水电站地下式厂房边界条件的识别及动力特性

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水电站厂房基础知识讲解

水电站厂房基础知识讲解水电站是一种利用水流能量产生电能的发电设施。

而作为水电站的核心部分，厂房承载着发电设备的安装和运行，并提供必要的工作环境。

本文将对水电站厂房的基础知识进行讲解，以帮助读者更好地理解水电站的运行原理和建筑特点。

一、水电站厂房的作用水电站厂房是水电站的核心设施，承载着水轮机、发电机等设备的安装和运行。

其作用主要有以下几个方面：1. 提供工作环境：水电站厂房为发电设备提供了必要的工作环境，保障了设备的正常运行。

2. 实现发电装置的布置：厂房内的空间布置需满足水轮机、发电机等设备的安装要求，确保设备之间的合理布局，便于维护和管理。

3. 保护设备安全：水电站厂房起到保护设备的作用，防止外界环境对设备的损害。

同时，厂房还需考虑抗震、防火等安全性能。

二、水电站厂房建筑结构形式水电站厂房的建筑结构形式通常有以下几种：1. 建筑盖板式：这种形式多用于小型水电站，由钢筋混凝土建造，具有较好的承载能力和抗震性能。

2. 钢结构：大型水电站通常采用钢结构建造，其具有自重轻、承载能力强、施工速度快等优点，适合用于复杂地质条件下的建造。

3. 重力筒形：这种形式常用于大规模水电站，主要由钢筋混凝土构成。

重力筒形厂房具有较好的抗风、抗震性能，同时还可自行固定发电设备。

三、水电站厂房的主要构件水电站厂房的主要构件包括：1. 墙体：厂房墙体主要起到隔离、防火和抗风的作用。

墙体可采用砖混结构、钢筋混凝土、预制板等形式建造，具体选型需根据工程实际情况确定。

2. 屋面：厂房屋面用于覆盖厂房顶部，起到防雨、防晒和保温的作用。

根据实际需要，可以选择瓦片、金属板等材料进行覆盖。

3. 结构支撑系统：包括柱、梁、楼板等构件，用于支撑厂房的自重和设备的载荷，确保厂房的稳定性和安全性。

4. 门窗：水电站厂房的门窗一般选择钢制或铝合金材料，以确保其具有较好的防火、防盗和抗风能力。

四、水电站厂房的建筑要求水电站厂房的建筑要求主要包括：1. 抗震要求：水电站厂房需具备一定的抗震能力，以应对地震等自然灾害。

高职水电站复习试卷论述

第三章水电站压力管道一、判断题1．选取的钢管直径越小越好。

( )2．钢管末端必须设置阀门。

( )3．快速闸阀和事故阀下游侧必须设置通气孔或通气阀。

( )4．伸缩节一般设置在镇墩的下游侧。

( )5．明钢管只在转弯处设置镇墩。

( )6．对同一电站来说，选用地下埋管的造价一般高于明钢管。

( )7．坝后式电站多采用坝内钢管，供水方式一般为单元供水。

( )8．明钢管上加劲环的刚度越小，则环旁管壁的应力就越大。

( )9．地下埋管的破坏事故多数由外压失稳造成。

( )10．镇墩的作用是防止水管发生滑移。

( )11．通气孔一般应设在工作闸门的上游侧。

( )12．明钢管强度校核中，支承环断面的允许应力与跨中相同。

( )二、填空题1．压力管道的供水方式有、、三种，其中地下埋管多采用方式。

2．对地面压力钢管，当温度变化时，由于在和处产生摩擦力而引起管壁轴向力。

3．水电站压力管道的闸门布置在管道的端，而阀门布置在管道的端，一般在钢管的设置排水管。

4．支墩的常见类型有、、三种。

5．钢管的转弯半径不易小于倍管径，明钢管底部至少高出地表面m。

6．岔管的典型布置型式有、、三种。

7．地下埋管的灌浆分为、、三种。

8．坝式压力管道有、、三种型式。

三、思考题1．压力水管的供水方式有几种？各有什么优缺点？其适用条件是什么？2．镇墩、支墩、伸缩节的作用是什么？3．作用在明钢管上的荷载有哪几类？各产生什么应力？计算应力时应选取哪几个断面？4．明钢管的抗外压稳定的概念。

失稳的原因及防止措施是什么？5．简述压力钢管的设计步骤。

6．岔管的工作特点？常见的岔管有哪几种类型？各适用于什么条件？7．镇墩和支墩的作用有何不同？二者分别设置在地面压力钢管的什么部位？8．支墩有哪几种类型？各有何特点？适用什么情况？9. 伸缩节的作用和类型？其要求是什么？10．地下埋管的施工程序各有何要求？11．地下埋管外压稳定的影响因素？如何防止其外压失稳？12．混凝土坝式压力管道有哪几种型式？各适用于什么情况？13．混凝土坝内埋管在坝剖面上有哪几种布置型式？各适用于什么情况？14．如何选择压力管道的线路？15. HD的含义是什么，其大小说明了什么？第四章水电站的水击及调节保证计算一、判断题1．导叶的关闭时间Ts愈大，水击压力愈大，机组转速升率愈。

糯租水电站地下厂房工程地质条件分析评价

ｅａｔｎｏｅｐｗｅｈｕｅａｄａａｙｅｎｄｅａｕａｅｈｌｒｃｎｅｐｇｔｂｉｔ．ｘｃｖａｉｆｈｏｒｏｓ，ｎｎｌｚｓａｖｌｔｓｔｅｗａｌｏｋａｄｓｅａｅｓａｌｙｏｔｉ
ｐｐｅｕａｒｓｍｍａｉｅｈｎｎｅｎｅｌｇｃｌｃｎｉｉｎｆｔｏｒｏｅｂｓｄｏｅｌｇｃｌｓａｕｅｅｌｄａｅｒｚｓｔｅｅｇｉｅｒｇｇｏｏｉａｏｄｔｏｓｏｐｗｅｈｕｓａｅｎｇｏｏｉａｔｔｓｒｖａｅｆｒｉｈｅｔ
岩组成，有少量的碎裂岩及连续的断层泥膜，泥厚一般０５～ｌｍ，局部夹泥较厚，成碎块状。Ｖ级结构．ｃ面发育三组：ａ．Ｎ１０～５￣ｏ０Ｅ，Ｓ１￣～３￣Ｅ００；
ｂ．Ｎ４￣～５。，ＳＷ００Ｗ８。～２９￣；ｃ．～０Ｎ７ｏ
Ａｂｓｒｔｔａｃ：ＴｈｒｔａｄｓｃｎｅｒｔｒｓｔｕｚｅｆｓｎｅｏｄｇｎｅａｏｅｓｏｆＮｏｕＨｙｄｏｗｅｔｔｏｖｅｂｅｕｔｉｔｐｒｔｏｉｒｐｏｒＳａｉｎｈａｅｎｐｎｏｏｅａｉｎ．Ｔｈｅ
工程地质条件进行综述，并对围岩及渗透稳定问题，作出分析评价。关键词：糯租水电站；工程地质；围岩分类；围岩稳定；渗透稳定
ＡｎａｙｉｎａｕａｉｎｏｇｎｅｒｎｇＧｅｌｇｃｌＣｏｄｉｉｎｆｔｌｓｓａｄＥｖｌｔｏｎＥｎｉｅｉｏｏｉａｎｔｏｓｏｈｅ

水电站厂房蜗壳结构静动力分析

水电站厂房蜗壳结构静动力分析随着科技的不断进步，水电站建设已经成为国家重点发展的产业之一。

在水电站的建设中，厂房的蜗壳结构静动力分析是一项非常重要的工作，对于水电站的运行和安全具有非常重要的意义。

本文就水电站厂房蜗壳结构静动力分析进行详细的介绍。

1.蜗壳结构的组成水电站厂房的蜗壳结构由壳体、支撑、轴承和润滑系统组成。

其中，壳体是由一系列弯曲的叶片组成的，支撑用以支持转子的重量，轴承用于支持转轴，润滑系统则是为了减少摩擦力和摩擦热。

2.厂房蜗壳结构的静力分析静力分析是水电站厂房蜗壳结构设计的重要环节。

在静力分析中需要考虑的因素包括扭矩、力矩、剪力和弯矩等。

静力分析的目的是确定蜗壳结构在正常工作情况下的状态，以及蜗壳受到外力或内力时的变形范围、承载能力和破坏条件。

3.厂房蜗壳结构的动力分析除了静力分析之外，水电站厂房蜗壳结构还需要进行动力分析。

与静力分析不同的是，动力分析必须考虑蜗壳结构动态载荷和蜗壳结构的固有频率。

在动力分析中，需要确定蜗壳结构的共振频率，以及在这个频率或其附近出现的共振现象。

此外，还需要考虑蜗壳结构受到工作液体流动的影响，因为流体流动会引起厂房的振动和噪音。

4.厂房蜗壳结构分析的方法在水电站厂房蜗壳结构静动力分析过程中，需要使用一些特定的软件和工具。

静力分析可以使用有限元分析软件进行模拟计算。

动力分析则需要使用计算流体力学软件进行计算，并结合实验数据进行分析。

此外，在实际建设过程中，还需要进行一些结构测试，以确保厂房中的蜗壳结构的强度和稳定性。

5.总结在水电站建设中，厂房蜗壳结构静动力分析是非常重要的一项工作。

静力分析旨在确定蜗壳结构在正常工作情况下的状态，动力分析则需要考虑蜗壳结构动态载荷和流体流动对蜗壳结构的影响。

建设者可以使用有限元分析软件和计算流体力学软件进行分析和计算，结合实验数据进行优化。

通过分析蜗壳结构的强度和稳定性，可以确保水电站的运行和安全。

杨家湾水电站地面与地下厂房方案比选

杨家湾水电站地面与地下厂房方案比选四川省阿坝州小金县抚边河杨家湾水电站厂房在设计过程中厂房布置方案有两种方案，一种是地面厂房、另一种是地下厂房，本文通过从地形地质条件、水工建筑物布置、施工组织设计、工程占地、水土保持、工程运行安全及工程投资等方面对两种方案进行综合比较，给出两个方案的优缺点以及建议，选定最优方案，其分析结果可供同类工程设计参考。

标签：水电站；地下厂房；设计方案1、工程概况及地质条件1.1 工程概况杨家湾水电站位于四川省阿坝州小金县，为小金川支流抚边河水电梯级规划中第四级电站，上游为木坡电站，下游为猛固桥电站。

电站为Ⅲ等中型工程，采用闸坝引水式开发，引水隧洞长11366.4m，额定引用流量53.4m3/s，装机3×20MW，年发电量25752万kW.h，年利用小时数4292h。

1.2 厂址地质条件在可行性研究阶段，主要考虑地下厂房和地面厂房两种方案，两个方案布置位置均处于抚边河左岸耿大地沟下游约800m处，具体部位的地质条件分别如下：（1）地下厂房方案地质条件主厂房一带地面高程2420～2580m，地形坡度35～45°。

表层覆盖约1m厚的崩坡积的块碎石土，主要分布于周边小的冲沟一带，下伏基岩为侏倭组（T3zh）的变质砂岩与砂质板岩不等厚互层岩体，含炭质板岩。

厂房顶拱上伏岩体厚度110～140m，微新岩体厚度为厂房最大跨度的7～9倍。

侧向水平埋深130～155m。

厂房顶拱和四周厂壁均位于新鲜的侏倭组（T3zh）变质砂岩与砂质板岩夹炭质板岩不等厚互层岩体中，厂壁岩体主要为薄～互厚层状结构。

根据围岩分类评判标准，顶拱、长轴边墙主要为Ⅲ类，短轴边墙为Ⅳ类，具备地下厂房的开挖条件。

（2）地面厂房方案地质条件厂房外侧紧靠主河道，傍山侧为一凹槽地形，溝口宽度8～10m，切割深度3～5m，冲沟沟口覆盖层厚度2～3m，组成物质为坡洪积堆积之块碎石土，下伏基岩为三叠系侏倭组（T3zh）之变质砂岩与砂质板岩不等厚互层岩体，且以砂质板岩为主，岩层产状为N45°W/NE∠85°。

浅谈水电站厂房蜗壳结构静动力

浅谈水电站厂房蜗壳结构静动力随着社会经济的快速发展，电力资源越来越紧缺，一大批水电工程开始陆续建立起来，水电开发不仅为工业和农业生产提供了能源，同时因为燃煤带来的污染等相关问题也得到了缓解，还大大促进了旅游、航运以及水产等相关项目的发展，在水利枢纽中水电站厂房是非常重要的组成部分之一，因此其安全性问题逐渐引起了人们的重视。

1蜗壳结构的埋设方式蜗壳结构在计算过程中往往要与某种蜗壳埋设方式相结合，现阶段我国主要采用的结构形式有三种：第一，将软垫层铺设在钢蜗壳外上部的相应范围内，然后将其外围浇筑混凝土，形成垫层蜗壳；第二，在充水保压的状态下，钢蜗壳外围浇筑了一层混凝土之后形成保压蜗壳；第三，直接将混凝土浇筑在刚蜗壳上，不设置垫层或者充水保压，混凝土和蜗壳共同承载，这样就形成了直埋蜗壳。

通过对国内外大量工程实践的总结分析可以看出，以上三种蜗壳结构形式各有优缺点，目前都有广泛的应用。

笔者认为，充分借助有限元等现代数值分析法，可以基本上解决蜗壳结构静力上存在的强度与变形等相关问题。

2厂房蜗壳动力分析的有关内容蜗壳结构的动力分析并不是利用静力分析的那套理论，必要条件下需要选取厂房整体或者一部分岩石来进行分析。

目前动力分析的研究主要集中在下面几方面：首先，弹性模量、范围选择等垫层参数对厂房整体及蜗壳局部动力特征的影响；其次，在一系列内源激烈作用的影响下，三种埋设方式的厂房蜗壳动力反应特点分析和研究；第三，直埋蜗壳因为流道内压力而引起蜗壳外围混凝土内贯穿性损伤及分裂的存在，对厂房和机组运行稳定性造成的影响等等。

通过大量实践研究发现，蜗壳的埋设方式并不会对厂房及蜗壳整体刚度带来太大的影响，也不会控制機组运行的稳定性。

3水电站厂房蜗壳结构静动力分析的主要问题分析本文以某水电站作为工程背景，针对厂房蜗壳结构展开静动力分析，通过对目前国内外研究情况的总结来看，我们可以通过以下几方面展开深入分析。

3.1垫层材料垫层材料主要应用在压力管道和蜗壳上，目前国内外已经针对其残余变形、疲劳、徐变应力性能等方面进行了较多研究，但是在机组振源、地震等动荷载影响下的动力非线性应力应变关系等方面还未开展研究。

潘口水电站厂房结构动力分析

经鲍峡镇至十堰公路里程１２ｍ。工程开发任务６ｋ以发电、防洪为主，电站建成后还具有增加南水
精度比用一般四面体的计算精度高。另外，求解ｌ点非退化的Ｓｌ９０节ｏｉ２过渡单元比包含２ｄＯ节点退化的Ｓｌ９ｏｉ５单元作相同的分析要省时且节ｄ约内存 ¨。因此，本文在潘口水电站厂房建模
［要】由于水电站厂房结构比较复杂，网格划分非常困难，本文在建立厂房有限元模型中采用了渡单元来进行网格摘过
划分。为说明采用过渡单元的合理性，文中用梁模型验证了其计算精度。在此基础上，对厂房结构进行了模态分析扣厂
房自振频率校核，得出可以计算厂房整体结构而无需单独计算蜗壳和尾水管就可以满足计算要求的结论。最后。计算和
分析了厂房结构的校核工况、地震工况及尾水管的检修工况。并进行了应力强度校核。
［关键词】水电站厂房；过渡单元；态；力模动［中图分类号】Ｔ３Ｖ７１［文献标识码］Ａ
１工程概况
潘口水电站位于湖北省十堰市竹山县境内，地处堵河干流上游河段，坝址距竹山县城１ｋ，３ｉｎ
＋上部结构传来的荷载＋外水压力。
动力分析方法采用文献［］所规定的振型３分解反应谱法，结构振型分析采用了分块兰索斯法（ｌｋＬｎ．ＺＳＭｅｏ）ＢｏａｃＯ￣ｄ。地震作用效应ｃ的振型组合方法可采用平方和方根（ＲＳＳＳ）法。动力法计算地震作用效应时，采用图３的设计反应谱值。对于潘口水电站厂房工程，其设计Ｊ

大型抽水蓄能电站地下厂房结构自振特性分析

第２２卷　第２期２０２４年３月中国水利水电科学研究院学报（中英文）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＶｏｌ．２２　Ｎｏ．２Ｍａｒｃｈ，２０２４收稿日期：２０２３－０５－０９；网络首发时间：２０２３－１２－０７网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｌｉｎｋ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｕｒｌｉｄ?１０．１７８８．ＴＶ．２０２３１２０６．０８５３．００１基金项目：国家电网有限公司总部管理科技项目（５４１９－２０２２４３０５４Ａ－１－１－ＺＮ）作者简介：肖微（１９８０－），高级工程师，主要从事水利水电工程流体机械水力设计和试验研究。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｉａｏｗｅｉｙｈ＠１２６．ｃｏｍ通信作者：刘国庆（１９８９－），博士，主要从事水工结构抗震研究。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｇｑ＠ｉｗｈｒ．ｃｏｍ文章编号：２０９７－０９６Ｘ（２０２４）－０２－０１３８－１１大型抽水蓄能电站地下厂房结构自振特性分析肖　微１，刘国庆２，王　伟１，许亮华２，韩承灶１（１．国网新源控股有限公司抽水蓄能技术经济研究院，北京　１０００５２；２．中国水利水电科学研究院，北京　１０００４８）摘要：自振特性分析是抽水蓄能电站地下厂房结构振动研究的基础。

以丰宁抽水蓄能电站地下厂房为计算实例，建立了变速机组段地下厂房结构的三维有限元模型。

首先采用模态分析方法研究了不同边界条件对地下厂房整体结构及楼板、立柱、楼梯、风罩和机墩等局部结构自振特性的影响，然后分析了丰宁地下厂房可能存在的振源，并对厂房整体及局部结构进行了共振复核。

结果表明，上下游边墙弹簧约束条件的增强可以有效提高厂房整体结构自振频率，但对楼板局部自振频率的大小影响不大，对楼梯自振频率也无影响。

固定边界使厂房整体结构各阶自振频率显著增大，对楼板、立柱、风罩和机墩等局部结构自振频率影响也较大。

在可能的振源作用下，厂房整体结构和各局部结构发生共振的可能性很小。

水电站第13章水电站厂房结构分析

某小型水电站厂房结构优化案例
总结词
小型水电站厂房结构优化案例
详细描述
该案例针对某小型水电站的厂房结构进行了优化设计。通过改进结构形式、优化材料使用等方法，降低了工程成本，提高了厂房的抗震性能和稳定性，为小型水电站的可持续发展提供了有力支持。
某地下水电站厂房结构设计案例
总结词
地下水电站厂房结构设计案例
详细描述
该案例针对某地下水电站的厂房结构设计进行了研究。考虑到地下水电站的特殊环境条件，设计时采用了大跨度、高承载能力的结构形式，同时注重了防震、防水等方面的要求，确保了厂房在复杂环境下的安全运行。
05 水电站厂房结构的新技术和展望
新材料在水电站厂房结构中的应用
高性能混凝土
具有高强度、耐久性好、抗裂性能强等优点，能够提高水电站厂房结构的承载能力和稳定性。
楼板结构
承载设备和人员的重量，并提供良好的工作平台。
排架结构
由横梁和立柱组成，承受垂直和水平载荷，传递至基础。
受力分析
通过计算和分析，确定各部分结构的受力情况和应力分布，为结构设计提供依据。
厂房结构的材料选择和优化
01
02
03
材料选择
根据结构形式、载荷情况和环境条件，选择合适的材料，如混凝土、钢材等。
环保节能
水电站厂房的设计和建设越来越注重环保和节能，采用新型材料和节能技术，降低能耗和减少对环境的影响。
02 水电站厂房结构设计
结构设计的基本原则和要求
安全性
确保厂房结构在正常运行和极端工况下的稳定性，防止因结构失稳或破坏导致安全事故。
经济性
在满足安全性和功能性的前提下，合理控制厂房结构的建造成本和维护成本。

某水电站地下厂房开挖过程中稳定性初步分析

准，厂房上游边墙及３号压力管道内发育的结构面以Ｖ级结构面（理）主，发育有少量 Ⅳ级结构面（节为并错动带）。
墙变形原因、体稳定性进行分析，出了合理化建议。整并提
节理发育有４，状见表１其中主要节理为第① 、组。组性， ②
２１年第１０１期
【文章编号］０２６４２１）１０５４１０ —０２（０１０ —００ —０
东北水利水电
规划设计
某水电站地下厂房开挖过程中稳定性初步分析
贾冬，国敬邹
（能西藏发电公司，华西藏拉萨８６１５４７）
［要］西南地区某水电站地下厂房规模较大，大跨度３．０ｍ，大高度７．ｍ，摘最１１最８０地质条
件特殊，属于高地应力区。挖过程中，房上游边墙出现阶段性变形速率较快，时间一且开厂且位移曲线收敛不明显的现象。为确保厂房开挖的安全，文主要从地质角度，合类似工程，本结分析了厂房上游边墙是否存在不稳定块体，形速率较快以及变形量较大的原因，厂房上游变对
・
５・
丕ｊ
表１厂房上游边墙及３号压力管道靠厂房４段节理统计汇总表０ｍ
２１年第１０１期
３支护及开挖爆破等施工情况

桐柏抽水蓄能电站地下厂房结构静、动力分析与设计

桐柏抽水蓄能电站地下厂房结构静、动力分析与设计黄可国家电力公司华东勘测设计研究院摘要：桐柏抽水蓄能电站安装4台单机容量为300MW的单级可逆式水泵水轮发电机组，最大设计内压420m水头。

工程具有机组频率相对较低，对结构振幅控制要求较高等特点，针对这些特点，结合工程实际，采取了一些切实可行的工程措施，并通过地下厂房结构三维有限元静、动力分析方法加以修正，较好地完成了结构设计。

关键词：地下厂房动力计算静力计算结构设计桐柏抽水蓄能电站1 概述桐柏抽水蓄能电站总装机容量为1200MW，安装4台单机容量为300MW的单级可逆式水泵水轮发电机组，最大设计内压420m水头。

水轮机转轮拆卸方式为上拆，机组采用半伞式结构。

动荷载作用频率正常工况为5Hz，飞逸工况为7.75Hz。

工程具有机组频率相对较低，对结构振幅控制要求较高等特点。

我们结合工程进度，根据结构特点，建立了多个计算模型对关键的异型结构（如尾水管、蜗壳）进行了三维有限元静力计算，利用分析结果验证结构的可靠性，指导结构设计与配筋设计。

在地下厂房结构抗振、减振设计中，首先必须进行振源控制，在设计、制造和安装阶段均应对振源的各项关键参数予以严格要求与控制。

如对于300r/min的机组，厂家的资料显示发电电动机自然频率与尾水管涡带频率较接近，因此在机组招标过程中，就对发电电动机的自振频率和水轮机工况下尾水管的典型涡带频率避开宽度提出要求，在有关合同中，规定供方应有效地防止机组和水力系统中的水力共振，并应满足需方要求的机组性能保证值。

通过对已建和在建抽水蓄能电站厂房机组、结构特性的调查研究，比较各工程结构抗振型式的优缺点，结合桐柏工程的特点，进行地下厂房抗振结构初步设计。

利用地下厂房整体三维有限元模型对机组和支撑结构的动力特性进行系统分析，采取合理的结构型式和切实可行的工程措施来解决厂房振动问题，以满足地下厂房抗振要求。

桐柏工程地下厂房结构三维有限元静、动力计算均委托武汉大学完成。

潘口水电站厂房结构三维动力特性分析_自振频率

潘口水电站厂房结构三维动力特性分析_自振频率1.前言潘口水电站位于湖北省十堰市竹山县境内，地处堵河干流上游河段，坝址距竹山县城13km，经鲍峡镇至十堰公路里程162km。

工程开发任务以发电、防洪为主，电站建成后还具有增加南水北调中线可调水量，提高南水北调的供水保证率，改善库区通航条件等综合利用效益。

水库正常蓄水位355.00m，相应库容19.70亿m3，总库容23.38亿m3，调节库容11.20亿m3，为完全年调节水库。

电站装机2台，总装机容量500MW。

潘口水电站工程为一等大(1)型工程。

枢纽建筑物主要由混凝土面板堆石坝、右岸岸边开敞式溢洪道、右岸泄洪洞、左岸引水隧洞、地面厂房和开关站等组成。

地面厂房为1级建筑物。

为确保水电站厂房的抗震安全稳定及电站与电网安全运行,合理模拟结构的抗震数值模型、地基的边界条件,分析抗震尤显重要。

多年来,对大型水电站建筑物进行抗震分析时常将整体结构视为刚性体或均匀各向同性的弹性体,忽略结构材料的不均匀性和类别，与实际存在很大差异[1,2]。

鉴此,本文做如下改进:①采用非线性三维有限元分析混凝土结构,对流道系统等金属结构采用满足Mises屈服准则的等向弹塑性模型;②采用ANSYS软件建立电站厂房三维有限元模型，利用规范要求的拟静力法来研究电站动力特性，为厂房安全运行和管理提供依据。

2.结构动力分析原理2.1结构动力平衡方程结构动力分析的有限元法同结构静力分析一样，要把结构离散为有限个单元。

不过在考虑单元特性时，结构所受到的荷载还需考虑单元的惯性力和阻尼力等因素。

采用有限元法分析结构的地震响应时，根据最小势能原理可以导出整个结构的动力平衡方程[1,3,4]:（1）式中，，，分别为结构的结点位移、结点速度和结点加速度列阵；，分别为系统的整体刚度矩阵和整体阻尼矩阵；是结构的集中质量矩阵，可由下列单元刚度矩阵，阻尼矩阵，质量矩阵集合而成。

式中，为应变矩阵，为弹性矩阵，为形函数矩阵，为材料的密度，为材料的阻尼系数，为地震时的地面运动加速度矩阵。

浅析水电站地下厂房开挖技术要点

浅析水电站地下厂房开挖技术要点1.概述某大型水电站扩建工程，为地下式厂房，枢纽主要建筑物由进水口、引水隧洞、主、副厂房、主变室、尾水隧洞和厂房运输洞等组成。

地下厂房为首部式布置，引水隧洞、尾水隧洞均采用两机一洞布置。

厂区洞室上层暗色菊花状粗晶辉长辉绿岩、下层浅色条带状粗晶辉绿岩，厚度变化分别40～100m 和70～80m，总厚度变幅为110～180m。

主要矿物成分为白色基性斜长石和暗色普通辉石，具辉长辉绿结构和流动定向条带构造。

扩建工程地下洞室群绝大部分为Ⅱ类和Ⅲ类围岩，其中主厂房洞、主变室洞区、交通洞、引水洞和尾水支洞的大部分、运输和排风两洞上游段为Ⅱ类围岩，底部局部为Ⅰ类，岩体基本稳定。

2水电站地下厂房开挖技术要点3.1顶拱稳定主厂房顶部开挖宽度30.0 m，跨度大；围岩主要为Ⅱ、Ⅲ类，陡、缓倾角节理发育较密，环向节理发育。

厂房顶拱稳定主要取决于开挖成形质量及系统支护及时跟进。

地下厂房开挖施工作业面狭小，开挖初期施工工序单一，开挖、支护流水作业。

形成钻爆、装运、支护平行作业的局面是加快进度的关键。

主厂房顶部施工一方面要及时支护，确保工程稳定和施工安全；另一方面要及早形成多个作业面，达到平面多工序。

如何在确保工程稳定和施工安全的前提下加快施工进度，主要采取了以下措施：（1）确定合理的开挖方式。

采用中导洞领先30～50m，两侧扩挖的方式进行。

（2）选择合理的支护时段及支护形式。

主厂房顶部主要采用长锚杆、挂钢筋网、喷混凝土作为永久支护措施，长锚杆施工难度大，进度缓慢。

顶拱缓倾角节理发育较密，环向节理发育，采用随机支护确保施工安全，以加快开挖进度；中导洞系统支护完成后进行两侧扩挖。

中导洞领先，两侧扩挖一方面解决大断面开挖应力急剧释放问题，同时增加了施工作业面；合理的支护时段及支护形式解决了开挖与支护时间问题。

在保证围岩稳定的情况下增加施工作业面，达到平面多工序。

（3）确保开挖及支护施工质量。

开挖要点主要为洞室成形及尽量减少爆破对围岩的扰动。

某抽水蓄能电站地下厂房振动特性分析

某抽水蓄能电站地下厂房振动特性分析近年来我国新建的一批大型抽水蓄能电站中，其高水头、高转速的特点导致振动的现象普遍、突出，对厂房结构的振动问题研究显得十分重要。

本文以某抽水蓄能电站地下厂房为实例，使用三维有限元方法，解析了厂房整体结构自振特性。

标签：蓄能电站；厂房振动1、工程概述某抽水蓄能电站总装机容量为600MW，本工程机组在出现强烈振动时，振动部位一般集中在发电机层以下的部位，所以计算重点应为厂房水下部分。

机组外围混凝土结构主要由风罩、机墩、蜗壳和尾水管组成。

风罩的结构呈圆筒式，发电机层楼板与上机架支撑部位相连接。

风罩下接内圆筒外八边形的机墩混凝土结构，机墩的顶部为定子基础板，底部固结于蜗壳的外包混凝土，下机架靠机墩内侧的环形牛腿支撑。

金属蜗壳与包围在其周围的混凝土在下游侧与边墙联为一体，并且共同承担部分水压力。

2、动力有限元计算理论2.1 模态分析利用模态分析，可以得到结构部件的固有频率和振型，多自由度体系为弹性振动时，以下四种力作用于弹性体系：①外力{F}；②弹性恢复力[K]{u}，[K]为结构的刚度矩阵，{u}为结构位移量；③惯性力[M]{}，[M]为结构质量矩阵，{}为结构加速度向量；④阻尼力[C]{}，[C]为结构阻尼矩阵，{}为结构速度向量。

以上四种力达到平衡，得到相应运动方程：方程（2-4）称为特征方程，解出方程的n个正实根，即自由振动的n阶自振频率。

然后再将解回带入公式（2-4）得到相应振型向量{}。

2.2 谐响应分析谐响应分析通过计算结构的稳态受迫振动来预测结构的持续动力特性，对于一个单自由度体系，在谐振力p（t）=sin的作用下，为力的幅值，为激励频率，则体系强迫谐振的运动微分方程为：位移响应包含的是两个完全不同的振动成分，给出的是体系固有频率的振荡，是瞬态振动，它取决于初始速度和位移，当零初速度和零初始位移时，瞬态振动也存在；给出的是强迫频率的振荡，是稳态振动，与作用力有关而与初始条件没有关系。

某抽水蓄能电站地下厂房动力特性研究

云南水力发电YUNNAN WATER POWER 136第37卷第3 期0 引言目前在煤炭、石油等不可再生资源日益枯竭，全球生态环境问题日益突出的巨大压力下，开发清洁可再生能源，实现经济、社会可持续健康发展等诸多方面有着至关重要的意义［1-4］。

水电能源是一种无污染能源，世界各国都在积极发展水电来替代常规能源。

抽水蓄能电站启闭灵活，在电网中可以承担调峰填谷的角色，当电网中负荷较低时，抽水蓄能电站把电网中多余的电能转换为势能储存起来，从而避免了电能的浪费，用电高峰时，利用上水库中的水发电以达调峰的目的，相比较燃煤机组，其效率更高、速度快而且成本也相对较低，所以在电网中利用抽水蓄能电站替某抽水蓄能电站地下厂房动力特性研究徐云泉，徐建，林志华（中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南昆明 650051）摘　要：抽水蓄能电站具有高水头、大容量、快转速的特点导致振动问题特别突出，强烈的振动会导致机组以及厂房薄弱结构部位发生破坏，影响电站的安全稳定运行。

结合某在建抽水蓄能电站，分析了可能与厂房结构发生共振的振源，研究了边界条件、材料特性对结构自振特性的影响，结合粘弹性人工边界条件，分析了在机组动荷载作用下厂房各部位的动力响应规律。

关键词：抽水蓄能电站；发电厂房；自振；动力特性中图分类号：TV743 文献标识码：A 文章编号：1006-3951(2021)03-0136-05 DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2021.03.033Research on Dynamic Characteristics of Underground Powerhouse of aPumped Storage Power StationXU Yun-quan, XU Jian, LIN Zhi-hua(Power China Kunming Engineering Corporation Limited, Kunming 650051, China)Abstract: Pumped storage power station has the characteristics of high water head, large capacity and fast speed, which causes the vibration problem especially prominent. Strong vibration will cause damage to units and weak structure of the power house, and affect safe and stable operation of power station. Combined with a pumped storage power station, this paper analyzes the vibration sources that may resonate with the plant structure, studies the influence of boundary conditions and material characteristics on the natural vibration characteristics of the structure, and analyzes the dynamic response law of various parts of the plant under the dynamic load of the unit in combination with viscoelastic artificial boundary conditions.Key words: pumped storage power station; powerhouse; natural vibration; dynamic characteristics收稿日期：2020-05-29作者简介：徐云泉（1991-），男，河北张家口人，助理工程师，主要从事水利水电勘察设计相关工作。

水电站厂房机墩动力特性分析

水电站厂房机墩动力特性分析厂房机墩支撑着发电机运转，是水电站必备的支撑构架。

机墩表现出来的动力特性关乎总体范围内的水电站运转，不可忽视这类机墩的动力性。

解析动力特性先要选定用作探析的模型，相比可得多样状态下的动弹性模量、边界条件及动力阻尼比。

从综合视角看，要妥善消除机墩本体潜在的共振，维持稳定的水电站运转。

对于此，解析了水电站厂房机墩各类的动力特性；结合水电站实情，探析合适的调控方式。

标签：水电站厂房机墩动力特性各类水电站设有水轮立式的发电装置，运转中的机组振动着机墩，由此带来了较大范围内的振动。

解析动力特性，要杜绝潜在状态下的细微振动，维持持久的稳定运转。

构建的模型可用作解析及运算，采纳了分析结构必备的软件。

针对于机墩探析了常态的动力特性，相比来看获取了更合适的安全防控方式。

一、构建分析模型水电站可设置水轮发电配备的立式机墩，机组外在振动可带动机墩，频繁波动的机墩动力也将影响到总体厂房安全。

现存调研注重于设定的阻尼比及边界条件、动弹性的模量，然而仍忽视了机墩细微的动力特性变更[1]。

有必要保持机墩在各类型式下的运转安全，从根本入手消解了潜在的机墩振荡并且去除额外增添的厂房干扰。

经过综合解析，归纳得出最合适的机墩侧壁及机电楼板总体厚度，配备的蜗壳顶板也要相应更厚。

唯有综合予以考虑，才能防控内在的机墩振动。

构建机墩模型，应能综合衡量并且兼顾厂房多样的特性。

现存厂房多采纳体积较大混凝土予以构建机墩，配备模型时也不可忽视混凝土本体的属性。

采纳了分析模型，衡量了动力特性关系到的截取模型边界。

模型要含有各部位的机墩、风罩及主体楼板。

借助模态分析，固定了底侧延伸出来的模型边缘。

可选取C40规格的机墩混凝土材质，设定于每平方毫米25000N的总体弹性模量、每立方米30kN的机墩自重，调控为0.2的泊松比。

二、机墩表现出来的动力特性在校验时测得：机墩并没能吻合最优的动力特性，亟待后续的改进。

这是由于，机墩仍没能消解内侧的共振。

水电站地下厂房与围岩的动力相互作用的开题报告

水电站地下厂房与围岩的动力相互作用的开题报告一、论文选题背景和意义随着现代社会科技的飞速发展，能源问题成为了全世界共同面临的难题。

水电站以其绿色环保、稳定可靠的特性受到了广泛的关注和推崇，成为了全球能源开发的重要方向之一。

水电站地下厂房是水电站的核心组成部分，其安全稳定运行直接影响着水电站的经济效益和社会效益。

因此，对于水电站地下厂房与围岩间的动力相互作用，进行深入的研究具有重要的意义。

水电站地下厂房与围岩的动力相互作用包含了多种力学现象，其中包括地震作用、水压力作用、温度效应等。

因此，开展水电站地下厂房与围岩的动力相互作用的研究对于提高水电站的安全性和稳定性、延长设施的寿命以及预防水电站灾害等方面具有积极的推动作用。

另外，水电站地下厂房与围岩的动力相互作用是一个涉及工程、地质、力学、数学等多学科的综合性问题，研究水电站地下厂房的动力相互作用问题，可以为相关学科的发展提供理论支持并且促进学科交流。

二、研究现状与问题水电站地下厂房的动力相互作用研究受到了国内外学者的广泛关注，一些研究者已经对地下厂房与围岩的动态响应进行了分析，得出了多种结论。

例如，对地震作用下的地下厂房振动进行了实验和数值模拟研究，证明了地下厂房震动对周围岩石的破坏具有很大影响；对地下厂房结构和周围岩石的热响应进行了实验和数值模拟研究，得出了热响应对地下厂房稳定性安全性的影响结论。

然而，目前依然存在一些问题：一方面，国内外研究水平还存在差距，许多本土问题需要进行进一步的研究才能得出适合本土的理论结论；另一方面，已有的研究大多局限于单独的作用条件下的研究，缺乏对多种作用相互叠加时的分析。

此外，对于不同类型的围岩，不同地质条件和水电站设计方案的考虑，还需要进一步的研究探讨。

三、研究内容和方法本文旨在全面系统的研究水电站地下厂房与围岩间的动力相互作用问题，包括了地震、水压力和温度效应等因素。

具体研究内容如下：1. 分析地下厂房在不同地震作用下围岩的应力应变状态和响应特点，研究地震作用对地下厂房稳定性和安全性的影响；2. 研究水压力对地下厂房及周围岩石的影响规律，探究水压力对地下厂房稳定性和安全性的影响；3. 研究温度效应对地下厂房及周围岩石的影响规律，分析温度效应对地下厂房稳定性和安全性的影响；4. 建立非线性有限元数值模拟模型，分析地下厂房与周围围岩的动态响应特性，评估地下厂房的稳定性和安全性。

简述水电站的工作特征

简述水电站的工作特征水电站是利用水能转换成电能的重要设施，具有以下工作特征：1. 水能利用：水电站主要利用水能进行发电。

水从高处流下时，会具有动能和重力势能，通过水轮机将水能转化为机械能，再经过发电机转化为电能。

因此，水电站需要有足够的水源和高度差，以确保能够产生足够的水能来发电。

2. 水库调度：水电站通常会建设水库，用于调节水流的储存和控制。

水库会根据电力需求和水资源情况进行调度，以确保在电网负荷高峰期能够发挥最大的发电能力。

同时，水库的调度还需要考虑到防洪、灌溉、航运等多种因素，以实现多功能利用。

3. 水轮发电：水电站采用水轮机进行发电。

水轮机是将水能转化为机械能的关键设备，通常分为水轮发电机组和水轮发电机两部分。

水轮发电机组是通过水轮机驱动发电机发电，而水轮发电机是将机械能转化为电能的设备。

水轮机的类型有很多，包括水轮发电机、斜流水轮机、混流水轮机等，根据不同的水能特点和发电需求选择适合的水轮机类型。

4. 输电系统：水电站发电后，需要将电能输送到用户。

为了实现长距离的电能输送，水电站通常会建设输电线路和变电站。

输电线路可以将发电厂产生的高压电能输送到各个用电地点，而变电站用于将高压电能转换为适合用户使用的低压电能。

输电系统的建设和运行对于水电站的正常运行至关重要。

5. 环境保护：水电站在发电的过程中不会产生污染物，因此被认为是相对清洁的能源。

然而，水电站建设和运营仍然对环境产生一定影响。

例如，水库的建设可能会导致河流的改道和生态系统的破坏，水轮机的运行可能会对水生生物造成伤害。

因此，水电站需要采取一系列的环境保护措施，减少对生态环境的影响。

6. 维护和管理：水电站作为一项重要的基础设施，需要进行定期的维护和管理工作，以确保设备的正常运行和安全。

维护工作包括设备的巡视、检修和更换，管理工作包括水库的调度、电力的分配和安全的监控。

水电站的维护和管理工作需要专业的技术人员和管理人员进行操作和决策。