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摘要：高尾水位水电站想要在建设的过程中避免出现不必要的麻烦,能够真正成功而有效的建立起来,就需要满足两点要求。第一点要求是要去满足厂房的应力安排,第二点是要去满足厂房的整体稳定性需要。在进行结构设计的过程中一定要充分考虑自身的特点,这样才能对症下药,采取与之相对应的工程措施来解决问题。在这里将要重点研究的对象是高尾水位水电站厂房，主要的研究内容是水工结构设计的特点。围绕着我国两大著名的水电厂房来展开具体的分析和探讨,第一个是安康水电站厂房,第二个是十全水电站厂房。通过对这两个水电厂房的水口与漫湾进行具体的探讨,来仔细剖析高于50米的水位水头的水电站厂房的型式特点,研究减少扬压力的方法,还有连接场坝的型式等内容,来对厂房结构的自身特征进行具有综合性质的准确归纳。希望通过本篇论文的内容来帮助读者了解我国在水电站方面的研究成就,也为与此课题有关的设计内容提供一定程度的帮助和借鉴。
关键词：高尾水位；结构特点；水电站；厂房水工
引言
想要追溯高尾水压力水电站的历史，要回溯到新中国成立的时期。伴随着新中国的成功建立，经济水平与科技文化的不断兴起与发展，我国逐步建立了诸多水电站，且这些水电站的尾水位均已经超过了50米，比较有代表性的水电站有葛洲坝水电站与乌江渡水电站，现如今漫湾水电站和安康水电站也被大家熟知，五强溪水电站和水口水电站也成为颇具有研究价值的水电站。在我国，甚至有一些水电站的水位高度接近了75米。此种类的水电站想要成功建立不是一件容易的事情，在厂房结构的搭建过程中要严格遵守国家的相关规定，每一道手续与每一个规程都不能大意马虎。一定要对整体设计的安全程度与合理程度做出绝对的保障，同时还要考虑设计后的经济价值，从而让整个厂房的综合稳定性更上一个台阶。
1 以石泉水电站为例分析厂房水工结构设计的特点
在我国进入20世纪70年代时期,石泉水电站成功在我国问世,按照相关资料的记载,石泉水电站的具体投入使用的时间点是1973年的12月份。在那种时代的背景下,我国无论是经济水平还是科技与文化水平都还不够完善,这为石泉水电站的建立工作增添了许多限制性条件。不过为了更高的发展目的,在对水工结构进行设计时,我国还是选择了大胆尝试与创新,针对厂房的下游位置来调整最高尾水位,把位置设定在当时那个阶段最高洪水位出现的位置,这就意味着有大约34米高度的尾水压力需要该厂房去承受。为了使得这一目的成功实现又能对厂房的应力需求与整体稳定性加以保障,我国精心研究了很多的解决措施。第一是对厂房自身的结构型式特点进行全面综合的分析,在研究多种可行性方案后,最终决定将主厂房下游墙厚度设定为2.8米,这样便可以打造一个全封闭的效果,来全面配合尾水副厂房形成的整体框架结构。将剪力墙的厚度设定在0.8米,将它放置在水轮机层的下端,可以起到加强下部结构刚度的效果。第二点是撤销了位于电机层上面的尾水副厂房。通过对尾水平台上的水重加以利用来达到当高尾水位出现时增强抵抗力矩的目的,同时有效提高抗滑稳定性。选取了厚度为2.8米的挡水墙作为尾水平台上面的水压力,在进厂的位置设置挡水闸门,一旦发生尾水位高于尾水平台的情况,就可以在进场的下闸门位置进行挡水操作。最后一点是要充分利用大坝的支撑性能,不必再去安排钢管伸缩节,这样可以达到对于稳定性能的需要。有针对的采取措施去设计,若钢管水平段的高程不足于363.5米,则没有必要设置永久缝,更没有必要在互相挨着的平缝间灌浆,也不需要设置键槽。若是高程高于这个数字,需要将永久伸缩缝设置成2米的宽度,这样便可以将厂坝分开。充分知晓结构的受力情况更容易计算,还能够将荷载对厂房机墩与风罩等部位所造成的压力进一步减轻的。在以上文中谈到的内容为基础后,若想让厂房底板的扬压力变少,需要考虑在厂房尾水管端部设置把帷幕灌浆,在厂房基础的地方设置暗排水,把15米的混凝土设置在尾水渠处,借此来满足增加水流的径流的目的。通过选择整体式结构来管理尾水管底版的问题,选择把排水孔打在边墩与中墩底部打上,从暗排水沟中排走那些渗水,凭借这些内容来减小尾水管底板所承受的扬压力。
2 以安康水电站为例分析厂房水工结构设计的特点
通过对相关数据资料的翻看可以发现安康水电站的尾水压力数值为55.15米。以数据资料为基础进行细致的剖析,再通过大量的计算工作,对安康水电站所选用的工程技术措施有如下归纳。第一点是在厂坝分缝的问题上选用的型式是上下分连的样式,换句话说就是位于钢管墙下面的厂坝彼此互先连接从而构成一个整体,在上面会安排永久缝,宽度的数值为2厘米,能有效进行分隔作用。第二点是撤销位于尾水扩散段顶板里的副厂房，通过实体混凝土来做回填处理,可以起到加强垂直向荷载的效果,将厂房的整体稳定性能进一步的加强。再有一点就是此种结构与型式能够帮助主厂房与副厂房在受力问题上分开进行。除了这一点,为了有效减少扬压力,会安排排水与帷幕等设施。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆最后该结构还加宽了厂房的基底,对应力条件做出了改善等等。
3 阐述高尾水位水电站厂房的设计结构的特征
经过对石泉水电站与安康水电站的结构特征整的分析，目前已经基本了解了这类结构的部分特点，在接下来的部分将会选取在我国范围之内其尾水水头高过50米的几个颇具有代表性的水电站进行具体的结构特征的分析。
3.1 对我国范围内具有代表性的高尾水电站的分析
在这一段落里主要对几个数值进行具体的阐述,帮助读者更加精确的了解高尾水电站的结构特点。在水口水电站中,尾水压力的数值为51.02米,在厂房型式的选择上,选用了坝后式,可以起到厂坝整接的良好效果,在水轮机层的下端位置安放了键槽,并且做并缝灌浆处理,并不需要将伸缩节设置在厂坝的钢管之间。在主厂房里,具体扥位置是下游水轮机层的上面，需要去安放排架,上游上有后墙,二中隔墩和机组缝两侧,长度会延伸到发电机层,可以起到扮演剪力墙的作用。在选择尾水管底板时选取的样式是整体式结构,具体的厚度值为2米,为的是能够将厂房的基底层加宽,可以减少基底的应力效果,从而提升整体的稳定性能。用漫湾水电站来举例,该水电站的尾水压力所设定的数值是56.5米,选用的型式是坝后式厂前挑流,连接厂坝的具体形式是上面分开而下面相互连接。具体在895.75m高程的上面安排10厘米的缝隙,为的是能够起到良好分隔的效果,将键槽灌浆安放在下端位置,主厂房拱顶,如若墙体的厚度值多过了4米,会发现主厂房与副厂房之间形成了一个完全封闭的厂房结构。而对于远近闻名的三峡水电站,其尾水压力的具体数值是64米,在型式的问题上选择了坝后背管型式,并没有发现伸缩节存在于钢管之间。
3.2 对水工结构的设计特征进行归纳与总结
在总结与归纳高尾水电站的水工结构设计特征的问题上,首先要做的是细致而有耐心的去分析厂坝分缝的问题。在这里有很多问题需要深入思考与判断,有很多选择需要去下定论,在厂坝问题上是选择进行分缝处理还是连接处理,是选择下面连接上面分离还是选择先去分离后去连接都是很重要的事情。厂与坝的稳定程度和键槽灌浆的设置是息息相关的,平缝相靠等问题也会紧密影响厂与坝的稳定性能,所以在这一点上必须要立足于全局去做综合性的判断。厂坝如若是联合的,会提升整个水电站的稳定性能,降低基础的应力,保证应力在分布上是均衡无所偏差的,可是有一个问题需要注意,那就是大坝荷载会给厂房带来很明显的影响。如若厂坝的形式是分缝的,那么在受力问题上不会变的模糊,计算起来会很方便也很简单,厂房内部的结构安排也不会受到大坝荷载的影响。再有一点内容就是要去仔细的剖析厂房的结构与型式问题。在对厂房的水工结构进行最初构思时,需要考虑型式不同所产生的差别,而且这种差别会体现在诸多地方。可以考虑在主厂房与副厂房之间做些处理,让其自然而然的形成一个系统,搭建起一个具有独立性能的挡水结构。或者也可以考虑直接让主厂房与副厂房形成一种挡水结构,而且型式一定要是封闭的。最后要去分析的内容就是挡水结构的型式选择。现如今在此领域最引得相关专家与学者去研究的内容就是该采取什么样的方法提高挡水结构固定端的高度,从而起到提升独立挡水结构的受荷高度,。对于这一课题的研究最佳的着手点是对结构变位和应力结构做改善处理,从而减少挡水结构的应力,还需要考虑减少结构配筋量去应对这一问题。设计安排好之后就要考虑具体的实施安排,想要有效提升水电站整体的稳定性能,必须采取切实有效的工程措施来解决问题,具体的内容如下。首先需要采取各种各样的手段与渠道去减少扬压力。比如说在尾水管端部设置安排齿墙,在进行排水的时候做护坦或抽排水系统的安排,当然也考虑设置水廊道与灌浆等来增加渗镜,从而达到减少扬压力的最终效果。其次要增加对着睡眠垂直方向下端的荷载,从而起到增加抵抗力矩的作用,进一步提升整体的稳定性能。
4 结语
通过上面分析的全部内容,笔者总结了以下几点内容来帮助读者及时掌握要点，了解有关高尾水位水电站厂房水工结构设计的特点。若想了解的更为具体,选定分析内容,安排好分析顺序十分重要。首先要去分析的内容是厂坝的分缝问题,从而对挡水结构的型式做出具体处理,同时也要对主副厂房的结构做出选定。再者进一步要去研究的内容是特定的厂房的结构与型式安排,这样可以帮助设计者有针对性的对水工结构进行安排,帮助设计人员都集中在液压结构。最后需要去了解的内容是挡水结构选用的型式。需要千方百计的减少扬压力，凭借这一点来提高挡水结构固定端的高度,将挡水结构的受荷高度降低,载荷在问题上增加与迎水面垂直向下方向的荷载,并且去增加厂房基底的宽度值。对厂房水工的具体结构与型式进行全面优化处理。要认真对厂坝分缝的问题进行考虑,对分缝与连接做出确定性的安排,对顺序做出认真的决定,确保厂房结构不会被大坝荷载所影响。仔细考察厂房的结构型式,是要进行整体封闭还是要自成一大系统是设计时面临的选择难题。这一点对于厂房结构设计能产生多大的差别有很大的影响。要仔细钻研挡水结构的型式问题,选择合适的措施提升挡水结构固定一端的高度,选择合适的方案降低独立挡水结构受荷的高度。
参考文献
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[4]蓝色文. 高尾水位水电站的防洪布置[J]. 红水河(4):79-81.
论文作者:胡源
论文发表刊物:《防护工程》2019年20期
论文发表时间:2020/3/9
标签：水电站论文; 厂房论文; 结构论文; 型式论文; 水位论文; 水工论文; 石泉论文; 《防护工程》2019年20期论文;