岩滩水电站扩建工程排水系统设计.pdf

规划设计 东北水利水电 2 0 1 3 年第 1 1 期 【 文章编号】 1 0 0 2 -0 6 2 4 ( 2 0 1 3 ) 1 1 0 O 1 8 一O 2 岩滩水电站扩建工程排水系统设计 伍 晓芳 ( 广西电力工业勘察设计研究院， 广西 南宁 5 3 0 0 2 3 ) 【 摘 要】 岩滩水电站扩建工程， 可是地下厂房装 2 台单机容量为 3 0 0 MW 的混流式水轮发电机 组。该工程全厂排水系统包括地下洞室的岩层渗漏排水、 设备渗漏排水、 全厂应急排水及机组 检修排水 系统 ， 文章详细介绍了该排水系统的设计。整个系统设计合理 ， 满足规范及使 用要求。 【 关键词】 岩层渗漏； 设备渗漏； 应急排水； 电站扩建工程 【 中图分类号】 T V 6 5 文献标识码】 B 岩滩水电站扩建工程布置于一期工程厂房右 侧 ， 为地下厂房 ， 装 2 台混流式水轮发电机组 ， 单 机容 量 3 0 0 MW ， 装机容量 6 0 0 MW 。 1 地下洞室布置及排水 1 1 地下洞室布置 安 装间地面高 程 1 6 4 0 m，长 5 2 5 m，净 宽 2 6 6 I T I ； 主厂房包括 主机 间 、 副厂 房及 安装 间 ， 主 厂 房总 长度为 6 6 m，厂房 经装饰 后 净宽 为 2 6 6 m， 尾水管底面高程为 1 1 7 1 6 m， 厂房拱顶高程为 1 8 8 0 m； 副厂房布置于主厂房左侧 ， 长度为 1 4 9 m， 与主厂房同高、 宽 ， 副厂房设有楼梯 电梯间， 最 底层( 即 1 3 3 3 0 m高程) 的渗漏泵房地面下设有全 厂渗漏集水井。 主变室布置于主厂房下游侧。主变室的宽度 为 1 6 0 m， 长度为 5 7 3 m； 地面高程 1 6 4 0 m 与安 装 间相同。 主厂房至主变室的母线洞每机一洞 ，宽 8 0 m， 高约 9 2 m。 机组检修排水泵房单独设置在高程为 1 3 3 5 m的泵房小洞室内， 洞长 1 9 m， 宽 8 5 m。 交通运输洞从洞入 口高程 2 0 4 0 m 到安装间 下游侧 ， 高差为 3 8 6 9 m， 坡比约为 8 6 左右。运 输洞从主变至安装间之间的为水平段。 1 2 灌浆廊道、 排水廊道 水库正常蓄水位为 2 2 3 m， 地下厂房至 水库正 1 8 常蓄水位水面边线距离约 8 5 m， 正常蓄水位比厂 房底高 约 1 0 9 m， 位于 F 4 8断层的下盘。地下厂房 及主变洞洞室为密致辉绿岩 ， 围岩透水性 弱。为防 止洞 室围岩在地 下水的长 期作 用下稳 定性恶 化 ， 减少厂房和主变洞室 内的渗漏水 ，防止厂 内电气 备受潮不 能正常运行 ，在地下厂房上游边墙 的上 游约 3 3 m处布置防渗灌浆帷幕， 帷幕灌浆深度至 地下 厂房最低开挖建基面 ， 因防渗帷幕较深 ， 帷幕 灌浆廊道设计为分三层布置 ，高程分别为 2 3 3 m、 1 8 4 m、 1 3 5 m， 左端与一期工程大坝右坝肩灌浆帷 幕相连接 ， 绕地下厂房成半环形布置。 在灌浆帷幕 下游 约 2 9 m处 布置三层 排水廊道 ，高程分 别为 1 8 5 m、 1 6 5 11 1 、 1 3 3 5 I n ( 后改 为两层，1 6 5 m 层取 消) ， 排水廊道宽 3 0 IT I ， 洞高 3 6 5 m； 顶层排水洞 与副厂房左端排风洞连接 ，下层连至渗漏排水泵 房及楼梯电梯间。 1 8 5 m高程顶层排 水廊道在厂房与主变室 间， 设置人字形交叉的排水孔。以弓 I 排两者上方的渗 水。同时， 除在与引水洞立体交叉部位和一二期交 通洞部位 ， 由于有建筑物存在外， 廊道内均钻有近 乎竖直方向的排水孔， 以形成厂房、 主变区的环向 排水幕，将渗水引至 1 3 3 5 m高程廊道里设置的 排水沟 ，并汇集到 1 3 3 3 0 m高程渗漏泵房底下的 渗漏集水并。 1 3 厂房洞室岩壁渗漏水 厂房自岩锚梁以下至水轮机层及副厂房与岩 2 0 1 3 年第 1 1 期 东北水利水电 规划设计 面交接部位 ， 均设置防潮隔墙， 防潮隔墙与岩石开 挖面之间设置有排水沟， 主、 副房开挖面的渗漏水， 分别通过 隔墙 内的排 水沟汇集 到 1 5 5 3 1 m 或 1 3 3 3 0 m高程排水沟，再通过排水管道或排水沟 最终汇集到渗漏集水井。 1 4 交通运输洞与主变室岩 壁渗漏水 为了防止厂交通运输洞的岩壁渗漏水或洞外 意外事故下的雨水进入厂房安装间， 采取拦截、 排 泄设计。在安装间之前主变运输洞附近设有往第 三层排水廊道的垂直排水孔 ，并在交通运输洞的 相应路面上设有两道截水沟。厂交通运输洞沿线 的渗漏水和意外事故雨水 ，通过两侧设置的排水 沟和截水沟引导， 流向垂直排水孔， 进入第三层排 水廊道。 从厂交通运输洞从安装问到主变运输洞段的 两侧设有排水沟，排水沟从安装间坡向主变洞坡， 使一侧排水 沟的水流入上述 的垂直排水孔， 最后进 入第三层排水廊道 ；另一侧排水 沟中的水流 向主 变室周边设置的环向排水沟。最后汇总到综合考虑 了渗漏水、消防喷雾水及主变排油等综合容积的 主变事故油池内 ， 通过池 内设 置的潜 水泵 ， 将 渗漏 水排入 1 3 3 3 0 m高程以下的全厂渗漏集水井。 2 设备漏 水 2 1 水轮机漏水 水轮机结构 上分转轮 与主轴等转动部分 与顶 盖 、 座环等非转 动部分 ， 由于转动部分与非转 动部 分之间必须 保持有一定得 间隙，水流可能会 通过 此类 间隙， 从流道 上溢 到水轮机坑 内 ， 为 了减 少这 种泄露，在这些间隙处，均设计有专门的密封装 置。尽管如此 ， 由于流道与水轮机转轮上冠以上部 位之间的压差作用，依然存在水流从转轮流道通 过上述间隙渗漏到顶盖里面 ，为了防止顶盖 中的 水位上升，水轮机结构上设计有座环上固定导叶 自流排水孔、 水轮机坑 自流排水管路 ， 以及顶盖排 水泵。顶盖中的水通过 自流排水管路和泵最终均 汇集到渗漏集水井。 2 2 辅助设备和管路漏水 全厂可能漏水的辅助设备和管路分别包括布 置在 1 3 3 5 0 m高程的检修排水泵房、 1 4 2 4 1 m高 程的污水泵房、 1 4 7 4 1 m高程的消防泵房、 1 5 5 3 1 m高程的主副厂房以及全厂各层的消防管路。在 每个可能有设备或管路有漏水的房间地面上， 均 设置有排水沟 ， 排水沟里设置地漏 ， 将相应 的漏水 汇集到全厂渗漏排水管网，并最终汇集到渗漏集 水井 。 3 应急排水 为了防止水淹厂房，全厂与上下游水相连的 管路上除工作阀门外， 均设置有应急检修阀门。 全 厂设有 2条 D N 5 0 0的应急排水总管， 总管与厂房 纵向轴向平行 ，并分别布置在纵轴线的上下游两 侧， 总管在厂房左端与应急排水井相连。为了防止 或减小水轮机顶盖由于结构故障而出现的紧急漏 水事故带来的危害， 在每台机组水轮机坑的上、 下 游侧各均设置有 3 条应急排水管，分别连到与上 下游侧的应急排水总管上。 全厂渗漏、应急排水管网汇集到渗漏集水井 中的水， 通过渗漏排水泵和应急排水泵 ， 直接排到 电站下游。 4 机组检修排水 全厂布置 有一条平行 于厂 房纵 轴线的检修排 水廊道 ，廊道底部高程从左 端 1 1 3 2 0 m 到按照一 定坡比， 到右端后高程约为 1 1 2 0 m， 廊道右端与 检修 集水井连接 ，排水廊道洞宽 2 0 I T I ，洞高 2 5 m。每台水轮机设置有 1 个蜗壳排水阀和 4 个尾水 管盘型排水阀， 在机组检修时， 关闭进水口检修闸 门， 开 启蜗壳排水阀 ， 将流道 中高于下游尾水的引 水洞 中的水 自流排入尾水管 ，再关 闭下游尾水 闸 门，打开尾水盘型阀，将流道中的水通过 DN 8 0 0 的排水管， 排到入检修排水廊道， 然后通过检修排 水泵直接排到 电站下游。 5 结语 全厂 排 水 系统 的设 计 关 系到 电站 的 运行 安 全 ， 是整个电站设计中重要的环节。 通过分解然后 汇总的设计 ，该项 目排水系统可以将来 自全厂土 建、设备的渗漏水以及紧急情况下的涌水和机组 检修时的流道水， 合理分流 ， 汇合到渗漏、 检修集 水井， 并最终通过渗漏排水设备排往厂外 ， 保证了 项目排水的需要。项 目设计既满足该电站的地下 厂房结构的排水特殊要求， 也合乎规范要求。 【 收稿日期】 2 0 1 3 - 0 1 - 1 5 1 9