抽水蓄能電站輸水建筑物的布置與設(shè)計方案

(1)西線方案動態(tài)投資10127.01萬元。方案首部方案尾部方案工程特性輸水系統(tǒng)總長m2123.771859．28高壓管道長度m1188.111424．62發(fā)電工況水頭損失m18.04520.152是否設(shè)置調(diào)壓井需設(shè)尾水調(diào)壓井,尾水事故閘門室與尾水調(diào)壓井結(jié)合。否輸水及地下廠房系統(tǒng)主要工程量洞挖萬m377.5858.29砼萬m323.2220.80鋼筋t1133310471鋼襯t906210064廠房預(yù)應(yīng)力錨索根9181182水道預(yù)應(yīng)力錨索根65624477地下廠房位置崮山組∈3g和張夏組∈3z2地層，埋深450m左右張夏組∈3z2地層,埋深230m左右工期年首部方案廠房工期比尾部方案長3-5個月,總工期相同靜態(tài)投資萬元68848.1761883.86動態(tài)投資萬元95203.2485076.23主要優(yōu)缺點1.廠房圍巖地質(zhì)條件相對較好。2.高壓管道較短。3.需增設(shè)尾水調(diào)壓井和尾水事故閘門。4.各附屬洞室及高壓出線電纜較長。5.總工期相同,但廠房工期增長。6.投資較大,靜態(tài)比尾部方案多6964.31萬元，動態(tài)多10127.01萬元。1.廠房圍巖地質(zhì)條件相對較差。2.高壓管道較長。3.不需設(shè)置調(diào)壓井和尾水事故閘門室。4.各附屬洞室及高壓出線電纜較短，比首部方案減少465m。5.工程投資小。1.4.1引水道供水方式比較1.4.2尾水隧洞數(shù)量比較表2豎斜井綜合比較表3#機組引水系統(tǒng)主要工程量2.1.1應(yīng)力條件2.1.2滲漏條件表3鋼筋砼襯砌計算結(jié)果部位R(m)Rr(m)Rs(m)P(MPa)E(MPa)Pr(MPa)Ps(MPa)Pg(MPa)P0(MPa)中平段2.352.952.296.4585004.770.241.444.81下斜井中下部2.12.72.049.080006.300.282.428.00下平段2.12.72.0410.160006.870.282.989.8表4輸水系統(tǒng)滲漏量估算結(jié)果部位圍巖滲透系數(shù)KR10-6m/s內(nèi)徑Dm砼襯砌厚度m各管段長度Lm單位管長滲流量QCm3/s.m各段滲漏流量m3/s上平段104.70.6318.120.0007450.237×2上豎井O2S1O2X2104.70.61400.001290.181×2上豎井O2X10.0044.70.61200.00001690.002×2上豎井O1L2104.70.6165.070.002970.490×2中平段104.70.692.980.003310.308×2下斜井84.20.6349.630.004241.482×2尾水隧洞0.44.30.6424.660.000390.166×4合計6.0642.2.1高壓灌漿法預(yù)應(yīng)力砼襯砌表5高壓灌漿法預(yù)應(yīng)力砼襯砌灌漿壓力計算成果項目單位計算位置引水隧洞中平段尾水隧洞圍巖單位彈性抗力系數(shù)K0kN/cm32.52.81.0設(shè)計內(nèi)水壓力PMPa1.186.451.16洞徑Dm4.74.74.3襯砌厚度m0.60.60.6灌漿壓力q0/設(shè)計內(nèi)水壓力p1.881.822.23灌漿壓力q0MPa2.2211.722.60q0作用下砼襯砌的壓應(yīng)力σθMPa15.3151.310.7備注C30砼即可滿足要求既使C60砼也不能滿足要求C25砼即可滿足要求2.2.2環(huán)錨預(yù)應(yīng)力砼襯砌水頭損失包括沿程水頭損失和局部水頭損失，水頭損失計算結(jié)果見表6。表6輸水系統(tǒng)水頭損失計算結(jié)果工況1#輸水系統(tǒng)2#輸水系統(tǒng)雙機發(fā)電雙機抽水雙機發(fā)電雙機抽水水頭損失計算公式1.6481×10-3Q21.7698×10-3Q21.6134×10-3Q21.7366×10-3Q2流量(m3/s)111.7693.28111.7693.28水頭損失值(m)20.58515.40020.15215.110由于抽水蓄能電站具有一機多用，工況轉(zhuǎn)換頻繁的特點，復(fù)雜多變的工況轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的瞬變水力過程，因水體慣性的存在及系統(tǒng)中的能量不平衡，將造成輸水系統(tǒng)內(nèi)水壓力急劇上升或下降和機組轉(zhuǎn)速的急劇上升。為使輸水系統(tǒng)的壓力上升和機組轉(zhuǎn)速上升保持在經(jīng)濟合理的范圍內(nèi)，選定導(dǎo)水機構(gòu)合理調(diào)節(jié)時間和啟閉規(guī)律，因此本階段委托清華大學進行各工況的水力過渡過程計算。計算成果如下:（1）輸水系統(tǒng)最大水擊壓力為944.47m水頭，發(fā)生在機組蝸殼進口管道中心線處。壓力升高值為201.11m水頭，相對升高為27.1%。高壓管道上彎點中心線最小壓力為11.81m水頭，上彎點頂部的最小水頭為9.46m，大于規(guī)范規(guī)定的不小于2.0m正壓的要求。輸水系統(tǒng)的最小水擊壓力為6.86m水頭，發(fā)生在下水庫進/出水口處。表7鋼襯厚度計算結(jié)果部位鋼管直徑m設(shè)計內(nèi)水壓力m圍巖單位彈性抗力系數(shù)kN/cm3鋼襯厚度mm圍巖分擔率%鋼種臨界外壓PcrMPa抗外壓穩(wěn)定安全系數(shù)上斜井O2X24.73862.53037.716MnR1.542.56O2L24.75262.53932.5SM5702.743.34O2L14.75811.04017.6SHY685NS3.413.78∈3f24.77162.83640SHY685NS2.812.53中平段∈3f24.27162.83340SHY685NS2.902.61P54.27160530SHY685NS6.585.93下斜井∈3f14.27841.05215.6SHY685NS6.385.27∈3g24.28742.54629SHY685NS5.253.84∈3g13.59511.05212.5SHY685NS8.455.70下平段∈2Z23.510151.0579.8SHY685NS9.816.35高壓支管∈2Z12.510153.