文登抽水蓄能電站地下廠房施工仿真分析

(6)不考慮水流流速、地震因素。 4．6．2荷載組合 (1)施工期 自重、地基反力、側(cè)向山巖壓力、側(cè)向水壓力、揚(yáng)壓力、頂板上施工機(jī)械荷載(攔污柵槽處的斷面 為支承墩傳遞最不利荷載)。 (2)檢修期(以死水位控制) 自重、地基反力、側(cè)向山巖壓力、側(cè)向水壓力、揚(yáng)壓力、水壓差、支承墩傳遞最不利荷載(tt-污柵 船槽處的斷面)。． (3)運(yùn)行期(以校核水位控制) 自重、地基壓力、傭向山巖壓力、側(cè)向水壓力、揚(yáng)壓力、水壓差、支承墩遞最不利瞢載(攔污柵櫥 槽處的斷面)。 4．7喇叭段未端側(cè)墻與底板結(jié)構(gòu)計(jì)算。 4．7．1計(jì)算假定與方法 (1)喇叭段未端側(cè)墻按擋土墻結(jié)構(gòu)計(jì)算，土壓力計(jì)算按庫(kù)倫理論有關(guān)公式計(jì)算，不考慮墻前被 動(dòng)土壓力，但考慮施工期、檢修期、運(yùn)行期水位的影響． (2)喇叭段未端底板按反粱法計(jì)算．假定側(cè)墻(即邊墩)、中墩、隔墩為基礎(chǔ)粱的支座，單位長(zhǎng)底

廣州抽水蓄能電站地下廠房探硐的施工

南陽回龍抽水蓄能電站地下廠房設(shè)計(jì)——地下廠房采用一字形布置，由主洞室和尾閘室兩條洞室平行布置。該電站面臨著激振頻率高、上部受力、基礎(chǔ)薄弱等對(duì)抗振及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分不利的局面。通過多種工況的整體結(jié)構(gòu)三維有限元?jiǎng)印㈧o力分析,從而掌握了結(jié)構(gòu)的受力特性,結(jié)...

巖爆是地下工程開挖施工中發(fā)生在高地應(yīng)力、完整脆性巖體內(nèi)的一種地質(zhì)災(zāi)害,極大威脅施工人員和設(shè)備的安全。通過對(duì)周寧抽蓄水電站地下廠房ⅰ層上游側(cè)頂拱開挖時(shí)發(fā)生輕微巖爆現(xiàn)象的觀測(cè),分析其特征和規(guī)律,從實(shí)踐中總結(jié)出一套預(yù)防和治理巖爆的方法,可供類似工程施工時(shí)參考借鑒。

根據(jù)電站功能的需求,引入了裝飾與功能結(jié)合,對(duì)交通洞、主變洞、廠房進(jìn)行裝修設(shè)計(jì),采用防潮、隔音材料,運(yùn)用明暗虛實(shí)的對(duì)比手法,在滿足功用的前提下,通過視覺效果,營(yíng)造良好的地下洞室工作環(huán)境。

研究抽水蓄能電站地下廠房通風(fēng)環(huán)境對(duì)于水電站的運(yùn)行管理具有重要意義。根據(jù)華東某抽水蓄能電站的廠房環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)其地下廠房生產(chǎn)區(qū)域中的副廠房公用配電室存在溫度分布不均勻與通風(fēng)效率低下的問題?；谠搹S房生產(chǎn)區(qū)域的布置情況,初步分析其成因是通風(fēng)口分布不合理造成局部累積的散熱量無法有效通過風(fēng)口排出。基于此,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)布置提出2種方案,運(yùn)用cfd方法結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證之后,針對(duì)2種優(yōu)化方案進(jìn)行cfd數(shù)值計(jì)算選取優(yōu)化方案,并根據(jù)該方案進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。結(jié)果表明,該方案具有一定的可行性。

針對(duì)溧陽抽水蓄能電站廠區(qū)工程地質(zhì)條件,對(duì)溧陽地下廠房洞室群的布置進(jìn)行深入研究,重點(diǎn)對(duì)地下廠房的位置、縱軸線方向及球閥布置的選擇等進(jìn)行詳細(xì)的論證。在此基礎(chǔ)上介紹整個(gè)地下廠房洞室群的各主要建筑物的布置情況。目前施工和開挖揭露的廠區(qū)地質(zhì)情況與前期勘探情況基本一致,進(jìn)一步證實(shí)了電站地下廠房洞室群布置方案是合理的、可行的。

清遠(yuǎn)抽水蓄能電站輸水發(fā)電系統(tǒng)處在沉積巖與花崗巖的接觸帶上,地下廠房洞室群位置選擇是工程地質(zhì)勘察的重點(diǎn)和難點(diǎn)。通過常規(guī)地質(zhì)測(cè)繪,查明了地下廠房洞室群區(qū)的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造控制條件,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了深孔、地質(zhì)探洞的優(yōu)化布置與勘察,并進(jìn)行了地應(yīng)力測(cè)試及巖體力學(xué)試驗(yàn),經(jīng)過認(rèn)真分析研究,科學(xué)準(zhǔn)確地確定了廠房洞室群的位置。工程開挖表明:選出的地下廠房洞室群位置的工程地質(zhì)條件在輸水發(fā)電系統(tǒng)中最好,巖體完整、斷層不發(fā)育,工程地質(zhì)條件良好,為優(yōu)化支護(hù)設(shè)計(jì)和施工創(chuàng)造了有利條件。

抽水蓄能電站地下廠房施工期的照明問題比較復(fù)雜,其最優(yōu)照度分配問題國(guó)內(nèi)也鮮有研究。蓄能電站地下廠房系統(tǒng)不僅要最大限度節(jié)省成本還要考慮施工期照明質(zhì)量及照明效果,避免安全事故的發(fā)生,針對(duì)這一特點(diǎn),本文建立了基于遺傳算法的蓄能電站地下廠房施工期智能優(yōu)化模型,以照明系統(tǒng)耗能最小作為運(yùn)行的目標(biāo)函數(shù),使各照明燈具照度分配達(dá)到最優(yōu)。并對(duì)其進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該方法可以按不同的照度需求調(diào)節(jié)地下廠房?jī)?nèi)各照明燈具,使其獲得最佳的優(yōu)化照度,可以在保證照明質(zhì)量的前提下最大限度的節(jié)省施工期的照明成本。

抽水蓄能電站地下廠房施工期的照明問題比較復(fù)雜,其最優(yōu)照度分配問題國(guó)內(nèi)也鮮有研究。蓄能電站地下廠房系統(tǒng)不僅要最大限度節(jié)省成本還要考慮施工期照明質(zhì)量及照明效果,避免安全事故的發(fā)生,針對(duì)這一特點(diǎn),本文建立了基于遺傳算法的蓄能電站地下廠房施工期智能優(yōu)化模型,以照明系統(tǒng)耗能最小作為運(yùn)行的目標(biāo)函數(shù),使各照明燈具照度分配達(dá)到最優(yōu)。并對(duì)其進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該方法可以按不同的照度需求調(diào)節(jié)地下廠房?jī)?nèi)各照明燈具,使其獲得最佳的優(yōu)化照度,可以在保證照明質(zhì)量的前提下最大限度的節(jié)省施工期的照明成本。

2013年4月,在連續(xù)通風(fēng)工況下對(duì)白蓮河抽水蓄能電站地下主、副廠房及主變室等洞室的溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速等進(jìn)行了晝夜連續(xù)性監(jiān)測(cè),基于測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算得到了電站通風(fēng)工況的能效比。結(jié)果表明,只考慮廠房巖體自然冷卻的能效比變化范圍為1.6~2.7,均值為1.9;而計(jì)入廠房和交通洞巖體自然冷卻的能效比變化范圍為1.8~3.3,均值為2.8。說明地下長(zhǎng)距離進(jìn)風(fēng)洞對(duì)空氣的自然冷卻(加熱)具有重要的節(jié)能意義,并給出了實(shí)際運(yùn)行工況下白蓮河抽水蓄能電站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行建議。

地下廠房布置監(jiān)測(cè)儀器對(duì)抽水蓄能電站的地下廠房性能監(jiān)測(cè)尤為重要。以仙居縣抽水蓄能電站地下廠房監(jiān)測(cè)布置為例,介紹蓄能電站地下廠房的布置方法、測(cè)試儀器、數(shù)據(jù)整理和成果分析。

以某電站地下廠房樓板結(jié)構(gòu)為例,采用計(jì)算模擬法對(duì)抽水蓄能電站常用的板梁和厚板結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算,并對(duì)其不同樓板結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明,當(dāng)廠房樓板的靜力剛度要求較高時(shí)(板梁結(jié)構(gòu)靜力剛度等效于1.5m厚板結(jié)構(gòu)),板梁結(jié)構(gòu)自振頻率高、動(dòng)力響應(yīng)小,其結(jié)構(gòu)形式優(yōu)于厚板結(jié)構(gòu);當(dāng)廠房樓板的靜力剛度要求不高時(shí)(板梁結(jié)構(gòu)靜力剛度等效于1.0m厚板結(jié)構(gòu)),板梁和厚板結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性相差不大。

以寶泉抽水蓄能電站為例,針對(duì)廠房結(jié)構(gòu)面臨的激振頻率高、中拆方案削弱機(jī)墩剛度的振動(dòng)問題,建立了有限元模型,分析了結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力特性,提出了采取加強(qiáng)樓板約束和提高樓板剛度措施,以滿足地下廠房抗振要求。

本文通過對(duì)佛子嶺抽水蓄能電站地下廠房勘測(cè)資料的分析和研究,指出了佛子嶺抽水蓄能電站地下廠房的主要工程地質(zhì)問題,介紹了地下廠房部位巖體分類及力學(xué)性參數(shù)取值方法,針對(duì)地下廠房工程地質(zhì)條件給出了結(jié)論與建議。

廣州抽水蓄能電站地下廠房埋藏深、跨度大、邊墻高、布置在夾有蝕變巖的花崗巖體中，蝕變巖含蒙脫石，有遇水膨脹、崩解的特性。圍巖支護(hù)的成功與否，直接關(guān)系到電站建設(shè)的成敗。目前，廠房已正式投入運(yùn)行一年多，從各種觀察資料表明，圍巖變形已基本穩(wěn)定，地下廠房的噴錨支護(hù)是相當(dāng)有效和成功的。本文主要結(jié)合廠房的工程地質(zhì)特征。介紹相應(yīng)的噴錨支護(hù)原則和支護(hù)參數(shù)。

為了掌握抽水蓄能電站地下廠房結(jié)構(gòu)圍巖約束條件、振動(dòng)特性及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),采用電測(cè)法對(duì)國(guó)內(nèi)某大型抽水蓄能電站地下廠房結(jié)構(gòu)的模態(tài)和動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了有限元計(jì)算及現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)測(cè)試與分析。根據(jù)上下游邊墻與圍巖之間不同的約束條件,建立了4種有限元模型。通過有限元模態(tài)計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)模態(tài)測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析發(fā)現(xiàn):抽水蓄能電站地下廠房結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元模態(tài)計(jì)算時(shí),比較合理的計(jì)算條件為廠房邊墻邊界節(jié)點(diǎn)與圍巖法向接觸,法向共同變形,切向不約束；圍巖變形模量按ⅲ類圍巖選取,取變形模量為10gpa,泊松比為0.25；混凝土彈性模量應(yīng)按動(dòng)彈性模量計(jì)算。通過地下廠房結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn):出現(xiàn)位移最大值的工況主要為發(fā)電開機(jī)或發(fā)電停機(jī)工況,說明發(fā)電開機(jī)和發(fā)電停機(jī)工況是抽水蓄能電站正常運(yùn)行時(shí)地下廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)最不利工況,該電站發(fā)電開機(jī)和發(fā)電停機(jī)工況引起的振動(dòng)對(duì)地下廠房圍巖穩(wěn)定并無影響,地下廠房圍巖處于安全狀態(tài)；廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)的頻率主要是0.5、0.75、8.25hz等低頻成分,這些低頻分量可能是尾水管或蝸殼內(nèi)水流脈動(dòng)壓力及機(jī)組基本轉(zhuǎn)頻或其倍頻的頻率成分,說明抽水蓄能電站地下廠房結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)主要是由水流脈動(dòng)和機(jī)組轉(zhuǎn)頻所引起。通過對(duì)地下廠房結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全評(píng)估分析,建議以0.2mm和0.8mm分別為抽水蓄能電站正常運(yùn)行時(shí)地下廠房樓板在穩(wěn)態(tài)工況和瞬態(tài)工況下的振動(dòng)控制評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),該電站地下廠房結(jié)構(gòu)的抗振性能基本滿足安全要求。上述模態(tài)和動(dòng)力響應(yīng)的有限元計(jì)算及現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)測(cè)試與分析結(jié)果,彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)抽水蓄能電站地下廠房結(jié)構(gòu)基于現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)測(cè)試研究的不足,為抽水蓄能電站地下廠房結(jié)構(gòu)抗振設(shè)計(jì)及振動(dòng)安全評(píng)價(jià)提供了參考依據(jù)。

十三陵抽水蓄能電站地下廠房的地質(zhì)條件復(fù)雜，施工跨度大，支護(hù)型式多．施工技術(shù)質(zhì)量要求高，如何保證地下廠房開挖安全與穩(wěn)定是至關(guān)重要的。經(jīng)過專家及有關(guān)單位人員的認(rèn)真研究，確定了廠房的位置。根據(jù)施工要求確定了分層原則及施工通道的布置。開挖方法：頂拱開挖分５塊進(jìn)行；中、下部開挖，１、２號(hào)機(jī)與３、４號(hào)機(jī)分別分５層和６層進(jìn)行；此外，還采取了排水、斷層處理、高邊墻開挖的保護(hù)、系統(tǒng)錨桿、原型觀測(cè)等多項(xiàng)措施。實(shí)踐證明，施工質(zhì)量是好的。

針對(duì)抽水蓄能電站地下廠房部分設(shè)備出現(xiàn)結(jié)露的現(xiàn)象,分析設(shè)備結(jié)露數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),認(rèn)為停機(jī)狀態(tài)機(jī)組技術(shù)供水管中存在低溫冷卻水流動(dòng)是導(dǎo)致地下廠房部分設(shè)備結(jié)露的原因,并提出相應(yīng)的處理措施。

2013年4月,在連續(xù)通風(fēng)工況下對(duì)山西省西龍池抽水蓄能電站主變洞及主副廠房等洞室的空氣溫濕度及風(fēng)速進(jìn)行了晝夜連續(xù)性監(jiān)測(cè),基于測(cè)試數(shù)據(jù)得到了廠房通風(fēng)的能效比,結(jié)果表明考慮進(jìn)場(chǎng)交通洞和廠房冷卻的能效比范圍為2.1~3.5,均值為2.83,只考慮廠房巖體自然冷卻的能效比范圍為1.7~2.5,均值為2.06。說明進(jìn)場(chǎng)交通洞對(duì)空氣有較好的冷卻作用,并給出了實(shí)際運(yùn)行工況下西龍池抽水蓄能電站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行建議。

十三陵抽水蓄能電站地下廠房結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析

墨國(guó)罨相7}，禹壤ral連·下·7，彥嗣壹 蛇尾川抽水蓄能電站地下廠房洞室 的設(shè)計(jì)和施工實(shí)況 i使，／／-．———一l‘～?i．。fh 伊東瞻幸’ 提要 蛇尾川抽水蓄能電蛄地下廠房周暗的地質(zhì)主要為流紋巖，談地巖體節(jié)理發(fā) 育，且舍有破碎帶、夾層等軟弱層。因此，設(shè)計(jì)施工時(shí)在詳細(xì)進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查的基 礎(chǔ)上，先做有限元法分析或軟弱層的局部分析，以便掌握洞室的動(dòng)態(tài)．另外洞室 開挖過程中要進(jìn)行常規(guī)橙測(cè)管理，迅速處理所得敦?fù)?jù)．借以分析評(píng)價(jià)其動(dòng)態(tài)。并 反映到下步工程中去。引用這種情攝化的設(shè)計(jì)施工系統(tǒng)，確傈了洞室的穗 定。 1．前胄 蛇尾川抽水蓄能電站地下廠房的概況及該地采用的情報(bào)化的設(shè)計(jì)施工系 巰已在本刊第225期報(bào)道。這里要敘述的是地下廠房洞室的設(shè)計(jì)和主體工程的 開挖施工情況． 接設(shè)計(jì)要求。在同一洞室中安置30萬k