第２Ｏ卷第９期 ２０１４年９月 水利科技与经济 Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍｙ Ｖｏ１．２０ Ｎｏ．９ Ｓｅｐ．，２０１４ 某水电站厂房设计 李转宁 （水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐８３００００） ［摘要］水电站厂房是典型的卧式水电站厂房，由于校核洪水位高及向下游供水等特点，使 得厂房设计具有很强的代表性。主要介绍了电站厂区布置、厂房型式的选择、主要尺寸的确 定、主副厂房布置、结构设计等。 ［关键词］卧式；水电站厂房布置；结构设计 ［中图分类号］ Ⅳ７４ ［文献标识码］ Ｂ ［文章编号］ １００６—７１７５（２０１４）０９—０１２０—０２ １ 工程等别及洪水标准 根据《水电站厂房设计规范》（ＳＬ ２６６—２００１）及《水 利水电工程等级划分及洪水标准》（ＳＬ ２５２—２０００）规定， 发电厂房为４级，厂房洪水标准为设计洪水频率Ｐ＝２％， 重现期为５０年一遇，洪峰流量Ｑ＝６２０ ｍ ／ｓ；校核洪水频 对尾水渠出口进行整治。 ３ ｉｒ房 置 ３．１ 主厂房各控制高程的确定 厂房各控制高程的确定详见水机报告。由水机报告 得厂房各控制高程：机组安装高程为１ ３５９．６０ ｍ；尾水管 率为Ｐ＝１％，重现期为１００年一遇，洪峰流量Ｑ＝ ７７９ ｍ ／ｓ，其相应尾水位为１ ３６０．５８ ｍ。正常尾水位按２ 台机组发电设计流量Ｑ＝４ ｍ ／ｓ确定，相应尾水位为 １ ３５８．１５ ｍ；最低尾水位按１台机组发电设计流量Ｑ： ２ ｍ ／ｓ确定，相应尾水位为１ ３５８．００ ｍ。尾水平台与厂区 地面同高程为１ ３６１．１ ｍ。 底板高程为１ ３５５．５０ ｍ；蝶阀中心高程１ ３５６．６０ ｍ；发电 机层地面高程为１ ３５８．６０ ｍ；轨顶高程为１ ３６６．６０ ｍ；厂 房顶部连梁顶部高程１ ３６９．１０ ｍ。 ３．２主厂房布置 发电厂房电站总装机２．４ ＭＷ，主机间内共布置２台 机，容量２×１．２ ＭＷ。主厂房由主机间和安装间组成，垂 ２厂区地形地质条件及布置 发电厂房为岸边式地面厂房，布置于河床左岸坝轴 线下游约４５０ ｍ处，机组轴线与河床斜交（交角约１５．４。）， 进厂公路布置在河床左岸。 直水流方向从左至右依次为安装间及主机间的１ 、２ 机 组段。水轮发电机组为ＨＬｘｘｘ—ｗＪ一５８，水轮机安装高 程为１ ３５９．６０ ｍ。 根据水轮发电机组蜗壳及尾水管尺寸、调速器、油压 装置等布置要求以及机组检修的需要，厂房上游侧宽度 发电厂房及尾水段位于现代河床中，基础位于河床 砂卵砾石层中，河床砂卵砾石层厚３３～４０ ｍ。该段地下水 位埋深１．６～２．２ ｍ。地基承载力建议值为：砂卵砾石４００ —５．０ ｍ，下游侧宽度４．０ ｍ，机组间距为１０．０ ｍ，主机间与 安装间上部宽度均为１０．６ ｍ。主机间全长为２１．５ ｍ，安装 间长８．５ ｍ。主机间尺寸：２１．５ ｍ×１０．６ ｍ×１３．６ ｍ（长× 宽×高）。主机间与安装间之间设有结构缝。 ５００ ｋＰａ。基坑开挖中可能存在地下水涌水现象，需及时 发电厂房主要由主机间、安装间、副厂房、尾水建筑 排水。 发电机层高程Ｉ ３５８．６０ ｍ，主厂房以发电机层为界， 以上为水上部分，以下为水下部分。主厂房水上各部位 物等组成。厂区周边边坡底部设排水沟。 一高程为：厂房地面高程为１ ３６１．１０ ｍ，主机间轨顶高程 １ ３６６．６０ ｍ；主厂房水下各部分高程为：蝶阀中心高程 １ ３５６．６０ ｍ；尾水管底板高程１ ３５５．５０ ｍ。主机间上游侧 设廊道，机组中间设检修排水集水井。尾水平台高程为 １ ３６１．１０ ｍ，长３．６５ ｍ。 台主变布置在副厂房上游侧的主变平台上，平台 高程为１ ３６１．１ ｍ，考虑主变检修通道的要求，主变平台宽 度取７ ｍ。 厂房由主厂房和副厂房组成。主厂房包括主机问和 安装间两部分，安装间布置在主机间的左侧；副厂房布置 安装间布置于主厂房左侧，与主厂房等宽，安装间为 机组安装检修场地，安装间地面高程为１ ３６１．１０ ｍ，布置 有油处理设备等。安装间大门设在下游侧。主厂房内设 有一台型号为１６ ｔ的电动单梁桥式起重机，桥机跨度 ９．０ ｍ 于主厂房上游侧，与主厂房等长；主变压器布置于副厂房 上游侧；由于厂房长度，将６．３ ｋＶ开关室布置在副厂 房内，３５ ｋＶ高压开关室同主变压器并列布置于副厂房上 游侧；尾水经尾水渠（尾水渠长约６２ ｍ）投入原河道中，并 ［收稿日期］２０１４—０３—０６ ［作者简介］李转宁（１９７５一），女，陕西渭南人，工程师，学士，主要从事水利水电工程设计工作 一ｌ２０— 李转宁：某水电站厂房设计 第９期 ４副厂房布置及开关站布置 结构。底板高程由１ ３５５．５ ｍ变至１ ３５６．９５ ｍ。反坡段后 接尾水渠。 副厂房与主厂房等长为３０．０２ ｍ，宽度为８．２４ ｉｎ，高度 ５．３尾水渠 为６．５ ｍ。副厂房设有控制室、休息室、６．３ｋＶ高压开 尾水渠段长６２．４ ｍ，前１０ ｍ为钢筋砼矩形槽结构，后 关室等。 面为底宽２ ｍ，边坡１：１．７５的梯形断面渠道，渠深４ ｍ，渠道 ３５ ｋＶ高压开关室与１台３５ ｋＶ主变压器并列布置在 纵坡ｉ＝１／２ ０００，渠底高程由１ ３５６．９５ ｍ变至ｌ ３５６．９３ ｍ。 副厂房上游侧的平台上，高程为１ ３６１．１０ ｍ。 梯形渠道边坡及底板采用厚度为２００ ｍｍ的浆砌石衬砌。 ５尾水建筑物布置 矩形槽段顺渠道方向设节制闸，矩形槽段左侧垂直 渠道方向设置向罗钾供水的分水闸，分水闸段后接集水 尾水建筑物包括尾水闸墩、矩形池、反坡段及尾水渠 井及阀井，再接向罗钾供水的供水管道。 段。尾水平台高程１ ３６１．１０ ｍ，尾水闸墩平面尺寸３．６５ ｍ ×１５．４１ ｍ（长×宽）。尾水闸墩后接４ｍ长矩形池，而后 ６整体稳定及地基应力计算 紧接１：４反坡段，反坡末端渠底高程１ ３５６．９５ ｍ，反坡段长 本电站地震设计烈度为Ⅶ度，需进行抗震计算。根 度５．８ ｍ，宽度１３．４ ｍ。后接２０ ｍ长的渐变段，尾水渠底宽 据《水电站厂房设计规范》（ＳＬ ２６６—２００１），厂房只需考 由１３．４ ｍ渐变为２ ｍ。尾水通过反坡经尾水渠（尾水渠长 虑水平向地震作用。采用拟静力法计算地震作用，水平 约６２．４ ｍ）投入原主河道。 向地震惯性力采用以下公式： 厂房最低尾水位为１ ３５８ ｍ，正常尾水位为 Ｆ ＝０．２５ａｈ－ＯＬ ‘Ｃ，．ｅｉ／ｇ １ ３５８．１５ ｍ，校核尾水位为１ ３６０．５８ ｍ。 式中： 为作用在质点ｉ的水平向地震惯性力；Ｏｌ 为水平 ５．１尾水墩 向设计地震加速度；Ｏｒ 为质点ｉ的动态分布系数；Ｃ，ｅｉ为集 为方便运行管理，尾水平台高程取与安装间层相同。 中在质点ｉ的重力；ｇ为重力加速度。 尾水平台宽度为１５．４１ ｍ，长度为３．６５ ｍ。 电站主机间与安装间之间设缝，主机间建基面高程 尾水闸孔口宽３．４ ｍ，高２．１ ｍ，共２孔，底板顶高程 为１ ３５４．５ ｍ，长度２１．５ ｍ；安装间建基面高程１ ３６０．１ ｍ， １ ３５５．５ ｍ，尾水墩后接矩形池、反坡段。 宽度１０．６ ｍ，长度８．５ ｍ。对主机间、安装间分别按正常运 ５．２矩形池、反坡段 行、施工期、地震等不同情况考虑各种受力组合，计算厂 矩形池宽度１３．４ ｍ，长度４ ｍ，反坡段宽度１３．４ ｍ，长 房沿建基面的抗滑、抗浮、抗倾整体稳定和地基应力。 度５．８ ｍ，坡度１：４。矩形池、反坡段采用钢筋混凝土矩形槽 计算结果见表１。 表１厂房稳定和应力计算成果表 经以上计算分析结论： 厂外交通可通过设在上游侧永久进厂公路进入安装 １）厂房地基面上所承受的最大基底压力小于地基 场。 允许承载力，允许承载力为４００ ｋＰａ。 ２）厂房不均匀系数均在规范规定的允许范围内。 ［参考文献］ ３）各种运行工况下，厂房抗滑均满足规范要求。 ［１］ＳＬ ２６６—２００１，水电站厂房设计规范［ｓ］． ７ 厂房内外交通 ［２］顾鹏飞，喻远光．水电站厂房设计［Ｍ］．北京：水利 电力出版社，１９８７． 厂内交通：主机间１ 、２ 两机组下游侧布置有贯通发 ［３］陈坤，姚珍格，李柯君．小型水电站：第二版［Ｍ＇１．北 电层至水轮机层的楼梯；水轮机层上游侧布置两部联系 京：水利电力出版社，１９９３． 蝶阀层及水轮机层的楼梯，安装间设有上吊车梁钢梯，副 ［４］李炜．水力计算手册：第二版［Ｍ］．北京：中国水利 厂房楼梯布置考虑消防等因素，在两个端头布置贯通上 水电出版社，２００６． 下各层的楼梯；厂内垂直和水平均布置有交通通道。 （编辑：赵琳琳） 厂房周边均有交通、消防通道，联系厂区内的交通。 一１２１—
