白水江三级水电站调压井设计优化

排横撑梁 。
通洞相连 ，平面布 置详 见图 １ 。双井穹顶岩体厚 度 也 仅 为 开挖 洞 径 的 ２０倍 ，与 单 井 形 式 没 有 本 ． 质 区别 ，且 双 室 式 调 压 井 水 流 条 件 复杂 ，洞 室 较
多 ，施 工较 复 杂 ，对 引 水 隧 洞 施 工 干 扰 较 大 ，不
洞 径 均 为 １ ｍ，一 个 布 置 在 引水 隧洞 上 ，另 一 个 ７ 布 置 在 ２施 工支 洞 上 ，上 下各 通 过 内 径 ５ 的 连 ｍ
５６倍 。上 室井 筒 高 １．ｍ，采 取 全 断 面 系 统 锚 ． ４５ 杆 和 固 结灌 浆 的 围岩 加 固措 施 ， 并 间 隔 ５ 设 两 ｍ
调压 井 优 化 调 整 的 思 路 之 二 。
喷支护 的调压 井后 边坡 和坡 上居 民房 出现大 量 裂缝 ，附近 电线杆倾斜 ，而此 时井 筒靠 下游侧 尚
未 挖 到 完 整 基 岩 。当 时正 值 雨 季 ，继 续 往 下 开 挖 随 时 可 能 发 生 滑 坡 。故 立 即停 止 开 挖 ，搬 迁 坡 上
流条件会 更好 。 考虑到调压井施 工拟 采用导井挖
通 后 经 ２施 工 支 洞 出碴 的方 式 ， 压 力 管 道 开 挖 而 也 是 通 过 ２施 工 支 洞 ， ７ 的水 平 连 接 段 正 是 为 ｍ 调 压 井 出碴 用 ， 避 免 与 压 力 管 道 的 施 工 相 互 干
【 关键 词 】 调压 井 优化 水 电站 白水 江 【中图分 类 号 】
【０ Ｄ Ｉ编码 】
Ｔ ７３ ５ 【 Ｖ ２ ． 文献 标 识码 】 Ｂ 【 章 编号 】 １ ７ —２ ６ （ ０ ２ ０ —０ ５ —０ 文 ６２ ４９ ２ １） ３ ０７ ３
１．９ ９ ｊ ｉＳ． ６２ ４９ ２ １． ３０ ７ ０ ３ ６ ／ ． Ｓ ｎ １ ７ —２ ６ ． ０ ２ ０ ． １
居 民，调整设计方案 。
３ 优 化 过 程
经复核计算 ， 压井波动稳 定断面为 ４０ 。 调 ７ ｍ 选 取 发 电建 筑 物 校 核 洪 水位 （ ８ ．ｍ）加 ２台 机 ４ ００ 全 甩 负 荷 的工 况 计 算 调压 井 最 高 涌 浪 ； 取 发 电 选 死 水 位 （７ ．ｍ）Ｈ１台机 满 发 ， １台机 由空 转 增 ４ ３０ ２ 荷至满 发的工况计算调压井 最低涌浪 。 调压井优 化一开始仍采用 阻抗式调压井 ， 拟 采用 受力条件较好 的圆形 单井 形式 。 为满足波动
形 阻抗式 明挖调 压井 。开挖 过 程 中调压 井 后边 坡 出现 滑坡 迹 象 ，优 化调 整 后将 调压 井 上移 至地 质 条件 较好 的 山体 内 ，以避 开表 层深 厚松 散 堆积 层 ，缩 小上 室开 挖跨 度 。通 过设 溢流 洞 和下 室 降低 井筒 高度 ，通 气洞
兼作 施工 支 洞 ，解 决 了调压 井施 工 中 的安 全 问题 ，并 节省 了工程 投 资 。
宜采 用。
图 ２ 溢 流式 调压 井平 面布 置 图
图 １ 双 井式 调压 井 平面 布置 图
图 ３ 溢 流式 调压 井 纵剖 面 图
４ 优 化后 结构 布 置
从上 面 的分 析 可 以看 出 ， 为确 保 施 工 安 全 ，
一
调 压 井 溢 流 采 用 两 个 衬 后 洞 径 ４Ｏ ４Ｏ ．ｍ￣ ． ｍ 的城 门 洞 形 断 面 ， 中 心 距 ２ ｍ，溢 流 洞 底 高 程 ｌ ４ ０１５ ８ ．２ ｍ， 略 高于 正 常 蓄 水 位 ４ ０ ８ ｍ。 当发 生 校
宜采用 。
当 时位 于 原 调 压 井 上 游 约 １２ 的 ２施 工 支 ７ｍ 洞 已经 贯通 ， 个 支 洞 及 上 下 游 已开 挖 的主 洞 均 整 为 完 整 的灰 岩 ，地 质 条 件 较 好 ，是 布 置 大 尺 寸 地 下 洞 室 的理 想 之 地 。 压 井 优 化 调 整 的思 路 之 一 调
设 计 与施工
水 利规 划 与设计
２１ ０ ２年第 ３期
白水 江 三级 水 电站 调压 井 设计 优 化
张泽辉 娄绍撑 余 学彦
（ 浙江省水利水 电勘 测设计院 杭州 ３ ０ ０ ） １０ ２
【 摘 要 】
白水 江三 级 水 电站 为低 水头 、大流 量 引水 式水 电站 。调压 井 稳定 断 面为 ４ ０ 。 ７ ｍ，原 设计 为矩
案 工 程 量 大 、费用 高 ，对 已出 现 裂 缝 的边 坡 可 能
进 水 口、发 电引 水 隧 洞 、调压 井 、压 力 管 道 等 组 成 。电站 装 机 容 量 ４ ＭＷ ，额 定 水 头 ４ ｍ，发 电 ８ ５
引水 流 量 １ ５２ ／。 ２ ．ｍ ｓ
造 成 新 的破 坏 ，施 工 存 在 较 大 的风 险和 难 度 ，不
死 水 位 ４ ３Ｏ 减 去 引 水 隧 洞 最 大 水 头 损 失 ，取 ７ ．ｍ ４ ９０～ ４ ０１ ５ 。 项 高 程 根 据 最 高 涌 浪 取 ６． ７ ．５ ｍ ４ ３５ ４ ４６ ５ ８ ．～ ８ ．５ｍ。 上 覆 岩 体 厚 度 为 开 挖 跨 度 的
・５ ・ ８
室高度 的结构布置形式 。 连通上室和下室 的竖 井
２ ０ 年 ８ 月 ， 原 调 压 井 在 开 挖 至 高 程 ０５ ４ ４０ ９ ．ｍ，距 设 计底 高 程 还 有 ３ ｍ 时 ， 已进 行 锚 ２
置 方 式 ， 调 压 室 主 室 放 在 地 质 条件 较 好 的 山体 将 围岩 中 ， 而 避 开 表 层 深 厚 松 散 堆 积 层 是 本 工 程 从
原 设 计 调 压 井 布 置 在 厂 后 边 坡 上 ，地 形 平 缓 ，为 明挖 阻抗 孔 式矩 形 调 压 井 ，井 筒 衬 后 尺 寸 ５ ｍ￣ ０ ３ｍ （ × × ） ０ １ｍ￣ ５ 长 宽 高 ，顶 部 高程 ４ ８０ ９ ．ｍ。 根 据 钻 孔 揭 露 情 况 ， 原 调 压 井 处 出 露 的 岩 土 层 有 ：（ ）砂 土 夹 灰 岩 碎 屑 、孤 石 ，钻 孔 揭 露 表 层 １
进 行 了回 填 石 渣 处 理 ，并 做 好 排 水措 施 ，定 期监
为 给 调 压 井 补 气 ， 在 上 室 顶 部 设 一 个 ３Ｏ ３５ 的 城 门 洞 形 隧 洞 作 为 通 气 洞 通 往 山 ．ｍｘ ．ｍ
测 。至 今 没 有 发 现 新 的裂 缝 和 边 坡 变 形 ，原 计 划
高 度 ，最 低 涌 浪 补 水 由 下 室补 充 。因 此 ，设 计 最
终 采 用 带 双 室 的溢 流 式 调 压 井 。 调 压 井 位 于 施 工 支 洞 下 游 侧 １ｍ 处 ， 由上 ３ 室 、溢 流 洞 、下 室 、竖井 、水 平 连 接 洞 和 通 气 洞 组 成 ，平 面 布 置和 纵剖 面 详 见 图 ２ 图 ３ 、 。 上 室 为 城 门 洞 型 ， 断面 衬 后 尺 寸 ７ ｍ￣ ｍ， 横 ０ ７
・５ ７・
设 计 与施工
水 利规划 与设 计
２ １ 第 ３期 ０ ２年
稳 定 条 件 ， 后 洞 径 须 ２ ｍ。 据 涌 浪 计 算 成 果 ， 衬 ５ 根 穹顶 高 程 ４ ５Ｏ 底 高程 ４ ４５ 井 筒 高 ３ ． ９ ．ｍ， ６ ．ｍ， ０５ ｍ， 通 过 内径 ５ 长 ９５ 的 阻抗 孔 与 引水 隧洞 相 连 。 ｍ、 ．ｍ 穹 顶 开 挖 面 距 弱 风 化 基 岩 底 界线 约 ３ ｍ， 挖 跨 ８ 开 度 达 ２ ｍ，而 岩 体 厚度 仅 为洞 径 的 １３倍 ，且 上 ９ － 覆 约 ２ ｍ 厚 的松 散堆 积 层 ，有 失 稳 的 风 险 。 ５ 为 减 小 开挖 跨 度 ，考 虑 采 用 双 井 形 式 ，衬 后
方 面 应 减 小 调 压 井 跨 度 ， 弃 圆 形 结 构 断面 形 放
核 洪 水 位 两 台机 全 甩 负荷 工 况 时 ， 入 调 压 井 的 涌 瞬 时 最 大 流 量 为 １Ｏ ／，刚 好 满 溢 流 洞 ， 弃 水 ｍ ｌ ｓ 均 经 一 段 斜 洞 泄 入 ２施 工 支 洞 ，再 排 入 白水 江 。 溢 流 洞 和 施 工支 洞 均 采 用 钢 筋 混 凝 土 衬 砌 。
应该是移往地质 条件较好 的上游位置 。 ２施 工 支 洞 与 主 洞 交 点 附 近 的 山坡 高 程 为
５０ ６ ｍ，弱 风 化 基 岩 底 界 线 高 程 ５ ５ 左 右 。借 鉴 ３ｍ
抽 水 蓄 能 电站 尾 水 调 压 室 和 气 垫 式 调 压 室 的 布
松散堆积层厚度 ２ ． ２ ｍ；（ ）灰岩 ，为二迭系下 ５ ２ 统 栖 霞 组 地 层 ，完 整 性 好 ，钻 孔 ＲＱ 值 达 ８ ％ Ｄ ５ 以上 ，节 理 裂 隙不 发 育 。
设计 与施 工
水利 规划 与设 计
２１ ０ ２年第 ３期
衬 后 直 径 ５Ｏ 通 过 一 段 ７ 的 水 平 连 接 段 与压 ．ｍ， ｍ
（ ）通 气 洞 兼 作 施 工 支 洞 ， 且 在 开 挖 过 程 ６
力 管 道 相 通 。如 将 竖 井 直 接 开 在 压 力 管 道 上 ，水
迁 移 的居 民也 没 有 搬 迁 。
坡 ，出 口底 高程 ４ ３１ ９． ｍ，通气 洞兼作 调压井 的 施工支洞 。 由于调压井 及相邻建筑物较 多， 空间结构交 叉 ，距 内 昆铁 路 手 扒 岩 隧洞 最 短 距 离 仅 ５ ｍ，开 ０
下 室 为 圆形 断 面 ， 后 直 径 ５Ｏ 长 ６ ． 衬 ．ｍ， ０Ｏ ｍ， 底 高 程 ４ ８Ｏ ， 顶 高 程 ４ ３Ｏ ， 最 低 涌 浪 ５ ．ｍ ６ ．ｍ ４ ８９ ｍ，压 力 余 幅 ８５ ５ ．９ ．ｍ。下 室 之 所 以采 用 转 弯
式 ，采 用 跨 度 较 小 的窄 长 矩 形 断 面 ；另 一 方 面 应 降 低 穹 顶 高 程 ，增 加 上 覆 岩 体 厚 度 ，考 虑 布 置 溢 流 洞 ，降 低 最 高 涌 浪 ，同时 为 了进 一 步 减 小 井 筒
１ 问题 的 提 出
白水 江 三 级 水 电站 位 于 云 南 省 昭 通 市 盐 津 县 境 内 ，发 电 引水 建 筑 物 布 置 在 白水 江 右 岸 ，由
倒 挂 井 方 式 明挖 ，则 须 采 用 圈梁 锁 口、井 周 岩 体 预 固 结 灌 浆 和 锚 筋 索 预 加 固等 强 支 护 措 施 。 方 该
扰。
中可根据地质情 况进 一步确定上室 的位置 。 调 压 井 经 过 以上 优 化 调 整 后 ， 筒பைடு நூலகம்高度 由原 井 设 计 的 ３ ｍ 降到 １．ｍ，施 工 较 简 单 ，施 工 安全 ５ ４５
有 了保 障 ，并 比 原 设 计 方 案 节 省 投 资 ２ ２万 元 。 １ 调 压 井 优 化 调 整 后 ，原 调 压 井 已开 挖 部 分及 坡 脚
衬 砌厚 ｌ ｍ。上 室 纵坡 为 １６ ％，底 高 程 以发 电 ．５
形 式 ，是 为 了与 上 游 同一 水 平 面 的 内 昆铁 路 手 扒 岩 隧洞 保 持 最 小 ５ ｍ 的距 离 ，避 免 内水 外 渗 造 ０ 成 对 铁 路 的 影 响 。若 取 消 下 室 ，根 据 最 低 涌 浪 计 算 ，上 室 底 高 程 须 降低 至 ４ ４５ ６ ．ｍ，则 上 室 井 筒 高 度 增 加 至 １ ．ｍ， 加 石 方 开 挖 ｌ４ ｍ 加 ９５ 增 ５ ４ ，增 钢 筋 混 凝 土 衬 砌 ３ ９ ，故采 用 设 下 室 而 降低 上 Ｉｍ
作 者 简介 ：张泽 辉 （ ９８年一 ） １７ ，男 ，高 级工程 师 。
２ 优 化思 路
我 院接 手 设 计 后 ，立 即 进 行 了补 充勘 探 ，发 现 整 个 厂 后 边 坡 表 层 松 散 堆 积 层 范 围 广 、 覆 盖 深 ，没 有 合 适 的位 置进 行 调 压 井 移 位 。如 果 采 用