天花板水电站调压井稳定断面分析及优化研究.docx

第37卷第6期

2011年6月

水力发电

研究与试验

天花板水电站调压井稳定断面分析及优化研究

苏岩，刘国栋，张大成

(中国水电顾问集团北京勘测设计研究院，北京100024)

摘要：天花板水电站调压井所处部位为镶嵌碎裂结构的岩屑石英砂岩夹粉砂质泥质页岩，不利于大直径洞室开挖。经分析研究将调压井断面直径27m优化为23m,开挖直径由31m减至26.6m,降低了开挖施工难度，节省了工程投资，确保了施工安全。电站甩负荷试验获得成功。

关键词：阻抗式调压井；托马断面；设计优化；天花板水电站

AnalysisandOptimizationontheStableCross-sectionofSurgeShaftinTianhuabanHydropowerStation

SuYan,LiuGuodong,ZhangDacheng

(HydroChinaBeijingEngineeringCorporation,Beijing100024,China)

Abstract:ThesurroundingrockofsurgetankinTianhuabanHydropowerStationisfracturedmosaicstructuredlithicquartzsandstonemixedwithsiltyclayshale,andisnotconducivetolarge-diametershatexcavation.Afterstudying,thediameterofsurgeshaftisdecreasedto23mfrom27m,andtheexcavatedsectiondiameterisdecreasedto26.6mfrom31m.Theoptimizationreducestheexcavationdifficulty,savestheinvestments,andensurestheconstructionsafety.Theloadrejectiontestsshowthatthedesignofsurgeshaftissuccessful

KeyWords:impedancesurgeshaft;Thomacross-section;designoptimization;TianhuabanHydropowerStatio

中图分类号：TV732.51;TV742(274)文献标识码：A文章编号：0559-9342(2011)06-0013-04

天花板水电站引水发电系统布置在牛栏江右岸山体内，由岸塔式进水口、有压隧洞、调压井和压力管道等，全长2732m。岸塔式进水口位于拱坝上游右岸，底板高程1032.00m,引水隧洞全长2514.009m,底坡0.5%,采用圆形有压洞，内径8.2m,设计流量232.4m3/s;调压井位于引水隧洞末端，采用阻抗露天式，圆形断面，内径23m,阻抗孔直径4.6m,井高72.32m;调压井后设压力管道段，采用一管两机全埋藏方式布置，由1条主管、1个岔管和2条水平支管。压力管道主管长137.24m,内径6.7m;支管长36.58、25.24m,支管内径4.3m。电站厂房位于清水河与牛栏江交口下游1.8km处，为岸边地面厂房，厂内安装两台单机容量为90MW的立轴混流水轮发电机组，厂房尺寸68.5mx22.2mx47.5m(长×宽x高)。

1调压井处地形地质条件

调压井位于牛栏江右岸1132m高程左右，出

口处坡高大于200m,地形坡度40°左右，岸坡后缘为高大陡壁。调压井部位出露地层为震旦系地层和第四系松散堆积物，基岩为震旦系下统澄江组(Z?c)中厚层至厚层状岩屑石英砂岩夹中薄层粉砂质泥质页岩，岩层产状NE60°SE∠73°;岸坡后缘为震旦系上统东龙潭组上段(Z?dl3)粉晶白云岩，岩层产状为NE21°SE∠18。二者为角度不整合接触，接触带为岩溶角砾岩带。调压井部位岩层走向与山坡大角度相交，岩层倾向山里，为反向坡，地质构造为单斜构造，未见较大的断层出露；三组主要裂隙为：①NW320°~325°SW∠50°~78°;②NW306°NE∠32°;③NE40°~60°SE∠65°。岩体表层为强风化厚度约5~1