(中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司,陜西 西安 710065)
河床式水電站廠房機(jī)組大件特殊進(jìn)廠方式討論
吳凱
(中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司,陜西 西安 710065)
某些河床式水電站屬于徑流式低水頭水電站,洪水泄量大,尾水位較高,而機(jī)組安裝高程較低,因此,這類水電站機(jī)組大件進(jìn)廠方式與一般水電站不同,不能由對外公路直接進(jìn)入安裝間,而要采用特殊的進(jìn)廠方式進(jìn)入安裝間,諸如在安裝間壩段設(shè)置垂直吊物孔、增設(shè)卸貨間及橋機(jī)、在下游設(shè)置水平運(yùn)輸孔及防洪閘門、采用擋墻斜坡道進(jìn)入等。本文根據(jù)此類水電站的特點(diǎn)對廠房機(jī)組大件進(jìn)廠方式進(jìn)行分析、討論,并提出了建議。
河床式廠房;進(jìn)廠方式;機(jī)組大件;安裝間;吊物孔
嘉陵江上梯級水電站,如:金溪場、馬回、鳳儀場、桐子壕、新政等水電站,均屬日調(diào)節(jié)或徑流式水電站,即水庫調(diào)節(jié)能力很低或是沒有調(diào)節(jié)能力的低水頭電站,在洪水期泄量大,尾水位很高,在枯水期尾水位較低,因而安裝高程也較低。廠內(nèi)大多安裝燈泡式水能發(fā)電機(jī)組,相應(yīng)的安裝間底板高程也較低,遠(yuǎn)低于下游最高尾水位,兩者高差在10m以上,因此,廠房機(jī)組大件無法由對外交通、尾水平臺直接進(jìn)入安裝間,這類電站機(jī)組大件需要采用特殊的進(jìn)廠方式。本文討論、比較幾種進(jìn)廠方案并提出一些建議。
牽引車及廠房機(jī)組大件拖車,由對外交通直接進(jìn)入卸貨間,然后由卸貨間橋吊從卸貨平臺將機(jī)組大件吊至安裝間地面,再正常使用廠房橋吊進(jìn)行機(jī)組安裝和檢修,如圖1所示。如果直接利用廠房橋機(jī)起吊,不增設(shè)卸貨間橋吊,那么廠房高度受卸貨平臺高程控制,廠房高度將增高。吊車柱增高后,依據(jù)壓桿穩(wěn)定要求,吊車柱斷面也將增大。況且廠房高度太高,不利于上游、下游排架柱結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,而且對機(jī)組安裝、檢修帶來不便。在卸貨間另增設(shè)一臺橋機(jī),這顯然也是不經(jīng)濟(jì)的。另外,牽引車及拖車進(jìn)入安裝間卸貨平臺,需要用較長平順的連接公路才能實(shí)現(xiàn),這就增加了岸坡開挖、回填量及護(hù)坡混凝土量。該方案要增設(shè)卸貨平臺,因而會增加不少鋼筋混凝土量。所以該方案一般較少采用。
圖1 方案一示意圖
在安裝間壩段設(shè)置垂直吊物孔,把廠房機(jī)組大件運(yùn)至壩頂,再由壩頂門機(jī)起吊,使機(jī)組大件通過安裝間吊物孔進(jìn)入安裝間,如圖2、圖3所示。該方案不需要修建進(jìn)廠連接公路及卸貨平臺,比方案一減少了大量混凝土量、鋼筋量及開挖回填量,并且廠房機(jī)組大件起吊可以與電站檢修門、攔污柵共用一臺壩頂門機(jī),雖然壩頂門機(jī)的造價有所增加,但仍然比方案一經(jīng)濟(jì)、便利許多。該方案雖然在壩體中有較大尺寸的吊物孔,會引起壩體應(yīng)力集中,但吊物孔洞處于壩的上部,受力相對較小,一般不會對壩體結(jié)構(gòu)安全造成威脅,且壩體穩(wěn)定、應(yīng)力均滿足規(guī)范要求,因此,通常采用此種方案進(jìn)廠。如:新政、馬回、鳳儀場、桐子壕、金銀臺等水電站均采用此種進(jìn)廠方式。采用此方案進(jìn)廠雖然有不少優(yōu)點(diǎn),但若電站有初期發(fā)電或提前發(fā)電要求時,可能會由于電站廠房與大壩等建筑物施工相互干擾,使得難以實(shí)現(xiàn),因此該方案應(yīng)用有一定局限性。
圖2 方案二示意圖(a)
圖3 方案二示意圖(b)(單位: m)
以上兩種方案是通常采用的比較方案。本文通過工作實(shí)踐,認(rèn)為以下兩種方案是值得今后設(shè)計(jì)進(jìn)一步研究的方案。
由于一年中洪水期歷時較短,非洪水期卻較長,機(jī)組大件由進(jìn)廠公路直接進(jìn)入安裝間顯然更為便利。所以采用從下游進(jìn)廠公路直接進(jìn)入廠房安裝間,在安裝間下游擋水墻靠岸坡處開一個水平運(yùn)輸孔,并設(shè)置防洪閘門,使得機(jī)組大件通過運(yùn)輸孔進(jìn)入安裝間,如圖4、圖5所示。防洪閘門平時可以提起,汛期時下閘擋水,由尾水門機(jī)起閉或用移動式電動葫蘆起閉。下游再修建一條進(jìn)廠公路通往防洪閘門,正常尾水時可以使用,汛期交通仍然使用上尾水平臺公路及上壩公路。當(dāng)下游水位低于正常尾水位時,打開運(yùn)輸孔防洪門,車輛可以通過運(yùn)輸孔從進(jìn)廠公路到達(dá)廠內(nèi)安裝間;當(dāng)下游水位高于正常尾水位或處于洪水位時,關(guān)閉運(yùn)輸孔防洪閘門,進(jìn)廠交通暫時中斷,此時將對電站機(jī)組安裝及運(yùn)行產(chǎn)生一定影響。該方案每年進(jìn)廠公路均會被洪水淹沒沖刷,增加了進(jìn)廠公路的維修費(fèi)用。防洪門四周止水要求也較高,可能會帶來一些不便。
圖4 方案三示意圖
圖5 圖4中a—a剖面
此方案為斜坡道方案。由于電站廠房要求進(jìn)廠方便,往往需要實(shí)現(xiàn)初期發(fā)電以及與其他建筑物施工干擾小的特點(diǎn),通常將安裝間直接靠岸邊布置。因此,可以在岸邊下游區(qū)域的適當(dāng)位置,沿平行壩軸線方向,從岸坡對外公路向下開挖建造一個斜坡道通往安裝間端墻,使大件從安裝間端頭進(jìn)廠,其坡度由對外公路高程與安裝間高程來擬定。電站機(jī)組大件及拖車由牽引車從對外公路引至斜坡道口,再由吊車將機(jī)組大件吊至平臺小車上,然后用卷揚(yáng)機(jī)使平臺小車沿斜坡軌道向下運(yùn)行,從安裝間端頭進(jìn)入安裝間,再由廠房橋機(jī)起吊、安裝,如圖6、圖7所示。這樣需要增加容量不大的卷揚(yáng)機(jī)及平臺小車,增加斜坡道底部混凝土及其上游、下游側(cè)擋墻。為了該方案安全,在安裝間副廠房下游墻與岸坡間用漿砌石擋墻封堵,不讓尾水直接作用到安裝間端墻上。同時做好端墻與漿砌石擋墻接縫止水以及斜坡道與安裝間端墻交界面止水。經(jīng)過上述防滲處理,安裝間端墻進(jìn)廠門不需擋水,而采用簡易經(jīng)濟(jì)推拉門即可。該方案雖增加了擋墻及斜坡道混凝土,但可以利用與尾水平臺端墻之間岸坡經(jīng)適當(dāng)開挖、回填形成一個與尾水平臺同高的平地,可作為水電站副廠房或永久建筑用地,該平臺也溝通了對外公路與尾水平臺的交通。斜坡的坡度可以設(shè)計(jì)得較緩,滿足一般車輛行駛最大坡度要求,如:其坡度設(shè)為1∶7。那么斜坡道在正常運(yùn)行期間,可以作為值班人員上、下班及小件運(yùn)輸?shù)牡缆?。?dāng)發(fā)生廠房火警時,它是救火車進(jìn)入廠房滅火及進(jìn)行人員疏散的寬敞通道。該方案較合理地解決了廠房機(jī)組大件的進(jìn)廠問題,同時也較好地滿足了電站廠房的消防要求等。因此,該方案是值得今后研究的方案。
圖6 方案四示意圖
圖7 圖6中a—a剖面、b—b剖面
考慮用隧洞(進(jìn)廠交通洞)與安裝間連接的進(jìn)廠方式,垂直安裝間端墻進(jìn)入安裝間。該方案需要較長平順的(大轉(zhuǎn)彎半徑)隧洞線及合適的隧洞進(jìn)口,對地形、地質(zhì)條件要求較高,對于地形平緩、地質(zhì)條件差的情況就無法布置進(jìn)廠交通洞。另外,也有可能出現(xiàn)安裝間擋墻附近地面低于安裝間高程的情況,那么在該區(qū)內(nèi)要設(shè)置封閉鋼筋混凝土廊道。顯然,該方案工程量大,施工復(fù)雜,因此一般情況下不予考慮。
綜上所述,方案一可行但造價較高;方案二造價較為節(jié)省,是可行的、較合理的進(jìn)廠方式;方案三、方案四是可行的但需要進(jìn)一步深入研究的進(jìn)廠方式;方案五可行性較低。最后需根據(jù)各電站實(shí)際情況進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,決定采用方案。
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Discussiononspecialplantentrymodeoflargemachinesetinriverbedhydropowerstationworkshop
WU Kai
(ChinaPowerConstructionGroupNorthwestSurveyingandDesignResearchInstituteCo.,Ltd.,Xi’an710065,China)
Some riverbed hydropower stations belong to radial flow low head hydropower stations with high flood discharge and high tail water level. However, unit installation height is low. Therefore, the ways of locating large machine set in the plant of such hydropower station is different from general hydropower station, and they should not be directly delivered into the assembly room from outward highway, and special plant entry mode should be adopted for being delivered into the assembly room. For example, a vertical drilling hanging hole is set on the dam section of the installation workshop, goods unloading room and overhead crane are additionally installed, horizontal transportation holes and flood control gate are set on the downstream area, retaining wall ramp is adopted for entry, etc. In the paper, ways of locating large machine set in the plant of workshop units are analyzed and discussed according to characteristics of the hydropower station, and suggestions are proposed.
power house in river channel; ways of locating machine set in the plant; large machine set in the plant; large machine set; assembly room; drilling hanging hole
10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.010.023
TV554
A
1005-4774(2017)010-0092-03