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代娇娇,漆文邦,刘卓娅,倪婷,某小型水电站压力钢管过河方案优化设计
文章编号:1006-2610(2014)01-0062-04
某小型水电站压力钢管过河方案优化设计
代娇娇,漆文邦,刘卓娅,侻婷
(四川大学水利水电学院,成都610065)
摘要:某小型水电站压力钢管过河段设计,结合地形地质条件,过河方案初步确定在管桥过河方案和埋管过河方案
中选择。文章对这2种典型的过河方案进行了经济技术比较,最终选定埋管过河方案并对埋管过河方案的技术难点
进行了分析。该工程实践证明:在河谷横断面形式较为平缓且河床较宽时,采用埋管过河方案较优。
关键词:小型水电站;压力钢管;过河方案;埋管过河
中图分类号:TV732.41
文献标识码:A
Optimizing Design of Scheme for Penstock Crossing River
DAI Jiao-jiao, QI wen-bang, LIU Zhuo-ya, NI Ting
College of Water Resources and Hydropower, Sichuan University, Chengdu 610065, China)
Abstract: Concerning the design of the scheme for a penstock crossing the river in one small hydropower station, the river-crossin
scheme is to be selected from the river crossing with penstock bridge or the river crossing with buried penstock in combination with the ac-
tual topographical and geological conditions. In the paper, these two schemes are compared in terms of technology and cost. The scheme
of river crossing with the buried penstock is finalized. Furthermore, the technical difficulties of the selected river crossing scheme are ana-
lyzed. This engineering experienee proves that the scheme of river crossing with the buried penstock is better when the river valley section
is gentle and the riverbed is wider.
Key words: small-scaled hydropower station; steel penstock; river-crossing scheme; river crossing with buried penstock
1工程概况
隧洞断面尺寸采用马蹄形2.52mx3.00m,压力钢
管主管内径2.3m
本工程为阿坝州黑水县小黑水河上的一小型水
压力管道沿隧洞出口的山坡斜向小黑水河布
电站,其开发方式为无调节径流引水式,开发目标为置,斜坡平均坡度约为30°左右,分4段布置,共设
发电,无其它综合利用要求。电站设计引用流量镇墩5个,隧洞出口为1号镇墩,厂房上部为5号镇
16.89m/s,设计水头149.80m,总装机21.0MW。墩(岔管镇墩)。4-5号镇墩为过河段,基础置于新
该水电站为底格栏栅低坝取水的引水式水电站。工生界第四系河流冲积层(Q)漂卵砾石夹砂层上。
程布置从上至下为:首部枢纽、引水线路、调压井、压
力管道位于河流左岸,厂房、升压站位于河流右岸,2过河方案比选
电站采用有压隧洞引水方案,隧洞长4418.21m。
根据本电站引水发电系统的整体布置,压力钢
管需跨越小黑水河引人厂房。过河处河谷横断面形
收稿日期:2013-09-29
作者简介:代娇娇(1988-)女,四川省广安市人,硕土研究生,
式为U形且河床横断面走势平缓,过河处河床宽度
从事水工结构研究
约16m。在本工程初设阶段设计人员对压力钢管
的过河方式进行了多次讨论,最终确定将在管桥方
西北水电·2014年?第1期
案和埋管方案中进行比较
m,明钢管布置于钢筋混凝土简支桥梁上。支撑环
(1)管桥过河方案:结合本工程实际优先考虑采用滑动式支座,支撑环间距为6.52m。为适应明
结构受力更为简单的平管桥形式。经设计,管桥两钢管在各种工况下的变形,在钢管两端各布置1个
端为4号[坐标:(5015.-84,80039.97)]和5号[坐波纹管伸缩节。设计过河管桥纵剖面见图1。
标:(50138.35,79988.69)]镇墩,管桥全长37.42
4号疲纹管压力钢管
支撑环5号波纹管
Aewa
心“线
号镇墩
图1设计过河管桥纵剖面图
(2)埋管过河方案:本河流原河床高程在
213.0m处,计算河床最大可能冲刷深度为1.33埋管方案设计
m,采用埋管过河方案时,为减少开挖量方便施工
本工程中根据过河处河谷形式(U形且横断面
埋管中心线高程初拟与水轮机安装高程相同,为河底走势平缓)及宽度(约16m)可选择埋管过河。
2128.5m。设计过河埋管的纵剖面如图2所示。
只需适当调整压力钢管管线使其顺畅折入河底,并
平顺地将埋管引入厂房内。
=m
压力钢管线路关键点坐标如表2所示。其中1
~3号镇墩位置与管桥方案相同。经此布置后压力
防浪墙防洪堤
钢管在管段0+288.460m处过河,埋管段全长
4号镇蚊4号波纹管
55.388m。
表2压力钢管控制点坐标表
の28铺筋
镇墩位置
坐标
1号
(50245.93,80250.23)
筋混凝土灌注粧
(50214.42,80184.99)
径600mm,长I2m
(50182.12,80118.12)
4号
50137.74.80021.99
5号
(50127.70,79992.92
图2设计过河埋管纵剖面图
两方案优缺点比较如表1。从比较结果可见:
本工程埋管过河方案中须解决的难题有以下几
埋管过河方案具有投资节省,工期短,施工安全、方点
便,不影响河道宣泄洪水,年检修、管理费用较低等
(1)由于压力钢管需在河底穿过且该段地质条
优点。经多方论证,埋管过河方案为最优实施方案。件复杂,基础处理问题显得较为棘手
表1两方案优缺点比较表
(2)河水可能冲刷压力钢管;
方案/万元难度维护/(月)钢管的影响行洪安全对原河道景运行
造价施工运行施工工期河水冲刷对
(3)当爆发泥石流等灾害时,压力钢管将承受
观影响费用
管桥
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技术
要求高复杂2
较低(对行洪断有一定
较大的沿河向力,钢管可能产生径向位移,传统伸缩
无
过河
面有所影响)影响
节无法适应这种变形等。
54方便较方便1.4須