终对阴坪水电站气垫式调压室工程成功进行了施工,对于类似复杂地质条件下气垫式调压室工程施工具有一定借鉴作用。