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青狮潭电厂扩建中引水钢管与放空隧洞接头段设计

   发表时间:2019-05-31 13:43

桂林青狮潭水库是一座大(二)型水库,青狮潭电厂原地下厂房装机容量 4X3。2MW,1#、2#、3卿几组发电尾水排入西干渠,4卿几组发电尾水排入东干渠,最终汇 入甘棠江下游。30多年来,水库发挥了灌溉、发电、旅游补水等综合效益,水资源利 用仍具潜力,利用水库余水及旅游补水进行发电,所増加的电力和电量,将缓解桂林 电力系统缺电的紧张状况,因此,青狮潭电厂决定扩建5卿几组。现在,5#机组已投产发 电一年多,运行效果良好,带来了很好的经济效益和社会效益。

扩建5#机新电站为四级建筑物,地面式厂房,装机容量1X5MW,额定流量17.6m3/ s,由压力钢管连接水库t区纽输水放空隧洞引水发电,发电尾水放入河道,并设尾水西 干渠连接渠。5#机地面厂房布置在原电厂尾水洞出口的东、西干渠之间(见图1)。

青狮潭电厂扩建中引水钢管与放空隧洞接头段设计

引水钢管与输水放空隧洞接头段在枯水期施工,该时段青狮潭水库必须对下游河 道补水,以满足桂林市旅游和环境的需要,因此,该段施工造成的老电厂停水时间不 能过长。基于这个原则,引水钢管与输水放空隧洞接头段的设计经过多次的方案变 更、优化,实现了投资较省、施工快捷、电厂停水时间短的预期目标。现把该接头段 的设计介绍如下。

2设计方案比较 2.1初设方案

初设阶段,弓丨水钢管与输水放空隧洞的连接,在放空隧洞原堵水闸门处,采用管 径与隧洞洞径相同的钢管(内径3800mm,壁厚16mm)套入隧洞内1m引水。米用此方案 连接,贝_工时必须把输水放空隧洞的钢筋混凝土衬砌凿掉5cm的厚度,在隧洞衬砌的 钢筋上焊足够数量的拉筋,待套入钢管后,拉筋与钢管相焊接,増加连接的紧密性。 钢管与隧洞之间须有可靠的止水,接头钢管严格定位、固定后,需在钢管与隧洞接合 处补浇混凝土。完成以上施工,乐观估计需3d,再加上该段大体积的1#镇墩施工浇筑的 混凝土及插入隧洞段止水混凝土所需的养护龄期28d,则老电厂停水时间至少需30d,下 游的旅游补水和环境都不允许。

2。2技施方案(一)

技施阶段,经过多次的现场考察,发现已运行30多年的原放空隧洞堵水闸门漏水 很少,这表明闸门的止水效果很好。查阅以前的堵水闸门设计图,了解到该闸门槽上 游面止水埋件用的是不锈钢水封滑板。于是有一个设想,吊走堵水闸门后,利用闸门 槽上游面3周的不锈钢水封滑板及闸门底止水座,在其上焊一块厚度16mm的钢板共同 止水,钢板尺寸与止水圈相同(预留焊缝宽度)。钢板上割洞,套入弓丨水钢管,贝_管与 隧洞的连接变成了钢管与钢板的连接,单面围焊,施工便捷。按照此设想的接头段施 工示意图如图2。

青狮潭电厂扩建中引水钢管与放空隧洞接头段设计

弓丨水钢管与隧洞完成连接后,管内径变为2800mm。作用于该接头段的1#镇墩与闸 墩的结合,通过结合面的表面打毛及设置丨锚筋,实现新旧混凝土的紧密结 合,增加了整体稳定性,钢管与镇墩共同承受运行时巨大的水压力和上扬力。该接头 段施工前,接头各管节(包括止水钢板与接头管节I的焊接)均在工厂预制好,再运至安 装部位。1#镇墩预留出接头段位置未浇筑。接头段施工时,输水放空隧洞进口检修闸门 放下,通过老电厂发电机组放空隧洞中的水后,堵水闸门吊起,管节I严格对位、固 定,把止水钢板焊在水封滑板及闸门底止水座上,然后浇筑1#镇墩三期混凝土(掺入微 膨胀剂及早强剂),浇筑完成后,在接头处进行接缝灌浆。由于水封滑板埋入门槽不是 很深,镇墩三期混凝土在短期内难以达到设计强度,如果此时打开进口检修闸门,老 电厂引水发电,则隧洞与钢管接头处的巨大水压力必将使水封滑板与止水钢板的焊接 口产生极大的拉应力而导致拉裂,还有可能把止水滑板埋件拉离门槽混凝土。混凝土 龄期过后,钢管与1#镇墩方可共同承受作用力而接头焊接口不致被破坏。加入早强剂的 混凝土龄期是7d,加上隧洞放空、钢管接头定位、固定、焊接、镇墩三期混凝土浇筑 3d,则共需停水11d,电厂方可再次引水发电。

2.3技施方案(二)

再次深入研究原堵水闸门槽设计图,发现还可利用门槽下游面的轨道埋件,在止 水钢板左、右、上三侧焊支撑桁架,支撑在止水钢板与轨道埋件之间。该段施工完成 的短期内即使重新引水发电,止水钢板与水封滑板的焊接口也不会被拉裂,因为接头 处承受的作用力大部分通过桁架传至闸墩,闸墩与已达到部分混凝土设计强度的1#镇墩 共同承受作用力而保证了止水钢板与水封滑板的焊接口不被拉裂。前述的技施方案(一) 设计修改示意图如图3。

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