南陽(yáng)回龍抽水蓄能電站地下廠房設(shè)計(jì)

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1、南陽(yáng)回龍抽水蓄能電站地下廠房設(shè)計(jì)-工程設(shè)計(jì)南陽(yáng)回龍抽水蓄能電站地下廠房設(shè)計(jì)-工程設(shè)計(jì)南陽(yáng)回龍抽水蓄能電站地下廠房設(shè)計(jì)-工程設(shè)計(jì)南陽(yáng)回龍抽水蓄能電站地下廠房設(shè)計(jì)-工程設(shè)計(jì)南陽(yáng)回龍抽水蓄能電站地下廠房設(shè)計(jì)-工程設(shè)計(jì)南陽(yáng)回龍抽水蓄能電站地下廠房設(shè)計(jì)-工程設(shè)計(jì)南陽(yáng)回龍抽水蓄能電站地下廠房設(shè)計(jì)-工程設(shè)計(jì)南陽(yáng)回龍抽水蓄能電站地下廠房設(shè)計(jì)-工程設(shè)計(jì)南陽(yáng)回龍抽水蓄能電站地下廠房設(shè)計(jì)-工程設(shè)計(jì)地下廠房采用一字形布置，由主洞室和尾閘室兩條洞室平行布置。該電站面臨著激振頻率高、上部受力、基礎(chǔ)薄弱等對(duì)抗振及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分不利的局面。通過(guò)多種工況的整體結(jié)構(gòu)三維有限元?jiǎng)印㈧o力

2、分析，從而掌握了結(jié)構(gòu)的受力特性，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為圓滿。實(shí)踐證明，地下廠房的布置和設(shè)計(jì)是合理的。南陽(yáng)回龍抽水蓄能電站位于河南省南陽(yáng)市南召縣城東北16km的岳莊村附近回龍溝上游，是解決南陽(yáng)地區(qū)的供電調(diào)峰問(wèn)題而專設(shè)的調(diào)峰電站，裝機(jī)規(guī)模120MW，安裝兩臺(tái)單機(jī)可逆混流式水泵水輪機(jī)，最大毛水頭416m，最小毛水頭374.4m。工程主要建筑物包括上庫(kù)、下庫(kù)、引水隧洞、地下廠房、地面開關(guān)站等。主體工程2001年6月開工，2004年底結(jié)束。　　1廠區(qū)布置設(shè)計(jì)　　1.1廠區(qū)地形、地質(zhì)條件　　電站區(qū)位于伏牛山南坡的回龍溝上游，接近分水嶺部位，地形起伏較大，海拔高程在40

3、0～1000m之間，屬于中低山區(qū)。上、下庫(kù)相對(duì)高差在500m左右，山體陡峻，具備了上、下庫(kù)之間高差大、坡度陡、距高比小等有利地形條件。　　區(qū)內(nèi)出露巖體為中生代燕山晚期花崗巖，巖性致密、堅(jiān)硬，力學(xué)強(qiáng)度高。受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的控制，主要構(gòu)造為斷層和節(jié)理裂隙。區(qū)內(nèi)發(fā)育大小斷層共23條，其中規(guī)模較大的斷層有兩條，即回龍溝斷層F20和岳莊斷層F21.根據(jù)斷層的走向劃分，可歸并成兩組，即走向北北東和北北西，其中北北東向斷層占主要?！　?.2地下廠房位置及軸線選擇　　廠房在輸水系統(tǒng)中的位置，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、地形條件綜合考慮高壓輸水道長(zhǎng)度、低壓尾水洞長(zhǎng)度，以及交通、

4、出線、通風(fēng)、防潮、排水等因素，通過(guò)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、運(yùn)行管理比較而定?！　』佚埑樗钅茈娬据斔l(fā)電系統(tǒng)水平投影總長(zhǎng)約1420m，0+850樁號(hào)以后，上覆巖體厚度不足50m，屬III～I(xiàn)V類圍巖區(qū)，受地形和地質(zhì)構(gòu)造等因素的影響，不適宜修建地下廠房。0+720樁號(hào)以前屬I～I(xiàn)I類圍巖，巖體完整，適合修建地下廠房。本區(qū)域水平地應(yīng)力最大，約10MPa，量級(jí)不高，遠(yuǎn)低于花崗巖的抗壓強(qiáng)度，不是地下廠房位置選擇的控制因素。根據(jù)廠區(qū)的地質(zhì)情況和PD1探洞資料，設(shè)計(jì)在進(jìn)行了兩個(gè)方案的對(duì)比分析，論證廠房位置和廠區(qū)布置的經(jīng)濟(jì)性和合理性?！　》桨敢粚儆谑撞渴讲贾梅桨?，廠房上游

5、邊墻樁號(hào)為0+300.0m，距豎井中心231.7m，長(zhǎng)軸方位NE80.16°，置于裂隙L14的下盤；上游岔管樁號(hào)暫定為0+193.00（分岔交點(diǎn)），距廠房107.00m；壓力鋼管起點(diǎn)樁號(hào)0+221.00，距廠房79.00m。廠房上覆巖體厚度約310m。該方案靠近上庫(kù)，受上庫(kù)水下滲影響較大，廠房防滲及排水工程量大，帷幕灌漿工程量可能還需增加。進(jìn)廠交通洞和高壓出線洞較長(zhǎng)，增大了隧洞施工工程量及高壓電纜的投資，并且與出口區(qū)的距離加大，不便于生產(chǎn)管理。　　方案二屬于中部式布置方案，上游邊墻的樁號(hào)為0+556.18，距豎井中心487.88m，長(zhǎng)軸方位NE8

6、0.16°，廠房布置在斷層F25和節(jié)理密集L11之間；上游岔管樁號(hào)0+350，距廠房206m；壓力鋼管起點(diǎn)樁號(hào)0+391.00，距廠房165m。廠房上覆巖體厚度約170m。該方案的地下廠房靠近交通洞出口區(qū)，與方案一相比，進(jìn)廠交通洞和高壓出線洞的長(zhǎng)度大幅度減小，同時(shí)，還取消了帷幕灌漿廊道，減少了帷幕灌漿的進(jìn)尺和排水廊道的長(zhǎng)度，而且便于生產(chǎn)管理?！　牟贾蒙峡?，方案二的廠房位置選在斷層F25和L11的之間，避開L14節(jié)理密集帶，廠房軸線走向NE80.16°，廠房端墻與該區(qū)域NW組長(zhǎng)大節(jié)理也有一定的夾角，有利于廠房圍巖的穩(wěn)定。同時(shí)，避開了具體位置尚不確

7、定的L36和L51節(jié)理密集帶，岔管布置在L36與L15中間，最小地應(yīng)力值相對(duì)較大，對(duì)岔管結(jié)構(gòu)有利。從調(diào)節(jié)保證分析上看，整個(gè)輸水發(fā)電系統(tǒng)沒(méi)有出現(xiàn)負(fù)壓，最小水錘壓力值為2.89m，最大水錘壓力值都在調(diào)節(jié)保證計(jì)算規(guī)范限制值范圍內(nèi)。從投資比較上看，兩方案的差值較大，方案二比方案一少218.7萬(wàn)元，效益非常明顯，具有較大的優(yōu)越性。故設(shè)計(jì)最終選用方案二作為最終實(shí)施方案?！　?.3廠房布置方案選擇　　對(duì)地下洞室群中主廠房、主變室和尾水調(diào)壓室的布置，首先研究了三洞室平行方案和二洞室（主變室與主廠房平行一字型布置）方案。根據(jù)多方面論證比較，地下廠房采用兩洞室布置方

8、案，即一字形布置，主洞室自左至右依次為主變室、安裝間、主廠房、副廠房，總長(zhǎng)112.00m，寬度16.00m。不設(shè)母線洞，在廠房主洞室下游