時(shí)間：2023-05-17 09:56:35
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇水電站市場分析，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
【關(guān)鍵詞】減速機(jī)；測試；振動；改進(jìn)
1.概述
水口電站兩臺2×250t橋機(jī)是由太原重機(jī)廠1989年設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造的大型起重設(shè)備，單車吊重500t兩臺并車后最大可起吊1000t，用于發(fā)電廠房水輪發(fā)電機(jī)組的安裝、維護(hù)、修理。
兩臺橋式起重機(jī)自1990年投運(yùn)以來，已使用二十年左右，對七臺發(fā)電機(jī)的安裝、維護(hù)、修理起到非常重要作用。由于安裝時(shí)環(huán)境不理想，造成機(jī)械方面出現(xiàn)一些不可修復(fù)的問題，特別是起升減速機(jī)，嚴(yán)重影響起重機(jī)的安全運(yùn)行。電氣控制系統(tǒng)起升機(jī)構(gòu)為國產(chǎn)自激磁動力制動系統(tǒng)，運(yùn)行機(jī)構(gòu)為國產(chǎn)轉(zhuǎn)子切電阻可直接打反車的調(diào)速系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)所用元件為常規(guī)的繼電器及分離元件，目前元件基本屬淘汰產(chǎn)品，故障率高，影響設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性，起同構(gòu)控制系統(tǒng)由于可調(diào)性差，兩個(gè)機(jī)構(gòu)甚至四個(gè)機(jī)構(gòu)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，其同步性能不能滿足實(shí)際運(yùn)行的需要。
由于各方面的原因，該設(shè)備經(jīng)常性出現(xiàn)運(yùn)行問題，設(shè)備存在隱患。為此，公司提出對兩臺橋機(jī)進(jìn)行有關(guān)機(jī)電項(xiàng)目的檢測、分析、鑒定及研究，為改造提供科學(xué)方案。
2.橋機(jī)現(xiàn)狀與原因分析
2.1機(jī)械設(shè)備現(xiàn)狀
（1）對橋機(jī)橋架上拱進(jìn)行現(xiàn)場檢測，測量工具SJ006水準(zhǔn)儀，數(shù)據(jù)如下（單位：mm）：
一號車一號梁上拱值
標(biāo)準(zhǔn)要求：跨中上拱度應(yīng)為（0.9/1000∽1.4/1000）S，且最大上拱度應(yīng)控制在跨中S/10的范圍內(nèi)。
（S-跨距=2800）跨中上拱度應(yīng)為25.2∽39.2mm ，兩車上拱度全部符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
同一斷面軌道高低差標(biāo)準(zhǔn)要求：小車跨距為5.8m時(shí)為9除一號車跨中向上游側(cè)第一節(jié)板點(diǎn)處超標(biāo)1mm外（實(shí)測為H=210）其余各點(diǎn)均在要求范圍內(nèi)，小車軌道接頭高低差（見表1）
標(biāo)準(zhǔn)要求：小車軌道接頭處高低差d≤1mm，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
小車軌道側(cè)向錯(cuò)位（見表2）
標(biāo)準(zhǔn)要求：小車軌道頭部側(cè)向錯(cuò)位f≤1mm
電動機(jī)軸與減速機(jī)高速軸同軸度，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
2.4 制動輪
分為250T和50T兩檔，型號TZC758.27 速比I=11.81普通齒面減速機(jī)。經(jīng)開蓋檢查各減速機(jī)齒合來重調(diào)角，齒型已磨成刀形式，齒合間隙嚴(yán)重超標(biāo)。#1車#1鉤減速機(jī)第一軸齒和第二軸齒合為1.05∽1.10mm而且兩齒均有硬點(diǎn)齒合現(xiàn)象。接觸長公20%左右角接觸嚴(yán)重。兩齒齒面均存在修磨痕跡，周節(jié)積累誤差大齒合間隙變化很大從0.5∽1.1mm。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)造成沖擊大是振動和噪聲大的主要根源是第一軸齒與第三軸齒與第四軸齒接觸長度較好達(dá)70%，合格。但接觸高度僅為30%，仍未達(dá)到要求。#1車#2鉤減速機(jī)第一軸齒和第二軸齒齒合間隙為0.47∽0.69mm有調(diào)角接觸現(xiàn)象且齒側(cè)間隙超過標(biāo)準(zhǔn)要求。他面接觸僅為40也未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。二軸齒與三軸齒，三軸齒與四軸齒齒面接觸較好，齒側(cè)間隙稍微超過標(biāo)準(zhǔn)要求。#2車#1鉤一軸齒與二軸齒齒側(cè)間隙為0.62∽0.60mm，超過標(biāo)準(zhǔn)要求，齒間有拉傷及修磨痕跡。其他兩級較好。#2車#2鉤第一軸與第二軸齒齒側(cè)間隙為0.75∽0.60mm間隙超標(biāo)，接觸長度達(dá)60%，但高度上僅有30%，主線接觸易造成沖擊、噪聲大。
2.6 開式齒輪傳動邊
2.7 端梁高強(qiáng)螺栓斷裂原因分析
經(jīng)查端梁連接孔無錯(cuò)位，且高強(qiáng)螺栓硬度遠(yuǎn)大于端梁結(jié)構(gòu)件硬度。分析認(rèn)為不是因螺栓受剪斷裂。認(rèn)為從前標(biāo)準(zhǔn)要求高強(qiáng)螺栓扭緊力矩偏大，且當(dāng)時(shí)扭矩搬手粗放，精度不準(zhǔn)，使扭緊時(shí)力矩過大，且螺栓本身質(zhì)量不高，存在應(yīng)力造成傷害所致，有微觀裂紋，經(jīng)振動導(dǎo)致斷裂。
2.8關(guān)于裝超載限制器
經(jīng)現(xiàn)場檢查和圖紙復(fù)查，在現(xiàn)行狀態(tài)條件下可以安裝超載限制器，把超載限制器裝到上滑輪裝置平衡杠桿之承座處，做些改動即可實(shí)現(xiàn)。大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，滑塊式萬向聯(lián)軸器，現(xiàn)磨損嚴(yán)重運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲大，傳動效率低，可改為十字軸式萬向聯(lián)軸器，但需要把車輪端減速機(jī)軸端，接頭拆下重新制造安裝上聯(lián)攔法蘭。主梁電氣室增設(shè)軸流風(fēng)機(jī)，實(shí)行強(qiáng)迫通風(fēng)，以改善主梁電氣室工作條件，降低室內(nèi)溫度，可在端梁處開適當(dāng)?shù)耐L(fēng)孔，并對端梁進(jìn)行適當(dāng)加強(qiáng)，安裝軸流風(fēng)機(jī)一端向內(nèi)吹風(fēng)，一端向外排風(fēng)。
2.9司機(jī)室安裝空調(diào)，改善司機(jī)工作條件
橋機(jī)工作地點(diǎn)夏季很炎熱，司機(jī)室處于電電廠房頂部，溫度尤其高，為改善司機(jī)工作條件，可以在司機(jī)室后部增設(shè)平臺，以安裝空調(diào)機(jī)組。
2.10關(guān)于增加工作翻身操作方式
經(jīng)整體分析認(rèn)為，現(xiàn)行橋機(jī)的雙鉤操作，可選一小車為主鉤，另一小車為副鉤，采用“空翻法”即可安全進(jìn)行工作翻身，但工作要有足夠的剛性和可捆綁性，噸位不宜過大，就可以實(shí)現(xiàn)。
3.改進(jìn)及處理建議
考慮到起重設(shè)備的特殊性，建議由原設(shè)計(jì)制造單位重新設(shè)計(jì)制造4臺起升機(jī)構(gòu)減速機(jī)。將減速機(jī)原軟齒面齒輪改為中硬齒面齒輪（齒面硬度HB260-290），以提高減速機(jī)的使用壽命，在減速機(jī)輸入和輸出軸處的透蓋上增加骨架密封圈，并在減速機(jī)底面法蘭上加開一環(huán)形導(dǎo)油槽，以解決減速機(jī)的滲漏油問題。
在減速機(jī)高速軸超速開關(guān)側(cè)設(shè)計(jì)一活軸，以便將來電氣部分改造，同時(shí)增加一套悶蓋，作為備用。減速機(jī)其它有關(guān)參數(shù)均按原設(shè)計(jì)執(zhí)行，以新減速機(jī)上升式小齒輪為基準(zhǔn)，修磨卷筒大齒輪的齒面，并調(diào)整開式齒輪副的齒側(cè)間隙，加上新減速機(jī)各級齒輪副的嚙合精度的提高，可以消除運(yùn)行時(shí)振動大、沖擊大的現(xiàn)象，降低運(yùn)行時(shí)的噪聲。
關(guān)鍵詞:紅石電站 軸流定槳 轉(zhuǎn)輪 更換
一、概況
紅石水電站水輪機(jī)型號為ZDA190-LH-600;發(fā)電機(jī)型號SF50―56/9000,立式半傘型。其主要參數(shù)為:最高水頭25.6m;最低水頭22.8m;額定轉(zhuǎn)速107.1r/min;額定功率51.55MW;設(shè)計(jì)水頭23.3m;設(shè)計(jì)流量251m3/s;飛逸轉(zhuǎn)速240 r/min;吸出高度-4m;最高效率91%;葉片數(shù)5;葉片安放角8°;水輪機(jī)轉(zhuǎn)速上升率50%;蝸殼最大水壓值0.4MPa;葉片法蘭直徑1100mm;葉片法蘭端面中心距800mm;葉片法蘭把合螺釘分布圓直徑d=850mm;導(dǎo)葉高度2400mm;導(dǎo)葉分布圓直徑:7000mm。
基于轉(zhuǎn)輪葉片裂紋的嚴(yán)重狀況已威脅到電廠的安全生產(chǎn),經(jīng)反復(fù)研究決定,紅石3號機(jī)組開展A級檢修更換轉(zhuǎn)輪,已徹底解決轉(zhuǎn)輪葉片裂紋所帶來的不安全因素。
二、轉(zhuǎn)輪更換過程分析
1、新轉(zhuǎn)輪的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)來源
新轉(zhuǎn)輪還是由哈爾濱電機(jī)廠設(shè)計(jì)生產(chǎn),與原轉(zhuǎn)輪型號一致,但值得注意的是設(shè)計(jì)中某些數(shù)據(jù)必須要在現(xiàn)場實(shí)測后才能做為設(shè)計(jì)選型的主要參考依據(jù)。要想獲得這些數(shù)據(jù),首先是按照機(jī)組擴(kuò)修過程進(jìn)行水輪機(jī)的分解。分解過程中作為作業(yè)班組一定要記錄好機(jī)組的某些原始參數(shù),比如水導(dǎo)瓦間隙;頂蓋水平;接力器水平;主軸密封上下密封板加墊厚度等,這里還要提到的是導(dǎo)葉上下抗磨板間隙也需要測量,此次分解按慣例沒有測量,這在后續(xù)問題中會再次提到。這些數(shù)據(jù)對于更換新轉(zhuǎn)輪后的安裝工作是必要的參考。
2、新轉(zhuǎn)輪葉片的組裝
這個(gè)過程中要注意以下幾個(gè)問題:
1)各部件的檢查要仔細(xì)。其中包括葉片與輪轂安裝的法蘭面一定要沒有高點(diǎn)和任何顆粒,防止葉片安裝后存在間隙;輪轂上葉片螺釘孔要清潔完好沒有毛刺,最好要用絲錐弓過并用砂紙輪打過然后噴灑清洗劑(755);處理葉片聯(lián)結(jié)螺栓、螺釘、螺帽及銷釘,因運(yùn)輸?shù)仍蚵菟ā⒙葆敿奥菝钡穆菁y有磕碰現(xiàn)象,要用三角銼等工具將螺紋處理好,防止最后出現(xiàn)研螺絲現(xiàn)象;處理好螺栓、螺釘與葉片輪轂的配合面,防止出現(xiàn)高點(diǎn)影響螺栓的拉伸。
2)采用一鉤三鏈方式安裝葉片。在足夠吊重的天車勾上掛三個(gè)導(dǎo)鏈,然后分別利用葉片吊裝專用工具將三個(gè)導(dǎo)鏈掛在葉片樞軸螺孔上、葉片進(jìn)水邊和出水邊的適當(dāng)位置,最終使葉片吊起平穩(wěn),并實(shí)現(xiàn)水平及圓周方向的位置可調(diào)。
3)要考慮葉片的安裝順序。葉片與輪轂的配合是一一對應(yīng)的關(guān)系,因此首先是找準(zhǔn)葉片序號,然后在任意安裝一片后要采取隔一片安裝的方式進(jìn)行。這樣是防止轉(zhuǎn)輪出現(xiàn)偏重而傾倒現(xiàn)象。
3、泄水錐的安裝
此次新轉(zhuǎn)輪在泄水錐的安裝過程中也出現(xiàn)了一些問題。按照常理首先是要檢查處理好泄水錐與輪轂聯(lián)結(jié)法蘭面,防止高點(diǎn)出現(xiàn)。然后將聯(lián)完主軸的轉(zhuǎn)輪吊起落向立在平地上的泄水錐,找準(zhǔn)方向后落下對稱穿入4―6顆螺絲旋緊再吊至檢修機(jī)坑內(nèi)進(jìn)行其它螺絲安裝。但值得注意的是聯(lián)結(jié)螺絲的長度與輪轂法蘭面螺絲孔的深度要事先測量準(zhǔn)確,是否存在螺絲過長或螺絲孔深度不夠而配合不好的問題,如果存在就得設(shè)法解決,要不然螺絲拉緊度不夠可能給以后的運(yùn)行留下安全隱患。解決的方法可以是將螺絲兩端各截去一段已達(dá)到合理的長度,但因螺絲本來不算太長,(這里是220mm)截?cái)嗍遣豢苫謴?fù)的,為了保險(xiǎn)起見我們采用了加墊片的方法。墊片的大小規(guī)格及數(shù)量都是根據(jù)螺絲規(guī)格及螺絲孔深計(jì)算出來的,所有螺絲加的墊片規(guī)格和數(shù)量都是相同的,以防出現(xiàn)破壞轉(zhuǎn)輪靜平衡現(xiàn)象。還要注意在螺絲全部打緊后螺絲帽及墊片都要用電焊電焊牢固,防止脫落。
4、蝸殼底環(huán)問題處理
當(dāng)頂蓋落回機(jī)坑,螺絲打嚴(yán)之后測得12號到16號導(dǎo)葉端面無間隙,再測得抗磨板間隙遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于理論值。這樣導(dǎo)致導(dǎo)葉無法開關(guān),個(gè)別導(dǎo)葉套筒也回裝不上。重新分解底環(huán)灌漿,從理論和現(xiàn)實(shí)上都不能允許,因此排除了這個(gè)方法。下一個(gè)方法就是如何將鼓起的底環(huán)盡量恢復(fù)使導(dǎo)葉端面能夠產(chǎn)生合理的間隙值,而又能讓底環(huán)不再彈變。經(jīng)水工水平儀測得數(shù)據(jù)實(shí)際鼓起部位的高度可達(dá)3mm之多,而要光在頂蓋與坐環(huán)間加墊是不夠的。因此經(jīng)廠里有關(guān)部門慎重考慮研究,先將頂蓋落回通過導(dǎo)葉將鼓起的底環(huán)盡可能地壓下去,然后將鼓起部位的底環(huán)與座環(huán)間間斷性焊接(隔100mm焊200mm),再用400mm×30mm×50mm的立筋沿水流方向在兩導(dǎo)葉間焊在底環(huán)與座環(huán)上(注意不要影響到導(dǎo)葉的全開和全關(guān))。然后又將頂蓋吊起在頂蓋與座環(huán)間加了1mm紫銅墊。
三、結(jié)束語
此次白山發(fā)電廠紅石電站轉(zhuǎn)輪更換工程解決了電站因機(jī)組運(yùn)行時(shí)間長導(dǎo)致
轉(zhuǎn)輪葉片裂紋帶來的安全隱患,為機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠保證,并且為白山發(fā)電廠的安全生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),同時(shí)為我國水電機(jī)組出現(xiàn)此類情況處理提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]白山發(fā)電廠.水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行規(guī)程,企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),Q/1511.2004.
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關(guān)鍵詞：貫流式水電站 河床式廠房 尾水管 內(nèi)力計(jì)算
中圖分類號：TV74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
0 引 言
開發(fā)低水頭水力資源一般采用貫流式水電站，這種水電站尾水管跨度一般較大。做好貫流式水電站尾水管的結(jié)構(gòu)分析是非常必要的，對貫流式電站尾水管結(jié)構(gòu)承載力極限狀態(tài)研究以及正常使用狀態(tài)研究具有指導(dǎo)性的作用。
1 工程概況
該水電站位于西部某河段上。樞紐主要由河床式電站廠房、泄洪閘、右岸砂礫石壩、左岸混凝土防滲墻及中控樓、GIS室等建筑物組成。電站等別為三等中型工程，主要建筑物級別為3級。該水電站廠房為河床式廠房，主廠房采用單機(jī)單縫，尾水管最大跨度14m，高度11.2m。
2 計(jì)算內(nèi)容
對尾水管進(jìn)行正常運(yùn)行、校核洪水期運(yùn)行以及檢修工況的結(jié)構(gòu)計(jì)算，并給出內(nèi)力數(shù)值分析影響因素。
3 計(jì)算假定
（1）內(nèi)力計(jì)算采用有限元法：假定尾水管按平面框架計(jì)算；
（2）由于尾水管桿件截面尺寸較大，跨高比小。因此在框架內(nèi)力分析中需要考慮節(jié)點(diǎn)剛性和剪切變形的影響。節(jié)點(diǎn)剛性段長度取節(jié)點(diǎn)寬度之半，柔性段長度取凈跨度。
（3）假定作用在尾水管頂板的上部荷載及機(jī)電設(shè)備重沿垂直于水流方向呈均勻分布，沿順?biāo)鞣较虬?5°角向上游側(cè)(或下游側(cè))擴(kuò)散分布至尾水管頂板上。
（4）由于尾水管長期處于水下，受溫度變化的影響較小，所以溫度應(yīng)力不作專門計(jì)算。
4 計(jì)算程序、計(jì)算模型及計(jì)算工況
4.1計(jì)算程序
本次計(jì)算程序采用大型有限元程分析軟件Ansys10.0。
由美國ANSYS公司研制的ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁、聲學(xué)于一體的大型通用有限元分析軟件，可廣泛應(yīng)用于核工業(yè)、水電、交通、石油化工、航空航天、機(jī)械制造、能源、汽車、國防軍工、電子、土木工程、造船、生物醫(yī)學(xué)、輕工、地礦、日用家電等一般工業(yè)及科學(xué)研究。
ANSYS有限元軟件具有強(qiáng)大的分析功能，擁有豐富和完善的單元庫、材料模型庫和求解器，保證它能高效地求解各類結(jié)構(gòu)的靜力、動力、振動和非線性問題，穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)熱分析及熱－結(jié)構(gòu)耦合問題，壓縮和不可壓縮流體問題。其友好的圖形界面和程序結(jié)構(gòu)，交互式的前后處理和圖形軟件，大大地減輕了用戶在實(shí)際工程問題中創(chuàng)建模型、有限元求解以及結(jié)果分析和評價(jià)的工作量。它統(tǒng)一集中式的數(shù)據(jù)庫保證了各模塊之間的有效可靠的集成，并實(shí)現(xiàn)了與多個(gè)CAD/CAE軟件的友好連接。
尾水管可簡化為平面框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。對于平面框架結(jié)構(gòu)，我們需要研究其內(nèi)力大小及分布規(guī)律（軸力、剪力、彎矩等），本論文采用水工結(jié)構(gòu)中常用的二維Beam3單元進(jìn)行計(jì)算分析，準(zhǔn)確快速的得出計(jì)算結(jié)果。
4.2 計(jì)算模型
圖4.1 尾水管有限元計(jì)算模型
4.3 計(jì)算工況
表4.1 各計(jì)算工況荷載組合
工況 自重
荷載 頂板
荷載 內(nèi)水
壓力 地基
反力 揚(yáng)壓力 上部設(shè)備
及結(jié)構(gòu)重 備注
正常運(yùn)行期 √ √ √ √ √ √ 持久狀況
檢修期 √ √ √ √ √ 短暫狀況
校核洪水運(yùn)行期 √ √ √ √ √ √ 偶然狀況
4.4 計(jì)算斷面的選取
沿尾水管從上游至下游選取兩個(gè)斷面，上游斷面凈跨度12.47m，凈高度11.20m，下游斷面凈跨度14.00m，凈高度11.20m，
5內(nèi)力計(jì)算成果
表5.1上游斷面內(nèi)力計(jì)算成果
表5.2下游斷面內(nèi)力計(jì)算成果
6 結(jié)論
（1）根據(jù)本文計(jì)算結(jié)果，跨度較大的流道跨中彎矩較大，這是符合貫流式河床水電站受力及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的，未出現(xiàn)因?yàn)閼?yīng)力集中而造成的內(nèi)力較大的情況，這說明本論文研究對象在體型設(shè)計(jì)盡量減少了體型突變的部位，在體型過渡時(shí)盡量選用弧段過渡，場內(nèi)設(shè)備布置較為均勻，結(jié)構(gòu)布置合理，避免由于體型突變和荷載過于集中造成的應(yīng)力集中，使某部位內(nèi)力過大，浪費(fèi)鋼筋的情況。
（2）河床式水電站尾水流道底板承受著基礎(chǔ)向上的反力，不同地質(zhì)情況所受反力大小不同，因此由于設(shè)計(jì)對象所處地質(zhì)條件不同，在進(jìn)行尾水管計(jì)算時(shí)計(jì)算結(jié)果有較大差異，因此在設(shè)計(jì)過程中對地質(zhì)情況應(yīng)予以重視。
（3）尾水管各部位內(nèi)力值在洪水運(yùn)行工況下比較正常運(yùn)行工況有增大的趨勢，不同工況內(nèi)力計(jì)算結(jié)果也不同。因此在進(jìn)行尾水管計(jì)算時(shí)需要對不同工況進(jìn)行計(jì)算，可以有效的判定在各種工況下的內(nèi)力情況，達(dá)到體型設(shè)計(jì)合理，配筋適當(dāng)?shù)哪康摹?/p>
（4）根據(jù)本文計(jì)算結(jié)果，最大彎矩就發(fā)生在流道跨中位置，因此在計(jì)算配筋時(shí)需特別注意流道跨中部位配筋，流道跨中部位的配筋一般較大。
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關(guān)鍵詞：抽水蓄能電站；地下廠房；施工；質(zhì)量控制
Abstract: in combination with an pumped storage power station, underground workshop of power station key parts of construction measures are analyzed, and finally put forward the construction quality control measures to ensure that the quality of the project.
Keywords: pumped storage power plant; Underground workshop; The construction; Quality control
中圖分類號：TV743文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
1． 引言
某抽水蓄能電站地下廠房系統(tǒng)由主廠房、主變洞、母線洞、高壓電纜平洞及電纜豎井等洞室組成。主變洞：主變洞開挖尺寸193.16*11.7*22.0m（長*寬*高），拱頂巖體厚220～270m，主變室地面高程與安裝場相同。主變運(yùn)輸洞：主變運(yùn)輸洞布置在主廠房安裝間側(cè)，與主變洞相連，主變運(yùn)輸洞長65.15m。采用城門洞型開挖斷面，開挖尺寸為11.4*10.248（寬*高）。母線洞：母線洞共6條，采用城門洞型斷面，開挖尺寸為8.7*1.6m（寬*高），靠近主廠房10.0m范圍母線洞的開挖尺寸為7.2*6.0m（寬*高）。高壓電纜豎井：高壓電纜豎井深104.0m，頂部高程84.0m，底部高程-20.0m。開挖斷面為矩形，尺寸1.4*7.9m。
2． 關(guān)鍵部位的施工措施
2.1主廠房、主變洞頂拱層開挖施工
1）在廠房及主變室各層開挖前，必須首先完成相應(yīng)層的排水廊道及排水孔施工，完善排水系統(tǒng)，盡可能先期降低地下水位，提高圍巖的自穩(wěn)能力；2）廠房和主變洞的圍巖條件較差，根據(jù)成熟的施工經(jīng)驗(yàn)，兩大洞室頂拱層的開挖均采用眼睛法施工，即兩側(cè)導(dǎo)洞領(lǐng)先，中間預(yù)留巖柱，巖柱的開挖滯后兩側(cè)導(dǎo)洞30m的距離。開挖后及時(shí)進(jìn)行初期的錨噴支護(hù)以及格柵拱架的施工。確保圍巖的穩(wěn)定和變形在允許的范圍。由于預(yù)留巖柱的開挖滯后導(dǎo)洞開挖30m，為了防止已開挖段的變形過大，在巖柱開挖后視圍巖的出露情況采用鋼支撐臨時(shí)支護(hù)，等圍巖穩(wěn)定后再拆除臨時(shí)鋼支撐；3）設(shè)計(jì)輪廓線上采用光面爆破的控制技術(shù)，嚴(yán)格控制鉆孔質(zhì)量，盡量將超挖控制在招標(biāo)技術(shù)條款要求的范圍；4）鑒于洞室圍巖的具體情況，發(fā)包人在前期已經(jīng)考慮了從洞室頂拱高程以上的8.00m高程排水廊道進(jìn)行廠房和主變洞頂拱層的預(yù)固結(jié)灌漿，由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性，在頂拱層的開挖中，還應(yīng)根據(jù)出露的圍巖情況，采用超前錨桿、超前小導(dǎo)管以及鋼拱架等超前支護(hù)措施；5）每次爆破后仔細(xì)排除松動巖塊，隨時(shí)監(jiān)測已開挖的洞段，及時(shí)清除危巖確保安全，并及時(shí)做好噴錨支護(hù)；6）頂拱下部的高邊墻開挖采用預(yù)裂或光面爆破技術(shù)，嚴(yán)格控制鉆孔質(zhì)量，確?？孜黄?/p>
2.2 巖壁吊車梁的施工
1）巖壁吊車梁位于廠房第Ⅲ層開挖層內(nèi)，為保證巖臺成型，開挖時(shí)采用控制爆破技術(shù)，開挖前精心進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)與試驗(yàn)。巖錨梁部位的開挖采用預(yù)留保護(hù)層的開挖方式，保護(hù)層與中部槽挖采取預(yù)裂爆破分開，中部先行槽開挖寬度15.5m，用液壓鉆垂直鉆孔梯段爆破，超前兩側(cè)保護(hù)層開挖30m以上，保護(hù)層厚度初擬4.0m，施工中根據(jù)爆破試驗(yàn)調(diào)整；2）巖壁吊車梁保護(hù)層按爆破振動試驗(yàn)確定的爆破參數(shù)嚴(yán)格控制外側(cè)直墻垂直鉆爆的單響藥量，鉆孔時(shí)保證直墻面光爆孔垂直，孔與孔之間平行，孔底偏差小于10cm，巖臺三角體采用雙面光爆的方法進(jìn)行開挖，上直墻面及斜面光爆鉆孔間距20～25cm，鉆孔深度及角度用測量儀器嚴(yán)格控制；3）巖錨梁施工中，按規(guī)范要求采用紅外線激光定位技術(shù)放樣，精確測放輪廓線，鉆孔方位角采用地質(zhì)羅盤控制，水平鉆孔用水平尺控制水平度、斜面傾斜孔仰（傾）角及深度用幾何法控制，開孔前用全站儀測定每一孔位的鉆孔深度；4）巖壁吊車梁三角體的開挖中，遇到圍巖條件差，難以成型的洞段，采取對掩體進(jìn)行預(yù)固結(jié)灌漿，改善圍巖條件的方法，然后再進(jìn)行吊車梁的II序開挖；5）巖錨梁三排深孔受力錨桿的施工做到認(rèn)真細(xì)致，錨桿孔根據(jù)超挖情況重新計(jì)算，并用全站儀準(zhǔn)確測量定位，錨桿采用鑿巖臺車造孔，錨桿孔上、下偏差不大于±3cm，左右偏差不大于±5cm，角度偏差不大于+2°，孔深偏差不大于5cm。巖錨梁錨桿安裝之后；6)為了保證爆破振速滿足規(guī)范要求，在巖壁梁混凝土施工之前，在施工程序安排上，廠房Ⅳ層開挖支護(hù)施工完成；87）為防止V層開挖飛石對巖錨梁造成破壞，巖錨梁體底面及側(cè)面模板在層開挖作業(yè)時(shí)不拆除，必要時(shí)在模板外側(cè)采用廢棄膠帶或輪胎等進(jìn)行保護(hù)，防止飛石損傷混凝土表面；8）由于地下廠房的圍巖條件較差，為保證巖壁吊車梁的成型質(zhì)量，巖臺三角體上直墻面和下直墻面的系統(tǒng)錨桿支護(hù)在三角體鉆孔之前施工完成。
2.3 母線洞的施工
1）母線洞距巖壁吊車梁高差僅8.5m，若按照常規(guī)的施工方法，安排其隨主廠房同步開挖，無法滿足招標(biāo)文件的爆破振動安全控制標(biāo)準(zhǔn)要求，不利于巖壁吊車梁混凝土的穩(wěn)定，故要提前安排施工；2）開工后先進(jìn)行主變運(yùn)輸洞以及主變運(yùn)輸洞與主變洞聯(lián)系洞的開挖支護(hù)，并在-42.50m高程，沿主變洞軸線開挖一條寬4m、高4.5m的支洞，支洞延伸至6#母線洞，在每條母線洞的位置分岔洞進(jìn)入母線洞，在母線洞內(nèi)沿13%的坡下臥至母線洞底板-48.75m高程，作為母線洞開挖的通道；3）母線洞靠近主廠房側(cè)10m范圍的開挖采用隔洞施工的順序，隨著支洞在廠房軸線方向的延伸。
3． 施工質(zhì)量控制
3.1主廠房巖壁梁開挖
1)為保證巖壁梁巖臺成型，開挖采用預(yù)留保護(hù)層控制爆破，開挖前精心進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)與試驗(yàn)。2) 不允許欠挖，控制巖臺斜面與水平面的夾角與設(shè)計(jì)值相比應(yīng)偏小，偏差不大于2°。3)巖壁梁部位的開挖采用預(yù)留保護(hù)層的開挖方式，保護(hù)層與中部槽挖采取預(yù)裂爆破分開，中部先行，用液壓潛孔鉆垂直鉆孔梯段爆破，超前兩側(cè)保護(hù)層開挖大于30m，保護(hù)層厚度初擬2.5～3.5m，施工中根據(jù)爆破試驗(yàn)調(diào)整。4)巖壁梁保護(hù)層必須按爆破振動試驗(yàn)確定的爆破參數(shù)嚴(yán)格控制下直墻外側(cè)垂直鉆爆的單響藥量，鉆孔時(shí)采用三次鉆桿校核和加扶正器保證下直墻面預(yù)裂孔垂直，孔與孔之間平行，孔底偏差小于10cm，巖臺三角體上直墻面及斜面光爆鉆孔間距20～25cm，鉆孔深度及角度用測量儀器嚴(yán)格控制。5)巖壁梁三排深孔受力錨桿的施工做到認(rèn)真細(xì)致，錨桿孔根據(jù)超挖情況重新計(jì)算，并用全站儀準(zhǔn)確測量定位，錨桿采用鑿巖臺車造孔，錨桿孔上、下偏差不大于±30mm，左右偏差不大于±100mm，孔深偏差不大于50mm，傾角偏差不大于2°。
3.2豎井開挖
1)開挖前確保開挖邊線放樣精度。及時(shí)進(jìn)行誤差調(diào)整。采用光面爆破，確保豎井及調(diào)壓井圍巖的表面平整度，不欠挖、盡量減少超挖。2)豎井開挖之前先進(jìn)行鎖口支護(hù)，且不侵占設(shè)計(jì)斷面，豎井開挖必須邊開挖邊支護(hù)，上一個(gè)循環(huán)支護(hù)完成之前，不得進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)作業(yè)。3)高50m以上的豎井開挖導(dǎo)井施工優(yōu)選采用反井鉆機(jī)。4)爆破作業(yè)中除鉆孔可由民工實(shí)施外，裝藥、連網(wǎng)、起爆以及爆后檢查均由持有效操作證的職工完成，提高爆破保證率，避免由于雷管質(zhì)量問題造成瞎炮和便于殘孔檢查，在周邊孔和底部一排孔采用雙雷管起爆。
4． 結(jié)論
文章通過結(jié)合某抽水蓄能電站施工實(shí)例，針對該電站廠房中的關(guān)鍵部位施工技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)，同時(shí)就不同環(huán)節(jié)的施工給出了具體的控制技術(shù)措施，有效地提高廠房施工質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：燈泡貫流式水電站 靜、 動力計(jì)算分析 有限元
1.3燈泡貫流式水電站廠房布置及特點(diǎn)[29～51]
1.3.1廠房類型
燈泡式貫流機(jī)組廠房多為擋水廠房，廠房本身作為樞紐擋水建筑物的一部分。擋水廠房可分為單純擋水廠房和溢流廠房。由于廠房兼作擋水建筑物，其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與閘坎等擋水建筑物相同。
單純擋水廠房為通常采用的形式，其結(jié)構(gòu)簡單，廠房四周有足夠高的擋水墻擋水，水庫上游來水流量大于發(fā)電用水時(shí)，多余水量由瀉水閘棄水。
溢流廠房可通過廠房頂瀉流，分擔(dān)瀉水任務(wù)，減少瀉水閘孔數(shù)，節(jié)省瀉水閘工程量。溢流廠房上、下游擋水墻無須設(shè)置到水庫最高水位以上，廠房本身土建工程量也可減少。同時(shí)廠房的浮托力也減少，廠房的接觸力也可大為改善。廠房頂溢流堰面可設(shè)閘門也可不設(shè)閘門。不設(shè)閘門時(shí)，水位超過溢流堰面時(shí)，自由溢流棄水，可省去金屬結(jié)構(gòu)工程量。樞紐正常蓄水位較高時(shí)，通常設(shè)置閘門擋水，水庫需要棄水時(shí)，由閘門控制瀉流。在溢流棄水發(fā)電時(shí)，由于水流的射流作用增加發(fā)電量，在溢流棄水不發(fā)電時(shí)，減少或清除了廠房尾水的回流淤積。溢流廠房的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，比常規(guī)擋水廠房施工難度大。在有條件的情況下采用溢流廠房其經(jīng)濟(jì)效益還是很好的。
1.3.2廠房布置及特點(diǎn)
（1）流道及進(jìn)出口設(shè)備布置
燈泡式水輪發(fā)電機(jī)組過水流道外形由生產(chǎn)廠家根據(jù)試驗(yàn)確定并提供給設(shè)計(jì)部門，流道通?？煞殖蛇M(jìn)口段、中段和出口段。燈泡式水輪發(fā)電機(jī)組放置在流道中段內(nèi)，其上游部分為進(jìn)口段，下游部分為出口段。
流道進(jìn)口段通常布置有攔污柵、檢修閘門及其所屬的起閉設(shè)備和進(jìn)口閘墩、胸墻及橋面結(jié)構(gòu)。上游閘門至機(jī)組首部距離很近，流道進(jìn)口的布置主要是確定攔污形式和攔污柵、檢修門及壩頂公路的相對位置。
大多數(shù)燈泡貫流式機(jī)組電站在廠房渠道進(jìn)水口處依次設(shè)置攔污浮排、攔沙坎、攔污柵，以攔截飄浮物和防止推移質(zhì)泥沙進(jìn)入機(jī)組流道?，F(xiàn)在有部分電站，取消攔污浮排，在電站進(jìn)水口上游的攔沙坎上設(shè)置一排攔污柵，即把攔污柵布置在進(jìn)水墩前緣上游數(shù)十米處。采用這種通敞式布置的主要優(yōu)點(diǎn)有:①因攔污柵離廠房有一定的距離，使廠房前有一相對靜水區(qū)，水流流態(tài)比較穩(wěn)定，過柵流速較小，污物容易清除，由于攔污柵引起的水頭損失小，可以提高機(jī)組出力;②一旦某孔攔污柵被污物堵塞嚴(yán)重，水流可以從其它孔通過，在廠房前的靜水區(qū)內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，不至于對某一機(jī)組的發(fā)電出力產(chǎn)生明顯的影響，因此，通敞式攔污柵不失為一種好的布置形式。
流道出口段布置有尾水閘門及其啟閉設(shè)備。由于貫流式機(jī)組流道平直，機(jī)組上下游閘門的設(shè)計(jì)水頭和操作水頭相差不大，從經(jīng)濟(jì)角度尾水閘門亦具備作為工作閘門的條件。尾水快速閘門和尾水事故閘門是貫流式機(jī)組電站尾水閘門布置的兩種類型，也是防機(jī)組飛逸事故的常用過速保護(hù)措施，當(dāng)電站采用機(jī)組和尾水閘門聯(lián)合運(yùn)行方式時(shí)，又是控制電站流量流道的工作閘門。
（2）主廠房布置
燈泡貫流式機(jī)組主機(jī)成臥式布置在流道內(nèi)，尾水管為直錐形，對溢流式和非溢流式等各種廠房結(jié)構(gòu)有很強(qiáng)的適應(yīng)性，溢流式廠房雖然可節(jié)省廠房投資，但這種廠房有噪音大、通風(fēng)采光條件差、吊物孔受氣候影響、溢流面的吊物孔密封要求高等缺點(diǎn)，在我國所建崖電站中大多采用非溢流封閉式廠房。
機(jī)組間距、廠房高度、跨度燈泡貫流式機(jī)組的安裝程序有兩種:第一種，尾水管里襯(包括法蘭段)管形座~接力器基礎(chǔ)(廠房封頂) 橋機(jī)機(jī)組。第二種，尾水管里襯(廠房到頂) 橋機(jī)管形座機(jī)組尾水管里襯法蘭段。
主廠房高度主要決定于配水環(huán)(導(dǎo)水機(jī)構(gòu))組件翻身的吊裝要求。各大件吊裝方法必須與廠家協(xié)商，認(rèn)真對待，一旦沒有考慮周到，將給安裝檢修帶來很大麻煩。
主廠房跨度主要由機(jī)組結(jié)構(gòu)尺寸和發(fā)電機(jī)、水輪機(jī)各部件的安裝要求決定。在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、定子安裝前，先將燈泡頭冷卻套(或發(fā)電機(jī)上游柜架)吊入機(jī)坑內(nèi)。為了方便安裝，應(yīng)認(rèn)真審查廠家發(fā)電機(jī)安裝豎并的尺寸，滿足幾個(gè)大件的安裝要求。
燈泡式機(jī)組間距主要由流道尺寸決定，一般比常規(guī)機(jī)組小。由于管形座的支臂已形成進(jìn)入機(jī)組內(nèi)部的通道，有些大型機(jī)組此通道與廊道相接，故在機(jī)組之間不必設(shè)置樓梯，只需在主廠房兩端設(shè)置樓梯至水輪機(jī)廊道。樓梯進(jìn)口可設(shè)在主廠房下游側(cè)副廠房內(nèi)。
目前國內(nèi)已運(yùn)行和在建的燈泡貫流式機(jī)組電站，主廠房的布置形式各有其特點(diǎn)，歸納起來有以下幾種:
① 主廠房分運(yùn)行層、管道層和廊道層共三層的格式。國產(chǎn)機(jī)組的調(diào)速器和油壓裝置管道接口以及回油箱等設(shè)備均布置在樓板下面，加之輔助設(shè)備較多，尺寸大，如果都布置在運(yùn)行層，水工結(jié)構(gòu)、設(shè)備布置方面都有一些困難?；蛘呷绻掠嗡惠^高，安裝場需抬高，運(yùn)行層與安裝場取同一高程的話，下面的空間高，可增設(shè)管道層。這樣，運(yùn)行層顯得整齊、美觀、方便，把一些閥門、自動化元件等附屬設(shè)備布置在管道層也便于操作維護(hù)，兩全其美。而運(yùn)行層設(shè)一整層還是局部，通常又有兩種方式:運(yùn)行層為局部，布置成半弧島式，僅下游側(cè)設(shè)有運(yùn)行層，發(fā)電機(jī)、水輪機(jī)豎井的蓋板在管道層。這樣可減少噪音的影響，管道層檢修維護(hù)方便，節(jié)省投資，但這種布置由于運(yùn)行層面積小，運(yùn)行維護(hù)不夠方便。運(yùn)行層為整層，將發(fā)電機(jī)和水輪機(jī)安裝豎井的蓋板布置在運(yùn)行層，這樣就形成了整個(gè)運(yùn)行層地面，比較寬敞，運(yùn)行管理方便。
對于管道層中管道、電纜的布置方式，可根據(jù)此層的高度以及其它綜合因素分如下在運(yùn)行層的樓板下面架空和在管道層分別設(shè)置管道溝及電纜溝兩種。
廊道層是貫穿各機(jī)組的通道，此層布置有軸承油箱、測量管路、排水泵等輔助設(shè)備。
②主廠房分運(yùn)行層與廊道層共二層的格式。
如前所述，進(jìn)口機(jī)組的調(diào)速器、回油箱、油壓裝置之間聯(lián)接管路的接口在側(cè)面，閥門自動化元件布置較集中，組合體積小，其管道及閥門等輔助設(shè)備只需在主機(jī)周圍稍微低一點(diǎn)的坑中布置便可，有些自動化元件布置在燈泡體內(nèi)，只需將聯(lián)接管路和電纜布置在機(jī)組兩側(cè)的電纜溝和管道溝內(nèi)，不必設(shè)管道層。這樣，既節(jié)省土建費(fèi)用又方便運(yùn)行，主廠房寬敞。例如:南津渡、馬跡塘等電站都是如此。
由于國產(chǎn)機(jī)組調(diào)速器、油壓裝置等設(shè)備的要求，耀設(shè)管道層即主廠房分三層是合理的，如果制造廠能鈞調(diào)速器及油壓裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，使自動化元件盡量布置在機(jī)械拒內(nèi)或燈泡體內(nèi)，連接管接口布置采幾進(jìn)口機(jī)組的形式，這樣主機(jī)室就可以分兩層布置，既司減少工程量又便于運(yùn)行管理。
（3）副廠房的布置
副廠房必須便于同主廠房聯(lián)系，還應(yīng)注意運(yùn)行人員的工作條件。為了充分利用尾水管基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以上的空間，副廠房布置在主機(jī)室的下游側(cè)，這是燈泡貫流式機(jī)組電站常用的格局。機(jī)旁盤、勵磁盤宜布置在這里且與操作層同高程，便于運(yùn)行管理。在尾水管上部布置副廠房節(jié)省投資，但是這樣副廠房通風(fēng)差、噪音大，工作環(huán)境差。尤其是有些尾水副廠房頂層兼作公路橋梁(如馬跡塘水電站)，汽車開過時(shí)振動、噪聲都比較大。因此中央控制室、載波通信室、資料室等主要生產(chǎn)副廠房(這些需要運(yùn)行人員8h連續(xù)工作的場所)，不宜放在尾水平臺上副廠房內(nèi)，應(yīng)放在靠近岸邊安裝場靠下游側(cè)的副廠房內(nèi)(如木京電站)。為改善下游側(cè)副廠房的通風(fēng)條件和采光條件，可將下游擋水墻向后移，使之與副廠房有一定的距離，這樣可以在副廠房的墻上開設(shè)窗戶，改善通風(fēng)和采光條件(如都平電站、木京電站)。
（4）安裝場布置
安裝場面積的確定應(yīng)按大修時(shí)放置機(jī)組各主要部件來考慮，也要適當(dāng)考慮安裝的要求，當(dāng)電站要求幾臺機(jī)組同時(shí)安裝時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大安裝場的面積。根據(jù)幾座已建電站的經(jīng)驗(yàn)，安裝場主要考慮轉(zhuǎn)輪、配水環(huán)、轉(zhuǎn)子、定子、主軸(包括推力軸承和導(dǎo)軸承)等五大件的組裝和翻身所需場地，其他一些小部件，可在主廠房內(nèi)進(jìn)行。安裝場長度取2倍的機(jī)組間距，便能滿足要求。
1.4燈泡貫流式水電站廠房結(jié)構(gòu)應(yīng)力的研究方法
1.4.1廠房結(jié)構(gòu)應(yīng)力的研究的必要性
燈泡貫流式水電站廠房一般由上游擋水閘門、流道、下游擋水閘門、排沙孔、主廠房上部結(jié)構(gòu)等部分組成，由于是由多個(gè)孔洞組成的復(fù)雜三維孔洞結(jié)構(gòu)，作為擋水建筑物，要承受上、下游水平作用力，使河床式廠房的內(nèi)力分布較其它型式的廠房更加復(fù)雜，而燈泡貫流式機(jī)組較軸流式相比，其機(jī)組型式、受力方式有自身特點(diǎn)，特別是對于廠內(nèi)溢流式廠房使得廠房結(jié)構(gòu)布置和受力條件更加復(fù)雜，設(shè)計(jì)中許多技術(shù)問題需要通過計(jì)算深入研究，為了全面了解各設(shè)計(jì)工況（特別是廠房表孔泄流情況）廠房壩段應(yīng)力、位移狀態(tài)，使廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理、安全、經(jīng)濟(jì)，采用整體三維靜動力有限元計(jì)算是十分必要的。
通過整體三維靜動力有限元計(jì)算，了解廠房流道的應(yīng)力、變形、配筋及防裂情況；廠房表孔閘墩和底板的應(yīng)力、變形、配筋及防裂情況；廠房上部結(jié)構(gòu)的自振頻率應(yīng)大于表孔過流脈動優(yōu)勢頻率，以防止共振；廠房流道、表孔邊墩的自振頻率同機(jī)組頻率要相對錯(cuò)開，以防止共振。
轉(zhuǎn)貼于 1.4.2廠房結(jié)構(gòu)靜力的研究方法
目前對水電站廠房結(jié)構(gòu)應(yīng)力及穩(wěn)定分析方法有：結(jié)構(gòu)力學(xué)法、材料力學(xué)法和有限元法[52～56]。
結(jié)構(gòu)力學(xué)法和材料力學(xué)法對電站廠房應(yīng)力及穩(wěn)定分析計(jì)算中比較簡單，但是對于比較復(fù)雜的廠房結(jié)構(gòu)過于簡化計(jì)算模型將導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不能反映廠房結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)，尤其在某些應(yīng)力狀態(tài)比較復(fù)雜的部位由于過于簡化而引起計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤，而且結(jié)構(gòu)力學(xué)法和材料力學(xué)法對于求解瞬態(tài)及動力學(xué)分析也比較困難。
有限元法是20世紀(jì)40年代提出的處理材料屬性和邊界條件較復(fù)雜問題的一種有效的離散化的數(shù)值方法，離散后的單元和單元之間只通過節(jié)點(diǎn)相聯(lián)系，所有的力和位移都通過節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。利用有限元法對廠房結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力分析計(jì)算有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）大型水電站廠房的物理模型制作不易，有些因素模擬困難，不能作過程仿真分析，而有限元模型則易于模擬；（2）有限元模型能突出構(gòu)成建筑物本質(zhì)特征的因素，便于分析了解建筑物的性能；（3）可以變動模型有關(guān)因素條件進(jìn)行敏度分析，了解他們對廠房影響的程度及趨勢，為改進(jìn)設(shè)計(jì)提出啟示；（4）能針對廠房的某一部分進(jìn)行詳細(xì)模擬，來計(jì)算結(jié)構(gòu)中重要部位的應(yīng)力分布狀況；（5）能進(jìn)行非線性分析、模態(tài)分析以及動力分析。
1.4.3廠房結(jié)構(gòu)動力的研究方法[57]
動力學(xué)問題在國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。最經(jīng)常遇到的是結(jié)構(gòu)動力學(xué)問題，它主要包括動力特性分析和動力時(shí)程分析兩種類型。對水電站廠房的動力分析主要研究廠房結(jié)構(gòu)在地震和機(jī)組震動作用下廠房結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布以及其穩(wěn)定性。因此，對廠房結(jié)構(gòu)的動力分析也就是抗震分析。目前，對水電站廠房動力分析的方法常有以下幾種：
（1）振型分解反應(yīng)譜法
根據(jù)振動分析，多質(zhì)點(diǎn)體系的振動可以分解成各個(gè)振型的組合，而每一振型又是一個(gè)廣義的單自由度體系，利用反應(yīng)譜便可以得出每一振型水平地震作用。經(jīng)過內(nèi)力分解計(jì)算出每一振型相應(yīng)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，按照一定的方法進(jìn)行各振型的內(nèi)力組合。
該方法考慮了多個(gè)振型的影響，計(jì)算精度較高，但該方法是利用反應(yīng)譜得出每一振型的地震反應(yīng)，以靜力方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，屬于擬靜力法的范疇.
（2）時(shí)程分析法
根據(jù)結(jié)構(gòu)振動的動力方程，選擇適當(dāng)?shù)膹?qiáng)震記錄作為地面運(yùn)動，然后按照所設(shè)計(jì)的建筑物確定結(jié)構(gòu)振動的計(jì)算模型和結(jié)構(gòu)恢復(fù)力模型，利用數(shù)值解法求解動力方程。該方法可以直接計(jì)算出地震地面運(yùn)動過程中結(jié)構(gòu)的各種地震反應(yīng)(位移、速度和加速度)的變化過程，并且能夠描述強(qiáng)震作用下，結(jié)構(gòu)在彈性和彈塑性階段的變形情況直至倒塌的全過程。該方法屬動力分析的方法，由它可以了解結(jié)構(gòu)反應(yīng)的全過程，由此可以找出結(jié)構(gòu)地震過程中的薄弱部位和環(huán)節(jié)，以便修正結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì).但該方法耗時(shí)太多，并且所選的地震波也不一定就能代表結(jié)構(gòu)實(shí)際要遭遇的地震。所以，目前只對一些體型較復(fù)雜的建筑和超過一定高度范圍的高層建筑，才應(yīng)用該方法來檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)抗震性能。
（3）隨機(jī)分析法
由于她震動的隨機(jī)性和復(fù)雜性，結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)也應(yīng)該是隨機(jī)而復(fù)雜的，因而只能求得結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的統(tǒng)計(jì)特征，或者求得具有出現(xiàn)概率意義上的最大反應(yīng)，這一方法從隨機(jī)觀點(diǎn)處理了反應(yīng)超過定值的概率，使抗震設(shè)計(jì)從安全系數(shù)法過渡到了概率理論的分部系數(shù)法，它屬于結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析的非確定性分析法。
（4）能量分析法
地震作用下，地震動的能量輸入到結(jié)構(gòu)，要轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)的應(yīng)變能而耗散地震動的能量。該方法就是分析這種能量的轉(zhuǎn)換關(guān)系或直接比較能量的輸入與耗散，以結(jié)構(gòu)在地震中的變形、強(qiáng)度和能量吸收能力作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，按允許耗能狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)，控制結(jié)構(gòu)的變形和強(qiáng)度。用能量耗散性質(zhì)可以反應(yīng)結(jié)構(gòu)的地震非彈性反應(yīng).能量耗散的全過程，既反映了結(jié)構(gòu)的變形，又表達(dá)了地震反復(fù)作用的次數(shù)即強(qiáng)震的持續(xù)時(shí)間，從而能反應(yīng)地震的累積破壞。
該方法的優(yōu)點(diǎn)就在于它包括了力和變形兩個(gè)方面的問題，是力和變形的綜合度量;同時(shí)，對地面運(yùn)動的敏感性也較小，輸入地震波的性質(zhì)變化對能量反應(yīng)不如對變形的影響大。這是一種很有發(fā)展前途的方法。
1.5本文研究的主要內(nèi)容
本文完成的工作主要有以下幾個(gè)方面：
(1) 國內(nèi)外燈泡貫流式水電站建設(shè)現(xiàn)狀及水電站廠房靜、動力分析的調(diào)研、分析；
(2) 燈泡貫流式水電站廠房結(jié)構(gòu)靜、動力分析理論的研究以及有限元公式的推倒；
關(guān)鍵詞:燈泡貫流式水電站 靜、 動力計(jì)算分析 有限元 1.3.1廠房類型
燈泡式貫流機(jī)組廠房多為擋水廠房,廠房本身作為樞紐擋水建筑物的一部分。擋水廠房可分為單純擋水廠房和溢流廠房。由于廠房兼作擋水建筑物,其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與閘坎等擋水建筑物相同。
單純擋水廠房為通常采用的形式,其結(jié)構(gòu)簡單,廠房四周有足夠高的擋水墻擋水,水庫上游來水流量大于發(fā)電用水時(shí),多余水量由瀉水閘棄水。
溢流廠房可通過廠房頂瀉流,分擔(dān)瀉水任務(wù),減少瀉水閘孔數(shù),節(jié)省瀉水閘工程量。溢流廠房上、下游擋水墻無須設(shè)置到水庫最高水位以上,廠房本身土建工程量也可減少。同時(shí)廠房的浮托力也減少,廠房的接觸力也可大為改善。廠房頂溢流堰面可設(shè)閘門也可不設(shè)閘門。不設(shè)閘門時(shí),水位超過溢流堰面時(shí),自由溢流棄水,可省去金屬結(jié)構(gòu)工程量。樞紐正常蓄水位較高時(shí),通常設(shè)置閘門擋水,水庫需要棄水時(shí),由閘門控制瀉流。在溢流棄水發(fā)電時(shí),由于水流的射流作用增加發(fā)電量,在溢流棄水不發(fā)電時(shí),減少或清除了廠房尾水的回流淤積。溢流廠房的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,比常規(guī)擋水廠房施工難度大。在有條件的情況下采用溢流廠房其經(jīng)濟(jì)效益還是很好的。 (1)流道及進(jìn)出口設(shè)備布置
燈泡式水輪發(fā)電機(jī)組過水流道外形由生產(chǎn)廠家根據(jù)試驗(yàn)確定并提供給設(shè)計(jì)部門,流道通?？煞殖蛇M(jìn)口段、中段和出口段。燈泡式水輪發(fā)電機(jī)組放置在流道中段內(nèi),其上游部分為進(jìn)口段,下游部分為出口段。
流道進(jìn)口段通常布置有攔污柵、檢修閘門及其所屬的起閉設(shè)備和進(jìn)口閘墩、胸墻及橋面結(jié)構(gòu)。上游閘門至機(jī)組首部距離很近,流道進(jìn)口的布置主要是確定攔污形式和攔污柵、檢修門及壩頂公路的相對位置。
大多數(shù)燈泡貫流式機(jī)組電站在廠房渠道進(jìn)水口處依次設(shè)置攔污浮排、攔沙坎、攔污柵,以攔截飄浮物和防止推移質(zhì)泥沙進(jìn)入機(jī)組流道?，F(xiàn)在有部分電站,取消攔污浮排,在電站進(jìn)水口上游的攔沙坎上設(shè)置一排攔污柵,即把攔污柵布置在進(jìn)水墩前緣上游數(shù)十米處。采用這種通敞式布置的主要優(yōu)點(diǎn)有:①因攔污柵離廠房有一定的距離,使廠房前有一相對靜水區(qū),水流流態(tài)比較穩(wěn)定,過柵流速較小,污物容易清除,由于攔污柵引起的水頭損失小,可以提高機(jī)組出力;②一旦某孔攔污柵被污物堵塞嚴(yán)重,水流可以從其它孔通過,在廠房前的靜水區(qū)內(nèi)進(jìn)行調(diào)整,不至于對某一機(jī)組的發(fā)電出力產(chǎn)生明顯的影響,因此,通敞式攔污柵不失為一種好的布置形式。
流道出口段布置有尾水閘門及其啟閉設(shè)備。由于貫流式機(jī)組流道平直,機(jī)組上下游閘門的設(shè)計(jì)水頭和操作水頭相差不大,從經(jīng)濟(jì)角度尾水閘門亦具備作為工作閘門的條件。尾水快速閘門和尾水事故閘門是貫流式機(jī)組電站尾水閘門布置的兩種類型,也是防機(jī)組飛逸事故的常用過速保護(hù)措施,當(dāng)電站采用機(jī)組和尾水閘門聯(lián)合運(yùn)行方式時(shí),又是控制電站流量流道的工作閘門。
(2)主廠房布置
燈泡貫流式機(jī)組主機(jī)成臥式布置在流道內(nèi),尾水管為直錐形,對溢流式和非溢流式等各種廠房結(jié)構(gòu)有很強(qiáng)的適應(yīng)性,溢流式廠房雖然可節(jié)省廠房投資,但這種廠房有噪音大、通風(fēng)采光條件差、吊物孔受氣候影響、溢流面的吊物孔密封要求高等缺點(diǎn),在我國所建崖電站中大多采用非溢流封閉式廠房。
機(jī)組間距、廠房高度、跨度燈泡貫流式機(jī)組的安裝程序有兩種:第一種,尾水管里襯(包括法蘭段)管形座~接力器基礎(chǔ)(廠房封頂) 橋機(jī)機(jī)組。第二種,尾水管里襯(廠房到頂) 橋機(jī)管形座機(jī)組尾水管里襯法蘭段。
主廠房高度主要決定于配水環(huán)(導(dǎo)水機(jī)構(gòu))組件翻身的吊裝要求。各大件吊裝方法必須與廠家協(xié)商,認(rèn)真對待,一旦沒有考慮周到,將給安裝檢修帶來很大麻煩。
主廠房跨度主要由機(jī)組結(jié)構(gòu)尺寸和發(fā)電機(jī)、水輪機(jī)各部件的安裝要求決定。在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、定子安裝前,先將燈泡頭冷卻套(或發(fā)電機(jī)上游柜架)吊入機(jī)坑內(nèi)。為了方便安裝,應(yīng)認(rèn)真審查廠家發(fā)電機(jī)安裝豎并的尺寸,滿足幾個(gè)大件的安裝要求。
燈泡式機(jī)組間距主要由流道尺寸決定,一般比常規(guī)機(jī)組小。由于管形座的支臂已形成進(jìn)入機(jī)組內(nèi)部的通道,有些大型機(jī)組此通道與廊道相接,故在機(jī)組之間不必設(shè)置樓梯,只需在主廠房兩端設(shè)置樓梯至水輪機(jī)廊道。樓梯進(jìn)口可設(shè)在主廠房下游側(cè)副廠房內(nèi)。
目前國內(nèi)已運(yùn)行和在建的燈泡貫流式機(jī)組電站,主廠房的布置形式各有其特點(diǎn),歸納起來有以下幾種:
① 主廠房分運(yùn)行層、管道層和廊道層共三層的格式。國產(chǎn)機(jī)組的調(diào)速器和油壓裝置管道接口以及回油箱等設(shè)備均布置在樓板下面,加之輔助設(shè)備較多,尺寸大,如果都布置在運(yùn)行層,水工結(jié)構(gòu)、設(shè)備布置方面都有一些困難?；蛘呷绻掠嗡惠^高,安裝場需抬高,運(yùn)行層與安裝場取同一高程的話,下面的空間高,可增設(shè)管道層。這樣,運(yùn)行層顯得整齊、美觀、方便,把一些閥門、自動化元件等附屬設(shè)備布置在管道層也便于操作維護(hù),兩全其美。而運(yùn)行層設(shè)一整層還是局部,通常又有兩種方式:運(yùn)行層為局部,布置成半弧島式,僅下游側(cè)設(shè)有運(yùn)行層,發(fā)電機(jī)、水輪機(jī)豎井的蓋板在管道層。這樣可減少噪音的影響,管道層檢修維護(hù)方便,節(jié)省投資,但這種布置由于運(yùn)行層面積小,運(yùn)行維護(hù)不夠方便。運(yùn)行層為整層,將發(fā)電機(jī)和水輪機(jī)安裝豎井的蓋板布置在運(yùn)行層,這樣就形成了整個(gè)運(yùn)行層地面,比較寬敞,運(yùn)行管理方便。
對于管道層中管道、電纜的布置方式,可根據(jù)此層的高度以及其它綜合因素分如下在運(yùn)行層的樓板下面架空和在管道層分別設(shè)置管道溝及電纜溝兩種。
廊道層是貫穿各機(jī)組的通道,此層布置有軸承油箱、測量管路、排水泵等輔助設(shè)備。
②主廠房分運(yùn)行層與廊道層共二層的格式。
如前所述,進(jìn)口機(jī)組的調(diào)速器、回油箱、油壓裝置之間聯(lián)接管路的接口在側(cè)面,閥門自動化元件布置較集中,組合體積小,其管道及閥門等輔助設(shè)備只需在主機(jī)周圍稍微低一點(diǎn)的坑中布置便可,有些自動化元件布置在燈泡體內(nèi),只需將聯(lián)接管路和電纜布置在機(jī)組兩側(cè)的電纜溝和管道溝內(nèi),不必設(shè)管道層。這樣,既節(jié)省土建費(fèi)用又方便運(yùn)行,主廠房寬敞。例如:南津渡、馬跡塘等電站都是如此。
由于國產(chǎn)機(jī)組調(diào)速器、油壓裝置等設(shè)備的要求,耀設(shè)管道層即主廠房分三層是合理的,如果制造廠能鈞調(diào)速器及油壓裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,使自動化元件盡量布置在機(jī)械拒內(nèi)或燈泡體內(nèi),連接管接口布置采幾進(jìn)口機(jī)組的形式,這樣主機(jī)室就可以分兩層布置,既司減少工程量又便于運(yùn)行管理。
(3)副廠房的布置
副廠房必須便于同主廠房聯(lián)系,還應(yīng)注意運(yùn)行人員的工作條件。為了充分利用尾水管基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以上的空間,副廠房布置在主機(jī)室的下游側(cè),這是燈泡貫流式機(jī)組電站常用的格局。機(jī)旁盤、勵磁盤宜布置在這里且與操作層同高程,便于運(yùn)行管理。在尾水管上部布置副廠房節(jié)省投資,但是這樣副廠房通風(fēng)差、噪音大,工作環(huán)境差。尤其是有些尾水副廠房頂層兼作公路橋梁(如馬跡塘水電站),汽車開過時(shí)振動、噪聲都比較大。因此中央控制室、載波通信室、資料室等主要生產(chǎn)副廠房(這些需要運(yùn)行人員8h連續(xù)工作的場所),不宜放在尾水平臺上副廠房內(nèi),應(yīng)放在靠近岸邊安裝場靠下游側(cè)的副廠房內(nèi)(如木京電站)。為改善下游側(cè)副廠房的通風(fēng)條件和采光條件,可將下游擋水墻向后移,使之與副廠房有一定的距離,這樣可以在副廠房的墻上開設(shè)窗戶,改善通風(fēng)和采光條件(如都平電站、木京電站)。
(4)安裝場布置
安裝場面積的確定應(yīng)按大修時(shí)放置機(jī)組各主要部件來考慮,也要適當(dāng)考慮安裝的要求,當(dāng)電站要求幾臺機(jī)組同時(shí)安裝時(shí),應(yīng)適當(dāng)加大安裝場的面積。根據(jù)幾座已建電站的經(jīng)驗(yàn),安裝場主要考慮轉(zhuǎn)輪、配水環(huán)、轉(zhuǎn)子、定子、主軸(包括推力軸承和導(dǎo)軸承)等五大件的組裝和翻身所需場地,其他一些小部件,可在主廠房內(nèi)進(jìn)行。安裝場長度取2倍的機(jī)組間距,便能滿足要求。
1.4燈泡貫流式水電站廠房結(jié)構(gòu)應(yīng)力的研究方法
1.4.1廠房結(jié)構(gòu)應(yīng)力的研究的必要性
燈泡貫流式水電站廠房一般由上游擋水閘門、流道、下游擋水閘門、排沙孔、主廠房上部結(jié)構(gòu)等部分組成,由于是由多個(gè)孔洞組成的復(fù)雜三維孔洞結(jié)構(gòu),作為擋水建筑物,要承受上、下游水平作用力,使河床式廠房的內(nèi)力分布較其它型式的廠房更加復(fù)雜,而燈泡貫流式機(jī)組較軸流式相比,其機(jī)組型式、受力方式有自身特點(diǎn),特別是對于廠內(nèi)溢流式廠房使得廠房結(jié)構(gòu)布置和受力條件更加復(fù)雜,設(shè)計(jì)中許多技術(shù)問題需要通過計(jì)算深入研究,為了全面了解各設(shè)計(jì)工況(特別是廠房表孔泄流情況)廠房壩段應(yīng)力、位移狀態(tài),使廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理、安全、經(jīng)濟(jì),采用整體三維靜動力有限元計(jì)算是十分必要的。
通過整體三維靜動力有限元計(jì)算,了解廠房流道的應(yīng)力、變形、配筋及防裂情況;廠房表孔閘墩和底板的應(yīng)力、變形、配筋及防裂情況;廠房上部結(jié)構(gòu)的自振頻率應(yīng)大于表孔過流脈動優(yōu)勢頻率,以防止共振;廠房流道、表孔邊墩的自振頻率同機(jī)組頻率要相對錯(cuò)開,以防止共振。 目前對水電站廠房結(jié)構(gòu)應(yīng)力及穩(wěn)定分析方法有:結(jié)構(gòu)力學(xué)法、材料力學(xué)法和有限元法[52~56]。
關(guān)鍵詞: 壓水堆核電站；汽機(jī)房；檢修；橋式起重機(jī)
中圖分類號： TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
概述
近年來隨著國內(nèi)核電加速發(fā)展，在建及前期設(shè)計(jì)中核電機(jī)組數(shù)量越來越多。目前國內(nèi)對于火電汽機(jī)房的橋式起重機(jī)（以下簡稱行車）選型，《大中型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》內(nèi)有條文說明，且工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，對于行車選型一般沒有爭議。對于核電壓水堆機(jī)組來說，由于工程經(jīng)驗(yàn)少，僅在2011年底下發(fā)的《核電廠建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》有指導(dǎo)性條文。
由于核電壓水堆機(jī)組的特殊性，汽機(jī)房檢修及行車選型與火電機(jī)組相比具有以下幾個(gè)特殊點(diǎn)：
檢修周期不同。核電機(jī)組汽機(jī)房檢修周期一般與核島堆芯換料周期一致，24個(gè)月或者36個(gè)月檢修一次，時(shí)間大致為30-45天。
核電壓水堆機(jī)組是一核島帶一汽機(jī)，一般不具備兩臺汽機(jī)共用檢修場地及行車的條件。
核電壓水堆機(jī)組在汽機(jī)房運(yùn)轉(zhuǎn)層布置有兩臺汽水分離再熱器（以下簡稱MSR），這兩臺設(shè)備重量大，對其采取何種檢修方式對汽機(jī)房行車選型影響較大。
本文針對核電常規(guī)島檢修的特點(diǎn)，分析壓水堆核電站汽機(jī)房行車選型要點(diǎn)，擬對行車選型提出幾個(gè)常見方案，并進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較。
汽機(jī)房行車選型分析
行車起重量的規(guī)定
《大中型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50660-2011）6.8.2一節(jié)中對行車的起重量做如下規(guī)定：
300MW及以上機(jī)組裝機(jī)在兩臺及以上時(shí)，可裝設(shè)兩臺起重量相同的橋式起重機(jī)。
橋式起重機(jī)的起重量，應(yīng)根據(jù)檢修時(shí)起吊的最重件（不包括發(fā)電機(jī)定子）選擇。
可根據(jù)工程具體情況，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，采取加固橋式起重機(jī)的方法滿足發(fā)電機(jī)定子起吊的要求。[1]
《核電廠建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》第一百二十一條“應(yīng)能用汽輪發(fā)電機(jī)廠房的橋式起重機(jī)直接起吊每臺汽水分離再熱器。起吊能力和空間場地應(yīng)滿足既能移動和更換整臺汽水分離再熱器，又能更換一組管束而無需卸去其他任何主要部件或大口徑管道的要求?！?/p>
《核電廠建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》第一百三十七條“汽輪發(fā)電機(jī)廠房宜設(shè)1臺橋式起重機(jī)，起重量應(yīng)根據(jù)檢修時(shí)起吊的最重件（不包括發(fā)電機(jī)定子）選擇?！?/p>
核電汽機(jī)房大件分析
下表為在建中或完成初步設(shè)計(jì)的核電汽機(jī)房大件情況
表格 1 汽機(jī)房大件重量
注：1表格中的重量均為部件重量，不包括吊具重量，重量單位為噸。
2表格中的汽輪發(fā)電機(jī)最重件不包括發(fā)電機(jī)定子。
從上表中可以看出，在不包括發(fā)電機(jī)定子的時(shí)候，最重件都是MSR。
汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組的大修周期是5年，意味著高（中）壓缸、低壓缸及發(fā)電機(jī)需要在5年內(nèi)完成一次拆解，起吊頻率比較高。
MSR是臥式加熱器，較容易出現(xiàn)故障的部件是管束。運(yùn)行前期，出現(xiàn)加熱器管束泄露時(shí)可以采用堵管，當(dāng)堵管數(shù)超過設(shè)計(jì)裕量時(shí)才考慮更換管束組件，此時(shí)可以在汽機(jī)房現(xiàn)場進(jìn)行管束更換，也可以采取整體更換MSR的形式。據(jù)MSR制造商介紹，如無事故發(fā)生，正常運(yùn)行情況下，15到20年可能需要更換一次MSR管束。三代核電的設(shè)計(jì)壽命是60年，壽期內(nèi)整體起吊MSR的頻率很低。
行車起重量技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較
行車選型方案
行車選型方案一：設(shè)置一臺行車，考慮起吊MSR，不考慮起吊發(fā)電機(jī)定子。
行車選型方案二：設(shè)置兩臺一樣的行車，單臺行車考慮起吊MSR，兩臺行車配合起吊發(fā)電機(jī)定子。
行車選型方案三：設(shè)置一大一小兩臺行車，大行車能起吊汽輪機(jī)最重件（不包括MSR），兩臺行車配合起吊考慮起吊MSR，不考慮起吊發(fā)電機(jī)定子。
對于兩臺行車共同起吊一個(gè)設(shè)備，經(jīng)咨詢行車制造商，在設(shè)計(jì)和施工上均無問題，且可以在一部行車上同時(shí)控制兩臺行車的運(yùn)行。
本工程行車選型方案的經(jīng)濟(jì)分析
表格 2本工程行車選型方案經(jīng)濟(jì)比較
注：1 行車高度指從行車大鉤極限位置到行車頂?shù)木嚯x。
從上表中可以看出方案一的成本最低，方案二的成本最高。如果不考慮起吊發(fā)電機(jī)定子，方案二沒有優(yōu)勢。
方案一與方案三的區(qū)別主要是考慮是否采用一部單獨(dú)的行車起吊MSR。從造價(jià)上看，兩臺行車的價(jià)格肯定高于單臺行車。但是由于單臺行車起重量大，行車高度高，造成汽機(jī)房高度增加，相應(yīng)提高汽機(jī)房建造成本。
影響行車選型的其余因素
采用方案三時(shí)，將小行車置于汽機(jī)側(cè)，大行車置于發(fā)電機(jī)側(cè)。由表一可看出，高中壓缸部件要比低壓缸部件質(zhì)量小，因此兩個(gè)行車可同時(shí)工作，比起方案一能有效加快汽輪機(jī)檢修速度。
行車選型方案
表格一中所列在建核電站選擇了方案三，不考慮起吊發(fā)電機(jī)定子，單臺大行車能起吊除MSR之外的所有大件，兩臺行車配合起吊MSR，其中大行車承擔(dān)67%的重量，小行車承擔(dān)33%的重量。
本工程亦選取方案三，不考慮起吊發(fā)電機(jī)定子，單臺大行車能起吊除MSR之外的所有大件，兩臺行車配合起吊MSR，為了降低起吊難道，兩臺行車各承擔(dān)一半的MSR重量。
結(jié)論
以上三種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)。
如需要考慮采用行車起吊發(fā)電機(jī)定子，采用方案二，投資最高。
如不考慮起點(diǎn)發(fā)電機(jī)定子，汽機(jī)房行車需要具備起吊MSR的能力。方案一投資最省，但是MSR整體起吊頻率低，設(shè)備能力利用不經(jīng)濟(jì)。方案三投資略高于方案一，但是可以顯著提高汽輪發(fā)電機(jī)組檢修速度，加大汽機(jī)房運(yùn)轉(zhuǎn)層大件檢修面積。
MSR重量與汽輪發(fā)電機(jī)組最重件質(zhì)量差距越大，方案三優(yōu)勢越明顯。
在不考慮使用行車起吊發(fā)電機(jī)定子時(shí)，推薦使用方案三。大行車的起重量考慮除了發(fā)電機(jī)定子外的汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組最重件，小行車的起重量考慮高壓缸（高中壓缸）最重件，及與大行車配合起吊MSR。
關(guān)鍵詞高土質(zhì)邊坡 中空注漿土錨管加固 施工及效果分析
中圖分類號：U213.1+3文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
概述
1.1工程簡介
白鶴灘水電站位于金沙江下游四川省寧南縣和云南省巧家縣境內(nèi)，電站上接烏東德梯級，下鄰溪洛渡梯級，距溪洛渡水電站195km。白鶴灘水電站的開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，兼顧防洪，并有攔沙、發(fā)展庫區(qū)航運(yùn)和改善下游通航條件等綜合利用效益，是西電東送骨干電源點(diǎn)之一。
左岸出線場布置在左岸2#斜坡上3號沖溝兩側(cè)，前緣地面高程大致在960.00m~970.00m。左岸出線場長邊方向約為N29.5°E，順河長245m，寬50m，設(shè)計(jì)開挖高程為965.00m。邊坡開挖最大坡高約為56m，巖石邊坡開挖坡比1：0.75，覆蓋層邊坡開挖坡比1：1.5。每間隔10m高程設(shè)寬3m的馬道一條。
邊坡支護(hù)主要采取噴錨為主，并布置預(yù)應(yīng)力錨索、錨筋束。左岸出線場排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)采取疏排結(jié)合的原則，在3號沖溝上設(shè)小型攔擋壩，在邊坡開挖線外側(cè)設(shè)混凝土截水溝，坡面布置系統(tǒng)排水孔，馬道與場地四周設(shè)排水溝，排水溝接入場外道路排水系統(tǒng)。
1.2工程地質(zhì)簡述
白鶴灘水電站左岸邊坡為斜順向谷坡及臨江陡壁地形。自上游至下游谷肩以上可分為三級斜坡。其中，左岸延吉溝邊坡主要坐落于2號斜坡，該斜坡地形較緩，沿P2β4巖流層頂面發(fā)育，臨江為陡壁夾斜坡，高度150～200m；2號斜坡位于新橋至勘Ⅱ線F13斷層所在NW向陡壁頂以上，斜坡沿P2β4巖流層頂面發(fā)育，傾向SE，傾角15°左右，斜坡地形較完整，沿江長度1300m，雨季常見季節(jié)性流水，經(jīng)常發(fā)生小規(guī)模的水石流。
為確保白鶴灘水電站左岸出線場邊坡的長久穩(wěn)定以及下方電站進(jìn)水口施工和運(yùn)行期安全，對白鶴灘水電站左岸出線場邊坡采取有效的、系統(tǒng)的支護(hù)處理措施，以防止該邊坡產(chǎn)生進(jìn)一步變形破環(huán)。中空注漿土錨管邊坡加固支護(hù)施工是系統(tǒng)支護(hù)項(xiàng)目中的關(guān)鍵施工項(xiàng)目之一。
中空注漿土錨管對邊坡加固作用機(jī)理
中空注漿土錨管打入坡面后，使坡面增加了鋼管骨架，增加了邊坡的抗滑能力，從而增加了邊坡穩(wěn)定。
中空注漿土錨管注漿時(shí)，水泥漿液在壓力作用下通過布置在管壁四周的出漿孔向周圍土體滲透，形成一定的滲透半徑，使管壁周圍的土體粘結(jié)在一起，增加坡面的整體性，從而增加了邊坡的穩(wěn)定。
對于已經(jīng)出現(xiàn)剪切滑移變形的坡面，通過中空注漿土錨管的錨固及骨架作用和水泥漿液的滲透粘結(jié)作用，使坡面滑移帶重新穩(wěn)定。
中空注漿土錨管支護(hù)技術(shù)參數(shù)
根據(jù)金沙江白鶴灘水電站左岸出線場邊坡的地質(zhì)情況，結(jié)合類似工程中空注漿土錨管對邊坡的加固效果，白鶴灘水電站左岸出線場邊坡防護(hù)工程分部位采取系統(tǒng)中空注漿土錨管對邊坡進(jìn)行加固支護(hù)。中空注漿土錨管支護(hù)技術(shù)參數(shù)如下。
中空注漿土錨管長6m,采用φ48mm、壁厚3.5mm的鋼管制作加工，其中一端加工成錐形導(dǎo)向頭。錐形導(dǎo)向頭端3m位置，在沿管軸線方向長0.1m、角度沿管圓周方向旋轉(zhuǎn)90°螺旋線布置φ8~10mm出漿孔，出漿孔采用三角體角鋼倒刺保護(hù)，其余3m不設(shè)出漿孔，具體形式見圖1。
中空注漿土錨管設(shè)計(jì)夯入坡面長度5.8m，外露0.2m（考慮與坡面拱形骨架梁護(hù)坡鋼筋連接），垂直坡面打入。
中空注漿土錨管灌漿：灌漿采用有壓灌漿，灌漿壓力控制在0.1~0.4Mpa以內(nèi)，灌注M20水泥凈漿，水灰比不宜小于0.65：1
灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：孔口返漿或邊坡往外串漿即可結(jié)束灌漿；孔口未返漿，但灌漿壓力已達(dá)到或超過0.4Mpa，且漿液無明顯下降時(shí)即可結(jié)束灌漿。機(jī)械灌漿結(jié)束后，待漿液離析沉縮后，人工用同標(biāo)號的水泥凈漿對管口進(jìn)行補(bǔ)漿。
中空注漿土錨管支護(hù)布置范圍及布置參數(shù)
根據(jù)金沙江白鶴灘水電站左岸出線場邊坡的地質(zhì)情況，結(jié)合坡面發(fā)生變形的區(qū)域及變形的程度，中空注漿土錨管支護(hù)布置范圍及布置參數(shù)按照以下三個(gè)方面進(jìn)行布置。
（1）2012年汛期坡面出項(xiàng)塌滑的部位和坡面有剪切滑移變形的部位，中空注漿土錨管布置間排距為：1m×1m，梅花形布置。
（2）左岸出線場邊坡開挖區(qū)開口線以下10m部位及各層馬道以下8m部位，該部位坡面土錨管的布置，對坡面前期已經(jīng)實(shí)施拱形骨架梁混凝土護(hù)坡的部位，中空注漿土錨管布置在種草坡面上，間排距1.2m×1.2m，梅花形布置。
（3）對坡面尚未實(shí)施拱形骨架梁混凝土護(hù)坡的部位，應(yīng)先施工中空注漿土錨管，中空注漿土錨管布置在拱形骨架梁主梁和種草坡面上，在拱形骨架梁豎梁和水平梁軸線位置布置一排中空注漿土錨管，間距1m，其他部位坡面中空注漿土錨管布置間排距為1.4 m×1.4m，梅花形布置。
中空注漿土錨管施工方法
4.1鋼管腳手架操作平臺搭設(shè)
根據(jù)中空注漿土錨管布置型式，沿坡面搭建腳手架施工平臺，施工平臺傾角與中空注漿土錨管的設(shè)計(jì)傾角一致，便于夯管機(jī)的就位及加固，并采用L=1.5m的鋼管錨桿對排架進(jìn)行加固，確保施工腳手架平臺的穩(wěn)定性。由于錨管長度6m，搭設(shè)的錨管施工腳手架平臺寬度為6m。
4.2放線定孔位
腳手架搭設(shè)完成后，按中空注漿土錨管布置間排距放線標(biāo)注孔位。孔位標(biāo)注應(yīng)明顯，以便讓后序施工能按標(biāo)注孔位進(jìn)行施工。
4.3錨管體加工
采用φ48mm、壁厚3.5mm的鋼管制作中空注漿土錨管，其中一端加工成錐型導(dǎo)向頭。在鋼管上鉆φ8~φ10mm，間距沿管軸向長0.1m，角度沿管圓周方向旋轉(zhuǎn)90°螺旋線布置出漿孔，出漿孔采用三角體角鋼倒刺保護(hù)，靠近錨管外端部3m段不設(shè)出漿孔。
4.4夯管機(jī)就位
中空注漿土錨管夯進(jìn)采用QC150型夯管機(jī)進(jìn)行夯進(jìn)。將夯管機(jī)用手動葫蘆吊至孔位，將鉆機(jī)給進(jìn)方向扶正，水平傾角調(diào)至與錨管夯入傾角相同，然后用扣件固定在施工平臺上。
4.5錨管夯進(jìn)
將加工好的錨管對準(zhǔn)標(biāo)注好的孔位并與夯管機(jī)連接好，檢查錨管夯入角度后開始送風(fēng)夯進(jìn)，直至不能夯入或達(dá)設(shè)計(jì)深度為止。在開始夯管時(shí)，因錨管較長，應(yīng)控制好給進(jìn)壓力，以防止給進(jìn)壓力過大導(dǎo)致錨管被壓彎或折斷。土錨管夯進(jìn)深度受地層影響較大，當(dāng)夯進(jìn)時(shí)效急劇下降，錨管夯頭嚴(yán)重變形時(shí)表明錨管夯入深度已達(dá)極限，無法再繼續(xù)夯入。在施工過程中，如夯管深度未達(dá)到6m，但錨管夯頭已嚴(yán)重變形，無法再繼續(xù)夯進(jìn)時(shí)，錨管夯進(jìn)工作結(jié)束，即可搬遷至下一孔位施工。
灌漿
5.1灌漿管路連接
用φ50mm的PVC管從灌漿泵處連接至已夯完錨管的坡面，坡面灌漿管用軟管連接，以便灌漿操作。灌漿管路的布線應(yīng)盡量呈直線，減少急彎接頭，減少壓力損失。
5.2水泥漿拌制
錨管灌漿采用M20純水泥漿，水泥漿的配制嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行。水泥漿用400L雙層攪拌桶進(jìn)行攪拌。
5.3灌漿
將連接壓力表的進(jìn)漿皮管插在錨管外端部，困扎結(jié)實(shí)，開啟注漿泵，按設(shè)計(jì)漿比配制水泥漿通過注漿泵、經(jīng)漿管、錨管壓進(jìn)錨管周圍的土層中，灌漿過程要持續(xù)緩慢，使?jié){液充分充填錨管周圍土體。
灌漿壓力控制在0.4Mpa以內(nèi)，避免因壓力過大對坡面造成破壞。
灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：孔口未冒漿，但灌漿壓力已達(dá)到0.4Mpa，持續(xù)灌注5min即可結(jié)束灌漿；灌漿壓力雖然未達(dá)到設(shè)計(jì)壓力，但孔口已冒漿，即可結(jié)束灌漿。
灌漿過程中必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)壓力控制灌漿，以防壓力過大影響邊坡穩(wěn)定。
6、中空注漿土錨管支護(hù)施工對左岸出線場邊坡淺層滑移變形的加固效果
白鶴灘水電站左岸出線場邊坡防護(hù)工程共完成邊坡中空注漿土錨管加固施工8689根，分布在不同的區(qū)域，從各個(gè)區(qū)域中空注漿土錨管施工前后坡面的變形監(jiān)測，在中空注漿土錨管施工完成后，通過觀察坡面變形情況及變形監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，淺層滑移變形已得到控制，坡面前期出現(xiàn)的拉裂縫沒有繼續(xù)擴(kuò)大，表明中空注漿土錨管對淺層滑移坡面已經(jīng)起到明顯的加固效果。
7、中空注漿土錨管施工的幾點(diǎn)建議
7.1中空注漿土錨管灌漿工藝
中空注漿土錨管對邊坡的加固，主要在于管體自身的骨架作用和水泥漿液滲透對周圍土體的粘結(jié)加固。土錨管管體地防銹蝕主要依靠水泥漿液包裹，防止施工完成后邊坡滲水對管體進(jìn)行銹蝕。因此中空注漿土錨管灌漿施工工藝對于中空注漿土錨管對邊坡長期加固效果顯得尤為重要。
白鶴灘水電站左岸出線場邊坡防護(hù)工程已完成8689根中空注漿土錨管施工，根據(jù)施工情況總結(jié)，為更好地使水泥漿液對土錨管管體包裹進(jìn)行防銹蝕和增加水泥漿液滲透半徑，建議在今后中空注漿土錨管灌漿施工對管壁四周進(jìn)行封閉后灌漿。
由于中空注漿土錨管在夯入施工時(shí)，管壁對周圍土體進(jìn)行擠壓，使管壁與周圍的土體形成一定的間隙，為使水泥漿液在壓力作用下更好地對周圍土體進(jìn)行滲透和對管體進(jìn)行包裹，在土錨管夯入完成后采用砂將對管壁四周進(jìn)行封堵，封堵長度0.15m，并預(yù)埋回漿管，作為注漿時(shí)地排氣管和回漿管，回漿管返漿后，按照設(shè)計(jì)的灌漿壓力進(jìn)行閉漿處理。
7.2土錨管邊坡加固施工應(yīng)同坡面排水孔施工相結(jié)合
水泥漿液在壓力作用下通過中空注漿土錨管深透粘結(jié)后，土錨管夯入坡面深度范圍的土體粘結(jié)成整體，形成不透水的層壓帶，坡面滲水及地下水不能及時(shí)排出，形成一定的滲透壓力和層間壓力，對坡面穩(wěn)定不利。為使坡面滲水及地下水能及時(shí)排出，在中空注漿土錨管布置的范圍內(nèi)應(yīng)布置一定數(shù)量的坡面排水孔，排水孔孔深應(yīng)不大于土錨管長度1~2m。
8、結(jié)束語
中空注漿土錨管在邊坡治理工程施工中應(yīng)用越來越廣泛，文章就金沙江白鶴灘水電站左岸出線場邊坡防護(hù)工程中中空注漿土錨管邊坡加固施工及效果進(jìn)行了說明分析，希望能對類似工程的治理提供些許設(shè)計(jì)及施工參考，本文有不足之處，還望同行不吝賜教。
