水电站压力管道布置设计
长寨水电站压力钢管设计
４ 压 力钢 管设计
４１ 压 力管道 布 置 ．
电站共 布 ３台机 组 ， 总装 机 １ ， 管供 水 方 ５ＭＷ 钢 式 为一 管 三机 ， 设计 流 量 ９ ３ｍ／ ． ３。管 材采 用 １ ， ０ ｓ ６Ｍｎ 主管 内径 １８ｎ ．Ｉ，壁厚 分别 为 １ ｍ 和 ｌ ｍ两种 规 ４ｍ ８ｍ 格 ， 、 管 内径 ０７Ｔ， 厚 １ ｍ。 支 岔 ．Ｉ 壁 Ｉ ４ｍ
程。根据《 水利水 电工程等级划分及洪水标准》 防 和《
洪标 准》 的规定 ， 程 等别 为 Ⅳ等 ， 工 规模 为 小 （ ） 工 一 型 程， 主要建 筑 物按 ４级设 计 ， 要建 筑 物 按 ５级设 计 。 次 正常 蓄水位 ９ ５ 调 节库 容 ｌ＿ ｍ 。 ５ ｍ， ３３万 ３
山 水利鲁 西 警
长 寨 水 电 站 压 力 钢 管 设 计
杨 学宏
（ 西省 水利 水 电勘 测 设 计研 究 院 ， 山 山西 太 原 ００２ ） ３ ０ ４
［ 摘要 ］ 压力钢管作为引水式电站 的一个重要组成部分 ， 其尺寸的选取对电站造价影响很大 ， 因此压 力钢 管的 设计至 关重要。在介绍长寨水电站工程概况和工程 地质情 况的基础上 ， 对其压力钢 管进 行 了设计 ， 旨在 为类
似 工 程 提 供借 鉴 。
［ 关键词 ］ 力钢管 ； 压 设计 ； 长寨水电站 ［ 中图分类号］ Ｖ ３ ． １ Ｔ ７２４ ＋ ［ 文献标识码 ］ ｃ ［ 文章编号 ］０ ４ ７ ４ （０ ０ ０ — ０ ９ ０ １０ — ０ ２ ２ １ ）９ ０ ５ — ２
１ 工程概 况
１ 。； ：２ 三条支 管分 别长 １ １ ３ ０ｍ，０ｍ，８Ｔ， １ １ 内径 ０８１。 Ｉ ． ２ ｃ ｌ 电站 主厂 房 长 ５ 宽 １ 总 高 １． ｎ， 主 ４ｍ， ｍ， ５ ｌ由 ７ 机 间 和安 装 间组 成 ， 装 间地 面高 程 ７ ５１ 发 电机 安 ５ ．ｍ， 层 地 面高 程 ７ ９３ｍ。 副厂 房 布 于 主厂 房 后 右 侧 ， ４＿ 宽 ６ｍ， 呈折 线布 置 。主变压器 及变 电站 均布 置于 厂房后 右 侧 的开挖 平 台上 ， 面高 程均 为 ７５１ｎ 地 ５ ．Ｉ。
水电站压力管道工程施工方案
水电站压力管道工程施工方案一、施工平面总布置由于本工程分布较为集中，交叉作业多，相互干扰大。
根据工程项目分布特点，现做如下安排1、项目部设置项目部设置主要管理机构、主要管理人员生活住房、综合仓库等。
2、施工现场布置2.1在调压井处修建一个蓄水池。
2.2 在1#镇墩施工高程修建施工平台一个，设置搅拌站、材料仓库、砂石堆料场等生产设施。
2.3 在2#镇墩施工高程右边开挖运渣道路，在渣场旁边修建施工平台一个，设置搅拌站、材料仓库、砂石堆料场、施工人员住房等生产生活设施。
2.4 沿4#镇墩从厂房后面，修施工公路一条至厂房下游弃渣场，路面宽度5米。
在4号镇墩右边修建施工平台一个，设置搅拌站、材料仓库、砂石堆料场等生产生活设施。
2.5 在厂房附近修建材料仓库及施工人员住房，钢筋、模板制作加工厂、机械设备停置场等生产生活设施。
3、施工道路工程项目区交通较为便利，距新塘乡双河镇（恩鹤省级公路经过）约29 km。
已改建的村级公路至厂房厂址处公路较为完善，工程所需机械设备、主要材料可运抵厂房厂址处。
4、水电施工用水从工区下游深山沟中采用φ20水管引水1km至调压井，修建蓄水池，以满足施工及生活用水。
施工用电接业主安装在施工现场200m处变压器电源。
5、通讯施工队办公室配一部固定电话，主要负责人各配备1部手机，以利各工区之间联络。
6、施工临时用地计划表施工临时用地计划表注：施工平台根据现场条件确定二、施工进度计划1、施工总进度计划根据招标文件要求，结合工程特点，考虑天气影响，2024年9月30日前完成斜洞开挖、管道开挖、灌注桩、3# 4#镇墩、支墩一期砼，2024年11月30日前完成镇墩二期砼，2024年12月30日前完成工程施工任务。
2、施工进度安排：由于本工程工期紧，工程量较大，拟安排多个施工班组同时进场分散施工，流水作业。
斜洞开挖： 8月10日----9月30日管道开挖（镇墩基础）： 8月13日----9月20日灌注桩： 8月15日----9月30日3# 4# 镇墩、支墩一期砼： 8月25日----9月30日镇墩二期砼： 10月15日---11月30日管道槽护砌： 10月30日---12月30日钢管外包砼： 11月15日---12月30日调压井及下部砼： 10月1日----12月30日竣工验收： 1月1日-----1月10日施工进度计划横道图（附后）83、保证进度的措施为保证工程按期完成，建立完善的进度保证体系，合理安排好人员、设备及材料供应。
某水电站压力管道结构设
水电站课程设计任务及指导书一、设计题目某水电站压力管道结构设计二、课程设计的目的巩固加深所学的理论知识，培养学生运用理论知识和技术资料，分析、解决实际问题的能力。
三、课程设计的时间1周(2014年6月30日~7月4日)四、基本资料某水电站地面压力管道布置型式如图所示。
已知设计流量Q设=12.6m3/s，末跨中心断面的计算水头(包括水击压力)为56.25m，支座断面的计算水头为49.08m，伸缩节断面的计算水头为7.89m，支承环间距16m，计算段上下镇墩间距64m，钢管轴线与水平面倾角为44°，伸缩节距上镇墩2m，伸缩节内止水填料长度b=30cm，填料与管壁摩擦系数为0.3，支承环的摩擦系数为0.1，钢管采用A3钢。
下镇墩的上游端管中心的计算水头为63.4m，镇墩下游端和下游伸缩节中心计算水头近似相等，取为66.1m，镇墩下游端伸缩节的水平钢管长度为5.0m ，管内流速为5m/s，镇墩为混凝土结构。
五、设计任务1.初拟压力钢管内径及确定管壁计算厚度和结构厚度;2.确定刚性环间距；3.按正常运行情况基本荷载组合工况，对最后一跨的二个断面进行结构分析；六、设计步骤及指导1. 利用经验公式及经济流速初步确定压力管道的内径；2．确定压力管道厚度(全长采用一个厚度)，要求确定管壁计算厚度和结构厚度；3. 设计压力管道的刚性环的间距(1) 校核光滑管的稳定性；(2) 设计刚性环的间距；4. 对最后一跨的二个断面进行结构分析(1) 受力分析：按正常运行情况的基本组合计算不同断面径向力、法向力和轴向力；(2) 应力计算及强度校核；(3) 抗外压稳定分析(包括管壁和支承环抗外压稳定分析) ；七、设计成果1．计算说明书一份；2. 写一份800字左右的总结。
八、参考资料1．压力钢管设计规范 2．水电站设计参考资料课程名称人数课程性质考核方式周学时起止周教师姓名合班意见教室场地标识水电站课程设计54实践考查 1 19-19 孔鲁志11水利水电工程2班博雅楼1334、1332多媒体教室5711水利水电工程1班。
水电站压力管道施工组织设计.doc
施工组织设计水电站管道及调压井工程施工组织设计承包人：(全称及盖章)施工队长：(签名)日期：年月日目录一、工程概况二、施工平面总布置三、施工进度计划四、主要工程施工方案五、施工组织机构与管理六、施工人员、机械及材料计划七、质量保证措施八、安全生产保证体系及措施九、文明施工与环境保护措施湖北省恩施市仙女湖水电站压力管道以及调压井土建工程一、工程概况XXXXX水电站位于湖北省恩施市东南部新唐乡横栏村境内马尾沟河段，为马尾沟流域梯级开发的第一个梯级。
电站由混凝土挡水闸坝、右岸发电引水系统、岸边式地面厂房等建筑物组成。
挡水建筑物正常蓄水未为971.0 m ，总库容为8.06 m3，电站装机容量10MW。
混凝土闸坝顶高程972.5，建筑面积高程950.5 m ，最大坝高22 m；泄洪闸3孔，堰顶溢流泄洪，堰顶高程962.0 m，采用底流式消能。
发电引水系统布置在右案，引水线路全长约为3100 m，设置有调压井，引水隧洞开挖洞径为3.0 m，井后压力管道采用部分明敷和部分埋管结合形式，钢管主管内径1.6 m，支管内径0.8 m。
电站厂房位于下游右岸开阔地带，距坝址约3.5 km。
厂房由机组段、安装场、副厂房和尾水平台组成，主厂房长52.9 m，宽13.6 m，机组安装高程743.51 m。
升压站布置于厂房后侧台地上。
1.主要建设内容本合同工程建设范围为仙女湖水电站压力管道及调压井（不包括调压井开挖）土建工程。
2．工程施工条件（1）水文气象与工程地质马尾沟流域属亚热带湿润性季风气候区，东无严寒、夏无酷暑、雾多湿重，雨量丰沛，植被良好。
流域内暴雨最早出现在4月，大多于10月结束，6-9月为暴雨集中的时期。
流域发生的暴雨多属涡切变型暴雨。
洪水由暴雨形成，洪水发生的时间与暴雨一致，4-10月为汛期，大洪水多发生在6-9月，其中7月份居多。
马尾沟流域属山溪性河流，山高坡陡，谷深河窄，洪水具有暴涨暴落、峰高量小等山溪性河流特点。
《水电工程设计》第06章 水电站压力钢管设计
第六章水电站压力钢管设计目录第一节概述一、压力钢管在水电工程设计中的作用与地位二、压力钢管的分类三、压力钢管的附件及其他设备第二节材料一、钢材的基本特性二、钢材的设计强度三、结构用材料四、质量监督要点第三节设计基本原则与观测设计一、管道设计特点二、布置形式三、压力钢管选型四、管道的线路五、水力计算六、设计作用(荷载)及作用效应组合七、允许应力法设计八、概率极限状态设计九、一般构造要求十、观测设计十一、水压试验十二、质量监督要点第四节明管一、布置特点二、结构计算三、构造特点四、质量监督要点第五节地下埋管一、布置特点二、结构计算三、构造特点四、质量监督要点第六节坝内埋管一、布置特点二、结构计算三、构造特点四、质量监督要点第七节坝后背管一、布置特点二、结构计算三、构造特点四、质量监督要点第八节岔管一、岔管的种类二、布置特点三、结构计算四、构造特点五、质量监督要点第九节防腐蚀一、水质二、环境三、高速水流的腐蚀或侵蚀四、影响防腐蚀质量的关键因素五、大型钢管除锈工艺六、质量监督要点第六章水电站压力钢管设计第一节概述一、压力钢管在水电工程中的作用与地位压力管道是水电站输水道最常用的形式，特别是在中高水头的水电站中，他将水从水库、前池、或调压室中在承受压力的条件下引入水轮机或其他设备，以满足发电、供水等要求。
管道可用钢材、钢筋混凝土或木材制造。
战前用木板条和钢箍制成的木输水管道，运行情况不坏，在许多电站上，一直到今天，还在运转。
在现代的水电站和水泵站中，已不再使用木管。
钢筋混凝土管，包括预应力钢筋混凝土管，常在水泵站和水电站上作为引水管道和中压（水头60～100m）水轮机管道使用；钢筋混凝土管加钢衬后组成钢衬钢筋混凝土管，承受内压可高达150m～200m，甚至更高。
钢筋混凝土管道和钢管相比耐久性好，运行费用低，造价省，大直径钢筋混凝土管可比钢管节约大量钢材，造价平均低30～40%，但是主要制作工作应在预制厂完成，所以总长度不小于1000m的管道，才划算。
最新第十三章水电站的压力管道5
第十三章水电站的压力管道第五节明钢管的敷设方式、镇墩、支墩和附属设备一、钢管的敷设方式明钢管一般敷设在一系列的支墩上，底面高出地表不小于0.6m,这样使管道受力明确，管身离开地面也易于维护和检修。
在自重和水重的作用下，支墩上的管道相当于一个多跨连续梁。
在管道的转弯处设镇墩，将管道固定，不使有任何位移，相当于梁的固定端。
明钢管宜做成分段式，在两镇墩之间设伸缩节，如图13-3所示。
由于伸缩节的存在，在温度变化时，管身在轴向可以自由伸缩，由温度变化引起的轴向力仅为管壁和支墩间的摩擦力和伸缩节的摩擦力。
为了减小伸缩节的内水压力和便于安装钢管，伸缩节一般布置在管段的上端，靠近上镇墩处。
这样布置也常常有利于镇墩的稳定。
伸缩节的位置可以根据具体情况进行调整。
若直管段的长度超过150m，可在其间加设镇墩；若其坡度较缓，也可不加镇墩，而将伸缩节置于该管段的中部。
图13-3 明钢管的敷设方式二、明钢管的支墩和镇墩（一）支墩支墩的作用是承受水重和管道自重在法向的分力，相当于梁的滚动支承，允许管道在轴向自由移动。
减小支墩间距可以减小管道的弯矩和剪力，但支墩数增加，故支墩的间距应通过结构分析和经济比较确定，一般在6～12m之间。
大直径的钢管可采用较小的支墩间距。
按管身与墩座间相对位移的特征，可将支墩分成滑动式、滚动式和摆动式三种。
1.滑动式支墩滑动式支墩的特征是管道伸缩时沿支墩顶部滑动，可分为鞍式和支承环式两种．鞍式支墩如图13-4（a）所示。
钢管直接安放在一个鞍形的混凝土支座上，鞍座的包角在120°左右。
为了减小管壁与鞍座间的摩擦力，在鞍座上常设有金属支承面，并敷以润滑剂。
鞍式支墩的优点是结构简单，造价较低，缺点是摩阻力大，支承部分管身受力不钧匀，适用于直径在1OOcm 以下的管道。
支承环式滑动支墩是在支墩处的管身外围加刚性的支承环，用两点支承在支墩上，这样可改善支座处的管壁应力状态，减小滑动摩阻，并可防止滑动时摩损管壁，如图13-4(b）所示。
水电站压力管设计标准
水电站压力管道设计标准是指在设计和建造水电站压力管道时，需要遵循的一系列规范和要求。
这些标准主要包括以下几个方面：
1. 材料选择：压力管道的材料应该具有足够的强度、韧性和耐腐蚀性，能够承受高压水流的冲击和腐蚀作用。
常用的材料包括碳钢、不锈钢、合金钢等。
2. 结构设计：压力管道的结构应该合理、稳定，能够承受水流的压力和振动。
常见的结构形式包括直管、弯头、三通、四通等。
3. 尺寸计算：压力管道的尺寸应该根据水流的流量、速度和压力等因素进行计算，确保管道能够正常工作并避免出现堵塞或破裂等问题。
4. 安装要求：压力管道的安装应该符合相关的规范和要求，包括管道的连接方式、支架的设置、管道的固定等。
同时，还需要进行严格的质量检查和测试，确保管道的安全性和可靠性。
5. 维护管理：压力管道的维护管理应该定期进行，包括清洗、检修、更换等工作。
同时，还需要建立完善的档案管理制度，记录管道的使用情况和维护记录等信息。
总之，水电站压力管道设计标准是保证水电站安全运行的重要保障。
只有严格按照相关标准进行设计和建造，并进行有效的维护管理，才能确保水电站的长期稳定运行。
水电站压力管道设计
2.附件
❖ （2）通气孔和通气阀
作用：当阀门紧急关闭时，向管内充气，以消除管中负压； 水管充水时，排出管中空气。即：放空时补气，充水时排 气。
位置：阀门之后 当进水口较深时，可采用通气阀，在正常运行时保持关闭
❖ (3)钢衬钢筋混凝土管：应用：水头较高的情况 ❖ (4)玻璃钢管：水流摩阻系数小，重量轻。应用：水
头不高、流量较小的中小型水电站。
4.1 压力管道的功用和类型
4.1.2 压力管道的类型及适用条件
1.按管壁材料分类
钢管管节
钢筋混凝土管
4.1 压力管道的功用和类型
4.1.2 压力管道的类型及适用条件
4.3 明钢管的构造、附件及铺设方式
4.3.1 明钢管的构造
5.支承环：
❖ 钢管与支座之间起支承、加固作用的环状结构。 ❖ 作用：防止支墩直接接触管壁，加强支承处钢管的
强度和刚度。 ❖ 支承环沿管周箍设，断面可为工字形、T形、矩形、
槽形等。
4.3 明钢管的构造、附件及铺设方式
4.3.4 明钢管的支承结构
原则：
❖ 1.尽可能短而直 ❖ 2.选择良好的地形、地质条件 ❖ 3.应满足运行安全要求 ❖ 4.应满足施工要求
4.2 压力管道的线路选择和布置方式
4.2.2 压力管道的布置型式
1.压力管道的供水方式
单元供水
联合供水
分组供水
Next
单元供水
每台机组都有一根水管供水。 优点：结构简单，运行方便可靠，一根故障或检
Next
正向引近
管道的轴线与厂房的纵轴线垂直。 特点：水流平顺、水头损失小，开挖量小、交通
方便。钢管发生事故时直接危机厂房安全。 适用：低水头电站。
水电站压力管道设计
图 4：分布电容充放电特性曲线 5.3.2 装置参数设置 该带分布电容测量绝缘监测装置是一个兼顾系统母线电压、正 负对地电压、正负对地电阻、系统分布电容等检测的多功能装置， 配置真彩 7 寸液晶屏，对各项参数设置进行检测均正常。
5.3.3 分布电容测量结果
通过多次测试后得出下表中最大的误差情况。
电容标称值（uF） 10 20
2016 年 12 期︱141︱
Power Technology
化平台。 5.2 运行情况测试
5.3 测试内容及结果 5.3.1 系统分布电容充放电特性参数 当检测桥启动时，由于检测桥的投入，打破了原来的电压平衡， 但电压的变化并不是瞬间达到稳定的，由于系统存在分布电容的原 因，电压变化会存在延时。记录电压平稳到变化再到平稳的过程所需 的时间，以及在该过程中采用 lOOHz 采样频率对电压进行采样并存储， 然后根据电压采样和记录的时间绘制电容的充放电曲线，如图 4 所示。
t= pr · 0 rd f
式中：t——钢管管壁计算厚度(mm)，
p ——内水压力（N/mm2），含水锤压力， r ——钢管半径
γ0——结构重要性系数，γ0=1.0 ψ——设计状况系数，ψ=1.0 rd——结构系数，rd=1.6 f——钢 材强 度设 计值 （N/mm2 ），20R 为225N/mm2 ，16MnR 为 300N/mm2。
X 式中：ΣY—作用在镇墩上的垂直合力； ΣX—作用在镇墩上的水平合力； G—镇墩自重； f—镇墩与地基间的摩擦系数； K—稳定安全系数，K>1.5~2.0。 经计算：K>1.5即满足规范要求。 基底应力校核按下式：
Y W (1 6e)
BL
B
式中： σ——镇墩基底应力，（N/mm2）；
水电站压力管道布置设计
水电站压力管课程设计学院：水利学院专业：水利水电工程科目：水电站课题：水电站压力管道课程设计姓名：学号： 313174云南农业大学水利学院2017年12月设计说明压力管道的设计步骤一般包括：（1）压力管功能布置；（2）压力管固定方法、设计；（3）压力管应力分析、计算；（4）压力管强度校核；（5）压力管抗外压稳定计算。
一、基本资料及参数1、最大发电流量 ；2、上游正常水位1000m；3、下游设计尾水水位850m；4、管轴线与水平线夹角 ；5、上游正常水位至伸缩节水位差7m；6、镇墩与地基摩擦系数 ；7、支墩与管身摩擦系数 ；8、伸缩节摩擦系数 ；9.水轮机调节时间 。
二、压力管功能及布置功能：从水库、前池或调压室向水轮机输送水量。
布置：采用明钢管敷设。
布置时要尽可能选择短而直的线路，明钢管敷设在陡峭的山坡上；尽量选择良好的地质条件，明钢管敷设在坚固而稳定的山坡上，支墩和镇墩尽量设在坚固的岩基上，并清除表面覆盖层；尽量减少管道的起伏波折，避免出现反坡，利于管道排空，明钢管底部应高出地表至少0.6米，以便安装和检修；避开可能发生山崩或滑坡的区，明钢管尽量沿山脊布置，避免布置在山水集中的山谷中，若明钢管之上有坠石或可能崩塌的峭壁，要事先清除；首部设事故闸门，并考虑设置事故排水和防冲设施。
三、明钢管的固定、设计1.明钢管的敷设明钢管敷设在一系列支墩上，底部应高出地表0.65米。
明钢管宜做成分段式，在首尾设镇墩，两镇墩之间设伸缩节。
伸缩节布置在管段的上端，靠近上镇墩处。
敷设方式如图：2.明钢管的设计（1）管径的确定采用经验公式——彭德舒公式来初步确定压力钢管的经济直径：式中： 为钢管的最大设计流量， ；H为设计水头，m。
由基本资料得：所以压力钢管直径进制采用D=50mm为模,所以取D=2.05m。
（2）管长确定上游正常水位1000m，闸门进口水位为993m，上游正常水位至伸缩节水位差7m，下游设计为水位850m。
朗达河水电站压力管道的优化设计
层 倾 向坡 外 ，岩 体 强 风 化 带厚 度 ５ １ ｍ，弱 风 化 —５ 带厚 度 ２ — ５ ０ ３ ｍ。边坡 整 体稳 定 。 １ 工 程 概 况 强 风化 岩 体裂 隙较 发 育 ，岩 体 完 整 性 差 ，但 承载 力 可 满 足设 计 要求 ，因此 ，建 议 将 管 道 镇 墩 朗达 河水 电站 位 于金 沙 江 左岸 的一 级 支 流 朗 基 础 置 于强 风 化 岩 体 中下 部 ，支 墩 基 础 可 置 于强 达河 下 游 ，流域 位 于 四川 省 甘 孜 州西 部 巴塘 县 境 风 化 下 部岩 体 上 。施 工 中对 强 风 化 岩 体 开 挖边 坡 内 。朗达 河 水 电站 的厂 址 定 于金 沙江 左 岸 竹 巴龙 采 取衬 护处 理措 施 。 上游 约 ２ ｍ 的三家 村 ，沿 着 ３ ８国道上 游 距 离 朗 ｋ １ ２２ 压 力管 道布 线选 择 ． 达 河 河 口 ７２ ｋ ．６ ｍ。坝 址 位 于 距 朗达 河 河 口 ８ ４ ｉ ． ｋ ４ ｎ 地 面 高 程 １５ ０６ ３ ２ ２２ ３ ．— ９ ．ｍ．地 形 坡 度 ３ 。 Ｏ一 的朗 达河 上较 为 开 阔的地 带 。取 水 口河 段 河谷 较 ５ｏ ０ 。管 道表 层基 岩裸 露 ，岩体 均 为二 迭 系下 统 冰 狭 窄 ，干流 坝址 以上控 制 流域集 水 面积 １ ５ ｋ ０． ｍ ， ４ 峰组 （１ ） 石 英绢 云片 岩 、绢 云 片岩 夹 大 理岩 、 Ｐｂ 支 沟取 水 口 以上 流 域 集水 面 积 ５６ ｍ２ ．ｋ ，支 沟 汇 入 石英 岩 和 石 墨 片岩 。根据 地 质 和地 形 等 因素 ，规 后 流域集 水 面 积 １ ｍ 。 电站 采用 混 凝 土 面板 堆 １ｋ ２ ｌ 划 一 号 和 二号 线 。一 号线 较 二 号 线 管 线 较 长 ，沿 石 坝 挡 水 ，正 常 蓄 水 位 ３３ ００ ｍ；引 水 系 统 布 １ ．０ 山 脊 布 置 ，垂 直 等 高 线 ；二 号 线 基 本 沿 山脊 布 置 在 朗 达河 左 岸 ，由进 水 口 、引水 渠 道 、引水 隧 置 ，侧 向引水 进 厂 房 ，后 者 线 路 较 短 ，拐 弯 比一 洞 、压力 前 池 、压 力管 道 等 组 成 ，电站 设 计 引 用 号 线 少 ；但 一 号线 沿 山 脊 布 置 并 与 等 高 线 垂 直 ， 流 量 ３２ ｍ／；坝 、 厂 址 相 距 约 ５ ｋ （ 线 距 ．５ ３ ｓ ．ｍ 直 ３ 地 基 强 风化 岩 体 裂 隙较 发 育 ，岩 体完 整 性 差 。各 离） ，利 用 落 差 ９ ０ １ ｍ，电站 装 机 ２ ｌ ＭＷ ，设 计 ｘ２ 方案 工 程量 比较 如 下表 ： 水 头 ８０ ８ ｍ。 朗达河 水 电站 开 发 任务 为 水 力 发 电 ． 如 上所 示 ，虽 然 推 荐方 案 工 程 量 较 比较 方 案 兼顾 下游 生态 环境用 水 。 稍 多 ，但 地 质 稳 定 ，沿 山脊 布 置 ，施 工 较 方 便 。 综 合 考 虑 ，本 次 设 计选 择 一 号 线 为 压 力 管 道设 计 ２ 压 力 管道 线路 布 置 路 线 ，二 号线 为 比较方 案 。 压力 管 线 布 置 于厂 房 后 的 山坡 上 。 主 管道 平 ２１ 地 址条 件 ． 面布 置 为 直 线 ，竖 向 十 四个 纵 坡 。平 面 弯 道 三 地 面 高 程 １３ ．— ２ ２２ ５ ０６ ３ ９ ． ｍ． 地 形 坡 度 ３ 。 个 ，进 口弯 道 转 角 ０ ＝ ５ 。 中间 弯 道 转 角 ０ ＝ Ｏ～ １ １７ ， ２ ５。 Ｏ 。管 道表层 基岩 裸露 ，岩 体 均为 二 迭系 下统 冰 １ ４ ，进 厂 房 转 角 ０ ＝ ５ ｏ 弯 道 半 径 都 为 Ｒ ５。 ３ １０ ； ＝ 峰组 （ｌ ） 石英 绢云 片 岩 、绢 云 片岩夹 大 理 岩 、 Ｐｂ ５ ｍ。管 道 长 度 １８ ２８ ｍ，设 计 流 量 Ｑ ３２ ｍ ／。 ０ ． ９ ＝． ３ ５ Ｂ 石英 岩 和石 墨 片 岩 。管 道 在 管 ０ ７ ９１桩 号 穿 越 前 池 正 常 高 水 位 为 ３ ２ ９２ ｍ，渐 变 段 后 管 道 中 ＋４ ． ９ ．２ 茶树 山一 巴龙背斜 ，管 ０ ７ ９１ 号前 岩层 产 状 心 线 高 程 ３ ２ ６５ ｍ，进 厂 管 道 中 心 线 高 程 ２ 竹 ＋４．桩 ９ ．０ Ｎ 。 １。 ，Ｅ＜ ５ 一 ０ ， 岩 层 倾 向 坡 内 ； 管 ０ ３ ８０ ｍ。 本 电 站 共 两 台 机 组 。 在 厂 房 上 游 ９ 一 １Ｅ ｓ ４ 。 ５ 。 十 ８． ０ ７ ９１桩 号后 岩 层产 状 Ｎ５一 ￣ ／ Ｗ＜ ０ 一 ５ 。岩 １ ．８ ４． ￣ ９ ＥＮ ６ ￣ ６ ￣ ２５ ｍ处 管 道分 岔 连接 到 水 轮 机 ，采 用 单 管单 机
讨论水电站压力管道设计
讨论水电站压力管道设计摘要:压力管道的设计工作是确保水电站正常运行的重要环节之一，因此，只有做好设计把关和设计资格认证等才能够确保所设计压力管道的质量水平。
本文主要探讨了在水电站工程中设计压力管道的时候应该着重注意的几点问题。
关键词:水电站；压力管道；设计一、水电站压力管道的位置选择1.综合考虑多种因素，比选最佳方案通常情况下，在设计压力管道的位置时应该综合考虑各种因素，例如地质、施工条件、地形、运行状况、水力学以及枢纽布置等。
继而设计出几种可行方案，再通过分析各个方案的技术经济指标情况，从中选出最佳的设计方案。
2.符合整体的枢纽布置要求一般水电站设计的压力管道必须符合整体的枢纽布置要求。
同时，铺设压力管道的地区还需要满足以下几个方面的条件，即岩体结构完整稳定、较好的水文地质状况、有利的地质构造、较好的岩性以及方便施工等。
3.确保岩层和压力管道的管线之间的夹角较大通常在设计水电站的压力管道并铺设管线之前，应该测量岩层和预铺设的管线之间的夹角大小，确保夹角较大。
如果岩体的整体呈块状结构，那么夹角要大于30 度；如果岩体呈层状结构，那么夹角要大于45 度。
但是，如果铺设的压力管道位于高地应力地区，那么为了确保岩层的稳定，可以使铺设的管线方向尽可能地和最大水平地的应力方向保持一致。
4.其它建筑物和压力管道之间应保持一定距离一般根据计算限制裂缝所开展的宽度来设计压力管道的结构，所以水电站的一些厂房建筑物尽可能地和铺设的压力管道之间保持一定的距离，从而即使压力管道产生裂缝、发生渗漏也不致会直接影响到水电站的厂房建筑物。
因此，可以在厂房和压力管道之间搭建一段钢管，以实现上述目的。
二、水电站压力管道的管径和水力计算1.压力管道的管径计算通常水电站压力管道的管径又称为横断面尺寸，在计算经济管径的时候要遵循一定的原则，即确保能量损失最少、管道工程费用最小。
此外，只有保证压力管道内部的水流速度小于经济水流速度，才能尽可能地降低能量损失。
冶勒水电站压力管道设计
冶勒水 库是南桠 河梯级 开发 的龙头 水库 。电站
正常 蓄水 位 ２６ ０ ０ ｍ， ５ ．０ 机组 安 装 高程 ２０ ５ ２ ｍ， ０．０ 水库 总库 容 ２ ９ ． ８亿 ｍ 装 机容 量 ２Ｘ１０ ， ２ ＭＷ 。主 要 水工建 筑 物 包 括 ： 青 混 凝 土 心 墙 堆 ห้องสมุดไป่ตู้ 坝 、 沥 泄洪
洞、 放空 洞 、 引水 隧 洞 、 调压 室 、 压力 管 道 、 下 厂房 地
（ ） 下 平段 分 别 与斜 （ ） 斜 （ ） 井 段 由转 角 为 ２ 、 ２ 、 ３斜 ５ 。 ６ ２ 半 径 为 １ ． ｍ 的 立 面 弯 管 连 接 。 主 ９ ８２ ． ６ 、 １２
等 。 电站设 计水 头 ６４８ 引用 流量 ５ ．６ ／。 ４． ｍ， ２６ｍ ｓ
水 电 站设 计 第 ２ 卷 第 １ ７ 期
Ｄ Ｈ Ｐ Ｓ
２０ １ １年 ３月
冶 勒 水 电站 压 力 管 道 设 计
苟 芳蓉 ， 黄 煌 ， 陈子 海
（ 国水 电 顾 问集 团成 都 勘 测 设计 研 究 院 ， 中 四川 成 都 ６０７ ） １０ ２
摘
要 ： 勒水 电站 压 力 管 道为 地 下 埋 藏 式 ， 冶 采用 钢 板 混凝 土衬 砌 结 构 ， 文介 绍 了计 算 原 则 和 计算 方 法 。 本
的强 度 设 计 值 取 ３０ ／ 则 抗 力 限值 ０ Ｎ ｍｍ ，
为
英 岩脉穿 插 。压力 管道 上覆 围岩 厚 度 一 般达 １０～ ５ ２ ０ 岩体 呈微 风化 状 态 ， 力 管 道 沿 线 次及 小 断 ５ ｍ， 压
层 以近 Ｓ ～ＮＥ 向 、 Ｎ 中陡 倾 角 ５ 。～８ 。 主 ， 体 ０ ５为 岩
水电站压力管道—压力管道的路线和布置形式
9.2.2 压力管道的供水方式
a. 单元供水。管道末端可不设 阀门。
b. 联合供水。管道末端必须设 置阀门。
c. 分组供水。管道末端必须设 置阀门。
压力前池 压力钢管 (a)
压力前池 压力钢管 (b)
厂房
尾水渠
河流
厂房 尾水渠
河流
调压室 压力钢管
(c) 阀门
厂房 尾水渠
河流
9.2.3 压力管道的引近方式
(b)
(c)
(d)
(e)
(a)、(b)—正向引近；(c)、(d)—纵向引近；(e)—斜向引近
1. 路线尽可能短、直。(经济，hf和ΔH小)。 2. 地质条件好。山体稳定、地下水位低、避开山崩、雪崩地区
以及山水集中的地区和沉降量很大的地段，可沿山脊布置。 3. 宜避开村镇居民区及交通道路等，若避不开应考虑环境影响。 4. 尽量减小起伏, 避免出现负压；转弯半径R≯3D。
9.2.2 压力管道的供水方式
项目9 压力管道
1
压力管道的功用与类型
2
压力管道的线路选择和布置方式
3
明钢管的构造、附件及敷设方式
4
钢岔管
3
钢筋混凝土管
4
地下埋管
项目9 压力管道
9.2 压力管道的线路选择和布置方式
1
压力管道线路选择
2
压力管道的供水方式
3
压力管道的引近方式
9.2.1 压力管道线路选择
➢ 压力管道线路选择应结合其它建筑物(前池、调压室)和水电站 厂房布置统一考虑。
1. 正向引近：适用于低水头电站。水流平顺、水头损失小，开 挖量小、交通方便。钢管发生事故时直接危机厂房安全。
2. 纵向引近：适用于高、中水头电站。水头损失大，钢管发生 事故时可避免水流直冲厂房。
道真县创水坝二级水电站压力管道设计
镇墩 位置
高程 H 设′ H″设 L1 L″
а′
а″
号 （m）
3＃ 200 910 160.32 162.3 96.5 3.5 29°23′20″ 9°46′56″
6＃ 500 867 268.01 270 96.5 3.5 9°46′56″ 13°53′50″
9＃ 800 820 375.96 378 96.5 3.5 6°54′50″ 20°49′42″ 11＃ 980 757 465.5 467.5 76.5 3.5 20°49′42″ 46°25′00″ 13＃ 1180 613．5 649.57 651.6 96.5 3.5 46°25′00″ 46°25′00″
关键词: 压力管道；优化设计；安全系数；材料选择
1. 概述 创水坝二级水电站位于道真自治县阳溪镇阳溪村，地理位
置为东经 １０７°３８′，北纬 ２９°８′，距道真县城 ４７ ｋｍ 。电站所 在河流凌霄河属芙蓉江一级支流梅江河的左岸支流。电站 ９０％ 保 证 流 量 为 ０．０８ ｍ ３／ｓ。 装 机 容 量 ２ ×８００ kW， 引 水 流 量 为 ０．６４ ｍ ３／ｓ，设计水头 ３８７．８２ ｍ ，９０％保证出力 ２４０ kW，设计年发 电量 ８１２．５ 万 kW·ｈ，设计年利用小时 ５０７８ ｈ。
镇墩采用 Ｃ １５ 毛石混凝土和 Ｃ １５ 混凝土结构，容量 ２２．５４ ｋＮ ／ｍ ３，墩底与岩石基础间磨擦系数 ｆ＝０．５０。钢管内径 Ｄ ＝０．５０ ｍ ， 壁 厚 δ１＝１０ ｍ ｍ 、δ２＝１２ ｍ ｍ 、δ３＝１６ ｍ ｍ 、δ４＝１８ ｍ ｍ 、δ５＝２４ ｍ ｍ ，容量 ７６．９３ ｋＮ ／ｍ ３，与支墩磨擦系数 ｆ＝０．５０，安全系数 ｋｃ＝ １．５，地基载力［δ］＝０．８ Ｍ Ｒ ａ。 ６．１．２ 荷载组合
水电站压力管道施工组织设计
施工组织设计水电站管道及调压井工程施工组织设计承包人:（全称及盖章)施工队长：(签名）日期：年月日目录一、工程概况二、施工平面总布置三、施工进度计划四、主要工程施工方案五、施工组织机构与管理六、施工人员、机械及材料计划七、质量保证措施八、安全生产保证体系及措施九、文明施工与环境保护措施湖北省恩施市仙女湖水电站压力管道以及调压井土建工程一、工程概况XXXXX水电站位于湖北省恩施市东南部新唐乡横栏村境内马尾沟河段，为马尾沟流域梯级开发的第一个梯级。
电站由混凝土挡水闸坝、右岸发电引水系统、岸边式地面厂房等建筑物组成。
挡水建筑物正常蓄水未为971.0 m ，总库容为8.06 m3，电站装机容量10MW.混凝土闸坝顶高程972.5，建筑面积高程950.5 m ，最大坝高22 m;泄洪闸3孔，堰顶溢流泄洪，堰顶高程962。
0 m,采用底流式消能.发电引水系统布置在右案,引水线路全长约为3100 m,设置有调压井，引水隧洞开挖洞径为3.0 m，井后压力管道采用部分明敷和部分埋管结合形式，钢管主管内径1.6 m,支管内径0.8 m。
电站厂房位于下游右岸开阔地带，距坝址约3.5 km.厂房由机组段、安装场、副厂房和尾水平台组成，主厂房长52。
9 m，宽13。
6 m,机组安装高程743。
51 m.升压站布置于厂房后侧台地上。
1.主要建设内容本合同工程建设范围为仙女湖水电站压力管道及调压井（不包括调压井开挖)土建工程。
2．工程施工条件（1）水文气象与工程地质马尾沟流域属亚热带湿润性季风气候区，东无严寒、夏无酷暑、雾多湿重，雨量丰沛，植被良好.流域内暴雨最早出现在4月，大多于10月结束，6—9月为暴雨集中的时期。
流域发生的暴雨多属涡切变型暴雨。
洪水由暴雨形成，洪水发生的时间与暴雨一致，4—10月为汛期，大洪水多发生在6—9月,其中7月份居多.马尾沟流域属山溪性河流，山高坡陡，谷深河窄,洪水具有暴涨暴落、峰高量小等山溪性河流特点.马尾沟流域与清江流域同属温带季风气候区，年平均气温15℃-17℃，7、8月份气温最高,一般为27℃-30℃,12、1月份气温最低，一般为2℃-8℃，极端最高气温44。
水电站压力管道
钢管纵横缝布置
钢管最小厚度：δmin≮(D/800+4)mm，或6mm 防腐、防锈措施：
涂料、喷镀、化学保护。加防锈厚度2mm。
第五节 明钢管的敷设方式、镇墩、 支墩和附属设备
一、敷设方式
❖ 明钢管一般敷设在一系列支墩上，离地面不小于60cm。 ❖ 转弯处设镇墩，将水管完全固定，相当于梁的固定端。 ❖ 水管受力明确，在自重和水重作用下，相当于一个多
作用；低温状态下工作(水温在4℃左右)对钢材的 工作条件不利。 ❖ 制作过程： ➢板裁：冷卷、辊压成形； ➢现场焊接(自动焊、手焊)； ➢检查焊缝(γ射线、超声波)
(二) 钢材性能要求
1、机械性能
❖屈服强度σs 、抗拉强度σb ；塑性指标：断裂时的 延伸率ε、断面收缩率ψ；冲击韧性ak。要求强度 高、塑性好(冲击、低温、加工)可焊性能好。
(1) 蝴蝶阀(Butterfly Valve) ❖ 优点：启闭力小，操作方便迅速，体积小，重量轻，
造价低。
❖ 缺点：开启状态时，阀体对水流有扰动，水头损失 较大；关闭状态止水不严。
❖ 动水中关闭，在静水中开启
(2) 球阀：球形外壳+可旋转的圆筒形阀体+附件。 ❖ 优点：开启状态时没有水头损失，止水严密，能承
2. 经验公式法：简化条件推导公式。精度较低，初
步设计时采用
D 7 5.2Qm3 ax H
Qmax——压力管道设计流量，H—设计水头
3. 经济流速法：压力管道经济流速一般为4~6m/s，
最大不超过7m/s，Ae= Qmax/Ve
第四节 钢管的材料和管身构造
一、钢管的材料
❖ 钢管所用钢材应根据钢管结构型式、钢管规模、使用 温度、钢材性能、制作安装工艺要求以及经济合理等 因素选定。
水电站压力管道布置设计
水电站压力管学号： ******云南农业大学水利学院2017年12月设计说明压力管道的设计步骤一般包括：（1）压力管功能布置；（2）压力管固定方法、设计；（3）压力管应力分析、计算；（4）压力管强度校核；（5）压力管抗外压稳定计算。
一、基本资料及参数1、最大发电流量Qmax=16m3/s；2、上游正常水位1000m；3、下游设计尾水水位850m；4、管轴线与水平线夹角35o；5、上游正常水位至伸缩节水位差7m；6、镇墩与地基摩擦系数f=0.5；7、支墩与管身摩擦系数f=0.3；8、伸缩节摩擦系数f=0.4；9.水轮机调节时间T s=5~6S。
二、压力管功能及布置功能：从水库、前池或调压室向水轮机输送水量。
布置：采用明钢管敷设。
布置时要尽可能选择短而直的线路，明钢管敷设在陡峭的山坡上；尽量选择良好的地质条件，明钢管敷设在坚固而稳定的山坡上，支墩和镇墩尽量设在坚固的岩基上，并清除表面覆盖层；尽量减少管道的起伏波折，避免出现反坡，利于管道排空，明钢管底部应高出地表至少0.6米，以便安装和检修；避开可能发生山崩或滑坡的区，明钢管尽量沿山脊布置，避免布置在山水集中的山谷中，若明钢管之上有坠石或可能崩塌的峭壁，要事先清除；首部设事故闸门，并考虑设置事故排水和防冲设施。
三、明钢管的固定、设计1.明钢管的敷设明钢管敷设在一系列支墩上，底部应高出地表0.65米。
明钢管宜做成分段式，在首尾设镇墩，两镇墩之间设伸缩节。
伸缩节布置在管段的上端，靠近上镇墩处。
敷设方式如图：2.明钢管的设计（1）管径的确定采用经验公式——彭德舒公式来初步确定压力钢管的经济直径：D =√5.2Q max 3H 7式中：Q max 为钢管的最大设计流量，m 3/s ；H 为设计水头，m 。
由基本资料得：Q max =16m s /sH =1000m −850m =150m所以D =√5.2Q max 3H 7=√5.2×1631507=2.03m ≈2.05m 压力钢管直径进制采用D=50mm 为模,所以取D=2.05m 。
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水电站压力管课程设计学院：水利学院专业：水利水电工程科目：水电站课题：水电站压力管道课程设计姓名：学号： 313174云南农业大学水利学院2017年12月设计说明压力管道的设计步骤一般包括：（1）压力管功能布置；（2）压力管固定方法、设计；（3）压力管应力分析、计算；（4）压力管强度校核；（5）压力管抗外压稳定计算。
一、基本资料及参数1、最大发电流量；2、上游正常水位1000m；3、下游设计尾水水位850m；4、管轴线与水平线夹角；5、上游正常水位至伸缩节水位差7m；6、镇墩与地基摩擦系数；7、支墩与管身摩擦系数；8、伸缩节摩擦系数；9.水轮机调节时间。
二、压力管功能及布置功能：从水库、前池或调压室向水轮机输送水量。
布置：采用明钢管敷设。
布置时要尽可能选择短而直的线路，明钢管敷设在陡峭的山坡上；尽量选择良好的地质条件，明钢管敷设在坚固而稳定的山坡上，支墩和镇墩尽量设在坚固的岩基上，并清除表面覆盖层；尽量减少管道的起伏波折，避免出现反坡，利于管道排空，明钢管底部应高出地表至少0.6米，以便安装和检修；避开可能发生山崩或滑坡的区，明钢管尽量沿山脊布置，避免布置在山水集中的山谷中，若明钢管之上有坠石或可能崩塌的峭壁，要事先清除；首部设事故闸门，并考虑设置事故排水和防冲设施。
三、明钢管的固定、设计1.明钢管的敷设明钢管敷设在一系列支墩上，底部应高出地表0.65米。
明钢管宜做成分段式，在首尾设镇墩，两镇墩之间设伸缩节。
伸缩节布置在管段的上端，靠近上镇墩处。
敷设方式如图：2.明钢管的设计（1）管径的确定采用经验公式——彭德舒公式来初步确定压力钢管的经济直径：式中：为钢管的最大设计流量，；H为设计水头，m。
由基本资料得：所以压力钢管直径进制采用D=50mm为模,所以取D=2.05m。
（2）管长确定上游正常水位1000m，闸门进口水位为993m，上游正常水位至伸缩节水位差7m，下游设计为水位850m。
取进口直管段长5m，出口直管段长5m。
斜管段垂直距离为993-850=143m，管轴线与水平线夹角。
所以斜管段长所以，压力管道总长为四、压力管水击计算1.直接与间接水击的判断明钢管水锤波速可近似的取为1000m/s，已知水轮机调节时间。
所以水轮机开度的调节时间，故为间接水击。
2. 第一项水击与极限水击判断为起始开度，当电站满负荷运行时，；当电站以部分负荷运行时。
为水锤常数。
当时发生第一相末水锤，为第一相水击，除第一相水击以外的各种水锤现象统统归入极限水击一类。
当电站满负荷运行时，所以为极限水击。
3.水击公式选择阀门开度变化时管道中水流动量的相对变化率：水锤的最大值：所以4.水击常数的计算5.动水头计算水头变化令也称水锤压强，令所以即满负荷运行时，水电站压力管道的总水头为177.9m。
五、压力管应力分析及结构设计1.明钢管的荷载根据应用条件，明钢管的设计荷载有：（1）内水压力；（2）钢管自重；（3）温度变化引起的力；（4）镇墩和支墩不均匀沉陷引起的力；（5）风荷载和雪荷载；（6）施工荷载；（7）地震荷载；（8）管道放空时通气设备造成的负压。
2.管壁厚度计算管壁的厚度一般经结构分析确定。
管壁的结构厚度取为计算厚的加2mm 的锈蚀裕度。
考虑制造工艺、安装、运输等要求，管壁的最小结构厚度不宜小于下式确定的数值，也不宜小于6mm。
初步确定管壁的计算厚度计算时，该式未计入一些次要应力，用以确定管壁厚度时容许应力应降低。
所以满足要求。
计算时取,2mm不能用于强度计算。
3.荷载组合选择（A1、2、5、7、8）（1）水管自重的轴向分力A1查钢管的密度为785g/cm3:（2）作用在阀门或堵头上的内水压力A2（3）伸缩节变化处的内水压力A5取填料厚度为22mm，所以,为2.05m。
所以（4）温度变化时伸缩节填料的摩擦力A7取伸缩节可调节长度b=15cm，已知伸缩节摩擦系数f=0.4。
所以（5）温度变化时水管与支墩的摩擦力A8支墩与管身摩擦系数；；每米水重：（6）总应力4.计算断面（跨中断面1-1断面）（1）切向（环向）应力的管壁的切向应力主要由内水压力引起。
对于倾斜的管道：对于水电站压力管道，等号右端的第二项是次要的，只有当时才有计入的必要（低水头大流量才有用，高水头的不考虑）。
所以计算时不考虑第二项。
（2）径向应力管壁内表面的径向应力等于该处的内水压强，即：“-”表示压应力，“+”表示拉应力。
管壁外表面径向应力为0，径向应力较小。
（3）轴向应力跨中断面的轴向应力由两部分组成，即有水重和管重引起的轴向弯曲应力及各轴向力引起的应力。
对于支承在一系列支墩上的管道，其跨中弯矩M可按多跨连续梁求出。
轴向弯曲应力式中：，，在管顶和管底，和，,最大管道各轴向力其合力为，由此引起的轴向力为跨中断面剪应力为0。
所以，轴向应力六、压力管强度校核钢管的工作处于三维应力状态，强度校核的方法是求出计算应力并与容许应力作比较，而不是直接采用某一方向的应力与容许应力作比较。
钢管的强度校核目前多采用第四强度理论，其强度条件为式中：为焊缝系数，取0.900.95。
由于、、一般较小，故可以简化为第三强度理论取，所以该压力钢管在正常运行时充满水的情况，强度校核满足第三强度理论条件。
七、压力管抗外压稳定计算钢管是一种薄壳结构。
能承受较大的内水压力，但抵抗外压能力较低。
在外压的作用下，管壁易于失去稳定，屈曲成波形，过早的失去承载力。
因此，在按强度和构造初步确定管壁厚度之后，尚需进行外压稳定校核。
在不同的外压作用下，有多种管壁稳定问题。
明钢管在均匀径向外压作用下的稳定：对于沿轴线可以自由伸缩的无加劲环的明钢管，管壁的临界外压钢的弹性模量满足抗外压稳定要求。
所以不需要设置加劲环增加抗外压稳定。
注意：对设有加劲环的管壁，临界外压式中：l为加劲环的间距；n为屈曲波数。
需假定不同的n，用试算法求出最小的。
n值可用下式估算：其中D为管径。
八、镇墩支墩设计1、镇墩的设计镇墩一般布置在管道的转弯处，以承受因管道改变方向而产生的不平衡力，将管道固定在山坡上，不允许管道在镇墩处发生任何位移。
在管道的直线段，若长度超过150m，在直线段的中间也应设至镇墩。
在压力钢管进水口及下游出水口折管段分别布置首末镇墩，由于压力钢管长度超过150m，所以宜在斜管段中部设中镇墩。
（1）下镇墩计算求各轴向力分量取x轴水平顺水流方向为正，y轴垂直向下为正，水管轴线交点为坐标原点，求出轴向力总和在x轴和y轴的分力：式中：为压力钢管的倾角，35°；则：抗滑抗倾计算取抗滑稳定安全系数Kc=2.0镇墩与地基的摩擦系数f=0.5，则镇墩的理论重量：查规范可得混凝土的容重；取外包厚d=0.7m，则可得：取H=B=3.5m。
镇墩体积则由图的三角形关系得：所以，满足抗倾要求。
（2）中镇墩计算①求各轴向力分量取x轴水平顺水流方向为正，y轴垂直向下为正，水管轴线交点为坐标原点，求出轴向力总和在x轴和y轴的分力：抗滑抗倾计算取抗滑稳定安全系数Kc=2.0镇墩与地基的摩擦系数f=0.5，则镇墩的理论重量：查规范可得混凝土的容重；取外包厚d=0.7m，则可得：取H=B=3.5m镇墩体积则由图的三角形关系得：所以，满足抗倾要求。
故中镇墩的尺寸如上述计算，由于上镇墩所受的力比中镇墩小，且中镇墩尺寸较适中，故上镇墩采用与中镇墩相同的尺寸。
2、支墩的设计支墩的作用是承受水重和管道自重在法向的分力，相当于梁的滚动支承，允许管道在轴向自由移动。
支墩的间距应通过结构分析和经济比较确定，一般在m之间。
大直径的钢管可采用较小的支墩间距，可减小到3m。
钢管直径2.05m,取支墩间距为10m，布置21个支墩，在压力钢管进水口下游水位990m处布置伸缩节。
支墩的设计同镇墩设计。
（1）荷载计算支墩的结构受力分析，由于支墩间距为10m，所以作用在支墩上的钢管自重应力及水重的分力为：水管自重：管重水重则钢管与支墩间的摩擦力为：式中：为支墩与管身摩擦系数f=0.3；则：钢管与支墩间的摩擦力由升温和降温引起，故考虑温度变化时的荷载分别为：①温升时，沿平行管轴向上的方向。
钢管与支墩间的摩擦力式中：q为单位长度的管和水的重量为支墩与管身摩擦系数f=0.3；则：②降温时，A3沿平行管轴向下的方向：（2）抗滑计算取抗滑稳定安全系数k c=1.5，支墩与管道间的摩擦系数f k=0.3。
温升情况下降温情况下故支墩的理论重量按温升时来进行计算G=1165.82kN混凝土的容重,支墩的理论体积取支墩的宽B=H=3.5m，长计算书一、压力钢管管径、管厚及水击计算1.管径的确定压力钢管直径进制采用D=50mm为模,所以取D=2.05m。
2.管长确定斜管段垂直距离为993-850=143m，管轴线与水平线夹角。
所以斜管段长所以，压力管道总长为3.压力管水击计算（1）直接与间接水击的判断水轮机开度的调节时间，故为间接水击。
（2）第一项水击与极限水击判断当电站满负荷运行时，所以为极限水击。
阀门开度变化时管道中水流动量的相对变化率：（3）水击常数的计算（4）动水头计算令即满负荷运行时，水电站压力管道的总水头为177.9m。
二、压力管强度设计1.管壁厚度计算初步确定管壁的计算厚度满足要求。
计算时取,2mm不能用于强度计算。
2.荷载计算（1）水管自重的轴向分力A1（2）作用在阀门或堵头上的内水压力A2（3）伸缩节变化处的内水压力A5取填料厚度为22mm，所以,为2.05m。
所以（4）温度变化时伸缩节填料的摩擦力A7 （5）温度变化时水管与支墩的摩擦力A8 （6）总荷载3.应力计算（1）切向（环向）应力的对于倾斜的管道：计算时不考虑第二项。
（2）径向应力（3）轴向应力式中：，，在管顶和管底，和，,最大管道各轴向力其合力为，由此引起的轴向力为跨中断面剪应力为0。
所以，轴向应力4.压力管强度校核第三强度理论取，所以5.压力管抗外压稳定计算对于沿轴线可以自由伸缩的无加劲环的明钢管，管壁的临界外压三、镇墩支墩设计1、镇墩的设计（1）下镇墩计算抗滑抗倾计算：镇墩的理论重量：取外包厚d=0.7m，则可得：取H=B=3.5m。
镇墩体积由图的三角形关系得：所以，满足抗倾要求。
（2）中镇墩计算抗滑抗倾计算：镇墩的理论重量：取外包厚d=0.7m，则可得：取H=B=3.5m镇墩体积则由图的三角形关系得：所以，满足抗倾要求。
中镇墩的尺寸如上述计算2、支墩的设计1.荷载计算水管自重：管重水重则钢管与支墩间的摩擦力为：钢管与支墩间的摩擦力由升温和降温引起，故考虑温度变化时的荷载分别为：①温升时，沿平行管轴向上的方向。
钢管与支墩间的摩擦力式中：q为单位长度的管和水的重量为支墩与管身摩擦系数f=0.3；则：②降温时，A3沿平行管轴向下的方向：（2）抗滑计算取抗滑稳定安全系数k c=1.5，支墩与管道间的摩擦系数f k=0.3。