二瓦槽水電站氣墊式調(diào)壓室高壓壓水試驗(yàn)及圍巖抗?jié)B性評(píng)價(jià)

概述了國(guó)內(nèi)外水電站氣墊式調(diào)壓室的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀,對(duì)氣墊式調(diào)壓室的工程地質(zhì)、氣體動(dòng)態(tài)特性、模型試驗(yàn)、安全水深和運(yùn)行控制等方面的研究成果進(jìn)行綜述,指出了需進(jìn)一步研究的方向和應(yīng)用前景。

地下水電站的氣墊式調(diào)壓室 [挪威]d．c．戈達(dá)爾h．葛霍特t．特克爾e．布羅赫 [提要]在挪威，自7o年代開始采用氣墊式調(diào)壓室以來(lái)t目前已有9處投入運(yùn)行，其中有6址質(zhì)量奇人浦意．右 2址為醯步空氣扳失曾進(jìn)行垃修補(bǔ)處理．車文舟紹了這類謂壓室的幾何形狀、動(dòng)力特性、運(yùn)行情況等t并對(duì)硐室 中的空氣撮失計(jì)算．氣處理方法及設(shè)計(jì)打案等作了簡(jiǎn)要探討． 一 、 一般特性和布置 表l列出了挪威現(xiàn)有帶氣墊式謂壓室水電站的 特性數(shù)據(jù)和投入運(yùn)行的年份，其中托爾帕電站正在施 據(jù)弓f水隧嗣通過(guò)區(qū)域的地質(zhì)條件確定．奧薩電站由 于緊靠廠房的巖石滲透性強(qiáng)．故只能在距廠房上游 1100m處布置謂壓室。這樣，弓f水道的值與水輪 機(jī)制造廠要求的限制值十分接近。從表2可以看出， 工中。除2十電站外．其余電站從水輪機(jī)到謂壓室的距離都 氣墊式謂壓室可更靠近廠房上游側(cè)

在小天都水電站氣墊調(diào)壓室勘探洞內(nèi)的高壓透水測(cè)試結(jié)果表明,隨著探洞向山體深部延伸,巖體結(jié)構(gòu)愈趨完整,洞壁圍巖的透水(氣)性愈趨減弱。探洞最深部的0+729m測(cè)點(diǎn),圍巖的高壓(6mpa)透水率小于10lu。因此,該洞段圍巖具有較為理想的高壓封閉性能,具備修建氣墊調(diào)壓室的基本地質(zhì)條件。

金平水電站氣墊式調(diào)壓室為布置在灰?guī)r及白云巖、小規(guī)模斷層及節(jié)理裂隙帶的地下洞室,在施工前通過(guò)無(wú)蓋重固結(jié)灌漿試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證洞室圍巖加固效果,驗(yàn)證固結(jié)灌漿施工的可行性.文章著重闡述通過(guò)試驗(yàn)確定灌漿工藝、灌漿壓力以及合理的施工程序,另外介紹了圍巖抬動(dòng)觀測(cè)情況,為該類洞段灌漿設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù).

龍灘水電站尾水系統(tǒng)設(shè)置敞開式尾水調(diào)壓井。本文對(duì)改用氣勢(shì)式調(diào)壓室的穩(wěn)定斷面、漏氣充氣、沿群布置、洞群布置、運(yùn)行安全等問(wèn)題做了探討，認(rèn)為：由于水頭、流量、地質(zhì)、安全等因素所限，龍灘尾水調(diào)壓井不宜改用氣墊調(diào)壓室。

國(guó)內(nèi)外已建的氣墊調(diào)壓室都是利用經(jīng)過(guò)處理的圍巖自身或再輔以在其周邊設(shè)置的水幕來(lái)防止氣室漏氣。但據(jù)國(guó)內(nèi)外的工程實(shí)踐,即使對(duì)巖體采取了復(fù)雜而昂貴的工程處理措施,也難以確保氣室的氣密性。金康電站的地質(zhì)條件較差,氣墊室采用鋼板防止氣室漏氣,克服了氣室閉氣難的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了工期省、投資省、調(diào)壓室運(yùn)行可靠的目標(biāo)。鋼罩式氣墊調(diào)壓室在金康電站的成功應(yīng)用,將對(duì)引水式電站具有較大的推廣價(jià)值。

　自一里水電站采用氣墊式調(diào)壓室,通過(guò)對(duì)該工程基本條件的分析,計(jì)算了氣墊式調(diào)壓室的水力參數(shù),包括水和空氣壓力、最小水墊深度、管道滲水、漏氣等,對(duì)水力控制方法進(jìn)行了分析,確定了空氣壓力和水位檢測(cè)系統(tǒng).

金康水電站氣墊式調(diào)壓室鋼包方案,是依靠鋼筋砼夾一層薄鋼板封閉氣體。同時(shí),采用平壓系統(tǒng)平衡氣室鋼筋砼外側(cè)水壓力和氣室氣體壓力。通過(guò)對(duì)金康水電站鋼包氣墊式調(diào)壓室的施工后,著重把有關(guān)施工技術(shù)作一介紹。

世界上已建的10座地下氣墊式調(diào)壓室的水電站均位于挪威。近年來(lái),為解決環(huán)保問(wèn)題和節(jié)約工程投資,我國(guó)已在四川自一里、小天都兩座水電站設(shè)計(jì)中采用了氣墊式調(diào)壓室方案。氣墊式調(diào)壓室的主要設(shè)計(jì)問(wèn)題包括設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、布置設(shè)計(jì)、氣體體積及尺寸的估算、水幕設(shè)計(jì)、防滲處理等方面內(nèi)容。

2009年8月31日～9月1日,中國(guó)水電工程顧問(wèn)集團(tuán)公司在成都主持召開了《水電站氣墊式調(diào)壓室設(shè)計(jì)規(guī)范》(送審稿)審查會(huì)。會(huì)議聽取了中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院修編組關(guān)于《水電站氣墊式調(diào)壓室設(shè)計(jì)規(guī)范》編制工作情況的匯

目前，水電站的尾水調(diào)壓室大多采用簡(jiǎn)單式型式，為了比較它與差動(dòng)式和阻抗式尾水調(diào)壓室的優(yōu)劣，作者對(duì)三種型式的尾水調(diào)壓室從水擊波的反射特性、調(diào)壓室的涌浪高低、水頭損失的大小，以及工程結(jié)構(gòu)的難易等方面進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)．本文通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析和研究，評(píng)述了選用至動(dòng)式或阻抗式尾水調(diào)壓室比選用簡(jiǎn)單式尾水調(diào)壓定更為經(jīng)濟(jì)適用，文中并有舉例計(jì)算．

目前,水電站的尾水調(diào)壓室大多采用簡(jiǎn)單式形式,為了比較它與差動(dòng)式和阻抗式尾水調(diào)壓室的優(yōu)劣。作者對(duì)三種形式的尾水調(diào)壓室從水擊波的反射特性,調(diào)壓室的涌浪高低,水頭損失的大小,以及工程結(jié)構(gòu)的難易等方面進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn),本文通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析和研究,評(píng)述了選用差動(dòng)式或阻抗式尾水調(diào)壓室比選用簡(jiǎn)單式尾水調(diào)壓室更為經(jīng)濟(jì)適用,文中并有舉例計(jì)算。

黃金坪水電站調(diào)壓室洞室規(guī)模較大,圍巖以ⅱ、ⅲ類為主,局部為ⅳ、ⅴ類。通過(guò)開展三維數(shù)值仿真分析,論證大規(guī)模地下洞室的圍巖穩(wěn)定狀況,分析不同工況下調(diào)壓室襯砌結(jié)構(gòu)的受力特性,提出調(diào)壓室邊墻襯砌、導(dǎo)流墩采用雙層配筋,阻抗板采用分區(qū)配筋,孔口需加強(qiáng)配筋的設(shè)計(jì)方案。實(shí)踐表明,該設(shè)計(jì)方案安全可靠,施工可行,經(jīng)濟(jì)合理。

高壓壓水試驗(yàn)的主要目的是解決滲透穩(wěn)定問(wèn)題，而高壓壓水試驗(yàn)可以高壓水道區(qū)（含高壓岔管）各類圍巖巖體及地質(zhì)弱面（如斷層、層面、接觸面等）在高壓水作用下的滲透規(guī)律，揭示其是否會(huì)受高壓水的沖蝕、劈裂，重點(diǎn)了解其臨界劈裂壓力、單位透水量并根據(jù)常規(guī)壓水確定滲透系數(shù)等等。由此可見，抽水蓄能電站進(jìn)行高壓壓水試驗(yàn)是非常必要的。因此，本文結(jié)合海南瓊中抽水蓄能電站高壓壓水試驗(yàn)進(jìn)行分析。

高壓壓水試驗(yàn)的主要目的是解決滲透穩(wěn)定問(wèn)題，而高壓壓水試驗(yàn)可以高壓水道區(qū)（含高壓岔管）各類圍巖巖體及地質(zhì)弱面（如斷層、層面、接觸面等）在高壓水作用下的滲透規(guī)律，揭示其是否會(huì)受高壓水的沖蝕、劈裂，重點(diǎn)了解其臨界劈裂壓力、單位透水量并根據(jù)常規(guī)壓水確定滲透系數(shù)等等。由此可見，抽水蓄能電站進(jìn)行高壓壓水試驗(yàn)是非常必要的。因此，本文結(jié)合海南瓊中抽水蓄能電站高壓壓水試驗(yàn)進(jìn)行分析。

高壓壓水試驗(yàn)的主要目的是解決滲透穩(wěn)定問(wèn)題，而高壓壓水試驗(yàn)可以高壓水道區(qū)（含高壓岔管）各類圍巖巖體及地質(zhì)弱面（如斷層、層面、接觸面等）在高壓水作用下的滲透規(guī)律，揭示其是否會(huì)受高壓水的沖蝕、劈裂，重點(diǎn)了解其臨界劈裂壓力、單位透水量并根據(jù)常規(guī)壓水確定滲透系數(shù)等等。由此可見，抽水蓄能電站進(jìn)行高壓壓水試驗(yàn)是非常必要的。因此，本文結(jié)合海南瓊中抽水蓄能電站高壓壓水試驗(yàn)進(jìn)行分析。

大干溝水電站氣墊式調(diào)壓室是我國(guó)第一座應(yīng)用于水電站的氣墊式調(diào)壓室,位于青海省格爾木市境內(nèi)。本文介紹了大干溝水電站的工程概況及其氣墊式調(diào)壓室的水力特性、氣體特性、運(yùn)行穩(wěn)定性、現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)資料分析和運(yùn)行控制模式等方面的研究成果。

介紹了氣墊式調(diào)壓室的作用原理、應(yīng)用現(xiàn)狀,闡述了其適用條件和主要特點(diǎn)。針對(duì)崗曲河二級(jí)水電站采用常規(guī)調(diào)壓井存在的困難,初步比較了氣墊式調(diào)壓室方案,它與無(wú)襯砌的高壓引水隧洞、地下廠房相結(jié)合,可縮短隧洞及鋼管長(zhǎng)度,降低工程投資,與常規(guī)調(diào)壓井相比,在山體雄偉陡峻的情況下,可簡(jiǎn)化施工道路,保護(hù)地表環(huán)境,具有明顯的優(yōu)越性。

以四川康定某電站為例,探討了水電站氣墊式調(diào)壓室機(jī)電設(shè)備建設(shè)階段的安裝經(jīng)驗(yàn)及生產(chǎn)運(yùn)行階段的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。

簡(jiǎn)單介紹了二灘水電站調(diào)壓室的布置、水力計(jì)算、洞室支護(hù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

通過(guò)對(duì)某水電站氣墊式調(diào)壓室的工程地質(zhì)條件分析論證,闡述該電站氣墊式調(diào)壓井方案的可行性,并對(duì)調(diào)壓井位置的最終選擇進(jìn)行了分析。

小天都水電站是我國(guó)較早采用氣墊式調(diào)壓室的工程之一,該工程氣墊式調(diào)壓室經(jīng)多方論證研究采用“以水幕防滲為主,圍巖防滲為輔,水幕上布置灌漿帷幕”的聯(lián)合防滲結(jié)構(gòu)型式。為更好地解決我國(guó)復(fù)雜地質(zhì)條件下氣墊式調(diào)壓室高壓氣體滲漏問(wèn)題,小天都水電站率先在國(guó)內(nèi)氣墊式調(diào)壓室高壓氣體封堵中引入并成功應(yīng)用化學(xué)灌漿技術(shù),對(duì)化學(xué)灌漿技術(shù)的推廣及氣墊式調(diào)壓室的封堵技術(shù)研究具有重要意義。介紹了化學(xué)灌漿技術(shù)在小天都水電站氣墊式調(diào)壓室交通洞封堵防滲的應(yīng)用設(shè)計(jì),可供類似工程參考。