烏東德水電站右岸地下電站通風(fēng)設(shè)計優(yōu)化研究

陳德權(quán)

(中國水利水電第六工程局有限公司，沈陽，110013)

1 工程概況

烏東德水電站位于云南省祿勸縣和四川省會東縣交界的金沙江干流上，右岸隸屬云南省昆明市祿勸縣，左岸隸屬四川省涼山州會東縣，是金沙江下游河段四座水電站中最上游的梯級電站，電站上距攀枝花市214km，下距白鶴灘水電站182.5km，烏東德水電站裝機(jī)容量10200MW，多年平均發(fā)電量401.1億kW·h，正常蓄水位975m，相應(yīng)庫容58.63億m3。

烏東德水電站右岸地下電站洞室多、洞室斷面尺寸大，施工支洞數(shù)量多、長度長、進(jìn)口少、多數(shù)為分岔洞，開挖工作面交叉作業(yè)，與大氣相通的通道少。通風(fēng)條件不好，開挖強(qiáng)度高，通風(fēng)散煙非常困難。施工中不僅有大量的爆破煙塵、施工機(jī)械設(shè)備排放的尾氣，還有放射性有害氣體，施工期通風(fēng)問題顯得較為突出。因此，尋求合理、有效的通風(fēng)方案是保證工程進(jìn)度、質(zhì)量、安全和員工身體健康的關(guān)鍵。

2 右岸地下電站通風(fēng)設(shè)計總體思路

針對烏東德右岸地下電站總體結(jié)構(gòu)布置，充分研究、詳細(xì)分析右岸地下電站各洞室之間的平面及空間的位置關(guān)系，研究增設(shè)通往外界的通風(fēng)排煙平洞。與新增設(shè)的排煙平洞相連的洞室直接通過通風(fēng)平洞實現(xiàn)通風(fēng)散煙；無法直接與通風(fēng)平洞相通的洞室，通過增設(shè)通風(fēng)豎井使之與通風(fēng)平洞聯(lián)通，或與通風(fēng)平洞相連的洞室相通。右岸地下電站引水系統(tǒng)、廠房系統(tǒng)及尾水系統(tǒng)共計新增4條通風(fēng)平洞，10條通風(fēng)豎井，增加反井鉆機(jī)鉆孔(φ1.4m)約500m，石方洞挖22550m3，各類錨桿共計8180根，噴混凝土量約1100m3，創(chuàng)造了較為客觀的產(chǎn)值，同時達(dá)到了通風(fēng)散煙的目的。

在新增的通風(fēng)平洞及直接與外界相通的洞室洞口設(shè)置大功率軸流風(fēng)機(jī)配鋼骨架阻燃風(fēng)筒通過平洞、豎井向洞室內(nèi)壓入式通風(fēng)，并極力爭取將國產(chǎn)的部分大功率軸流更換為性能優(yōu)良的AVH系列進(jìn)口軸流風(fēng)機(jī)，以改善右岸地下電站的通風(fēng)，同時整個開挖可以節(jié)約電費約265萬元，該種進(jìn)口風(fēng)機(jī)目前已在我單位承建的烏東德水電站左岸轉(zhuǎn)輪加工廠工程中應(yīng)用，正努力爭取該種風(fēng)機(jī)在右岸地下電站工程中得到廣泛應(yīng)用。

3 通風(fēng)設(shè)計優(yōu)化方案

3.1 引水系統(tǒng)通風(fēng)設(shè)計優(yōu)化方案

引水系統(tǒng)通風(fēng)主要分兩個階段，豎井段貫通前上平段與下平段采取獨立的通風(fēng)設(shè)計；豎井段貫通后利用下平段的通風(fēng)系統(tǒng)對整個引水系統(tǒng)進(jìn)行通風(fēng)。

引水上平段通風(fēng)采取在右壩7#施工支洞臨江側(cè)新增7-1#、7-2#通風(fēng)平洞，在新增7-1#通風(fēng)平洞洞口安裝1臺2×110kW軸流風(fēng)機(jī)接φ1.5m鋼骨架阻燃風(fēng)筒向引水上平段正壓通風(fēng)，通過7-2#通風(fēng)平洞向洞外排風(fēng)。

下平段施工通風(fēng)采取在進(jìn)廠交通洞洞口設(shè)置1臺2×110kW軸流風(fēng)機(jī)接φ1.5m鋼骨架阻燃風(fēng)筒向引水隧洞下平段壓入式通風(fēng)，并且在右廠4#施工支洞與進(jìn)廠交通洞交叉口處布置1臺2×110kW軸流風(fēng)機(jī)接力。

引水系統(tǒng)通風(fēng)優(yōu)化布置方案如圖1所示。

圖1 引水系統(tǒng)通風(fēng)布置示意

3.2 廠房系統(tǒng)通風(fēng)設(shè)計優(yōu)化方案

在主變室臨江側(cè)新增2-1#通風(fēng)平洞，通過右廠1-2#施工支洞、右廠2#施工支洞分別與主廠房、主變室連通，通風(fēng)平洞設(shè)計結(jié)構(gòu)斷面尺寸為8.5m×6.5m，洞長83.5m。

在新增2-1#通風(fēng)平洞洞口布置3臺2×110kW軸流風(fēng)機(jī)，其中2臺軸流風(fēng)機(jī)接φ1.5m鋼骨架阻燃風(fēng)筒沿右廠1-1#施工支洞及廠房上、下游邊墻向主廠房內(nèi)壓入式通風(fēng)，另1臺軸流風(fēng)機(jī)接φ1.5m鋼骨架阻燃風(fēng)筒沿右廠2#施工支洞向主變室內(nèi)壓入式通風(fēng)。污濁空氣通過主廠房另一端的右廠1-2#施工支洞與右廠3#施工支洞交叉口附近布置的1臺2×110kW軸流風(fēng)機(jī)接向φ1.5m鋼骨架阻燃風(fēng)筒沿右廠1-2#施工支洞、右廠8#施工支洞及尾調(diào)室通氣洞向外排風(fēng)。

廠房系統(tǒng)通風(fēng)優(yōu)化布置方案如圖2所示。

圖2 廠房系統(tǒng)通風(fēng)布置示意

3.3 尾水系統(tǒng)通風(fēng)設(shè)計優(yōu)化方案

3.3.1 尾水系統(tǒng)新增通風(fēng)豎井、平洞、旁洞設(shè)計

尾水系統(tǒng)共計新增10條通風(fēng)豎井、6個側(cè)旁洞及1條通風(fēng)平洞。

(1)新增通風(fēng)平洞設(shè)計參數(shù)

在尾調(diào)交通洞0+212m樁號位置向尾水主洞方向新增通風(fēng)平洞共1條，通風(fēng)平洞靠江側(cè)與江邊貫通，設(shè)計凈斷面尺寸為8m×7m(寬×高)，總長度約為265m。

(2)新增通風(fēng)豎井設(shè)計參數(shù)

新增通風(fēng)豎井共10條，其中1#通風(fēng)豎井布置于進(jìn)廠交通洞與右廠5#施工支洞立面交叉處的側(cè)旁洞內(nèi)，2#、3#通風(fēng)豎井布置于WT1#施工支洞與右廠6#施工支洞立面交叉處，4#通風(fēng)豎井布置于進(jìn)廠交通洞與右廠6-1#施工支洞立面交叉處，5#-7#通風(fēng)豎井布置于中層排水廊道與4#-6#尾水主洞立面交叉處，8#-10#通風(fēng)豎井布置于新增通風(fēng)平洞與4#-6#尾水主洞立面交叉處。

1#-4#通風(fēng)豎井高度分別約為48m、37.7m、36.7m、43m，5#-7#通風(fēng)豎井高度約為32m，8#-10#通風(fēng)豎井高度約為52.5m，1#-7#為排風(fēng)井，設(shè)計斷面為φ1.4m，采用反井鉆機(jī)鉆設(shè)直接成型；8#-10#為送風(fēng)井，設(shè)計凈斷面為φ 4m，采用反井鉆機(jī)鉆φ 1.4m導(dǎo)井后再人工擴(kuò)挖成φ 4m豎井。

(3)側(cè)旁洞設(shè)計參數(shù)

新增側(cè)旁洞共6個，分別布置于1#-3#、5#-7#通風(fēng)豎井上井口位置，新增旁洞凈斷面尺寸為6m×6m×5m(長×寬×高)，邊頂拱系統(tǒng)素噴10cm厚C20混凝土，根據(jù)圍巖情況增加隨機(jī)錨桿，規(guī)格為φ 22，L=3m。

3.3.2 尾水主洞、支洞通風(fēng)設(shè)計

尾水通風(fēng)平洞及8#-10#通風(fēng)豎井形成后，在通風(fēng)平洞與尾調(diào)交通洞交叉口附近布置3臺2×110kW型軸流風(fēng)機(jī)接φ1.5m風(fēng)筒沿通風(fēng)平洞、8#-10#通風(fēng)豎井分別向4#-6#尾水洞內(nèi)壓入式通風(fēng)，在通風(fēng)豎井與尾水洞交叉處上、下游設(shè)置φ1.2m岔管分別向尾水洞上下游通風(fēng)，在通風(fēng)平洞與尾調(diào)交通洞交叉處靠山側(cè)的洞口設(shè)置擋風(fēng)墻，墻內(nèi)布置1臺2×110kW型軸流風(fēng)機(jī)接φ1.5m風(fēng)筒沿通風(fēng)平洞向洞外排風(fēng)，并且通過1#-7#豎井自然排風(fēng)。

3.3.3 尾水調(diào)壓室通風(fēng)設(shè)計

在新增尾水通風(fēng)平洞與尾調(diào)交通洞交叉口的尾調(diào)交通洞側(cè)布置1臺2×110kW型軸流風(fēng)機(jī)接φ1.5m風(fēng)筒經(jīng)尾調(diào)交通洞尾、尾調(diào)室閘門廊道向尾調(diào)室正壓通風(fēng)，并在右廠8#施工支洞末端、8-1#施工支洞、8-2#施工支洞洞口附近各布置1臺2×55kW型軸流風(fēng)機(jī)接φ1.2m風(fēng)筒沿右廠8#施工支洞、尾調(diào)通氣洞向洞外排風(fēng)，并在尾調(diào)室通氣洞洞口砌筑擋風(fēng)墻，墻內(nèi)反向安裝1臺2×110kW型軸流風(fēng)機(jī)輔助排風(fēng)。

尾水系統(tǒng)通風(fēng)優(yōu)化布置方案如圖3所示。

圖3 尾水系統(tǒng)通風(fēng)布置示意

4 結(jié)語

右岸地下電站通風(fēng)設(shè)計方案優(yōu)化以保證工程進(jìn)度、質(zhì)量、安全和員工的身體健康為目標(biāo)，大膽提出優(yōu)化方案，并進(jìn)行充分的可行性研究及論證，征得參建各方的認(rèn)同后落實，達(dá)到預(yù)期目的的同時也為項目增加了可觀的產(chǎn)值。

通過在右岸地下電站引水系統(tǒng)、廠房系統(tǒng)、尾水系統(tǒng)增加通風(fēng)平洞及通風(fēng)豎井，并投入大功率的軸流風(fēng)機(jī)壓入式通風(fēng)及輔助排風(fēng)，大大改善了右岸地下電站的通風(fēng)條件，在后續(xù)施工中極力爭取將AVH系列進(jìn)口軸流風(fēng)機(jī)應(yīng)用于右岸地下電站中。為右岸地下電站施工創(chuàng)造更好的通風(fēng)條件，同時可大大節(jié)約通風(fēng)成本，為工程創(chuàng)造效益。