第三節(jié)地下式廠房(編輯修改稿)
2025-07-21 08:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 洞首部還需建尾水調(diào)壓井。 主變洞、開關(guān)洞和出線洞 地下廠房主變壓器和開關(guān)的位置與地形地質(zhì)條件有關(guān)。在大中型地下水電站中，主變往往放在地下主變洞內(nèi)，以縮短發(fā)電機母線長度，這時需采取專門的通風(fēng)、排煙、防火和防爆措施，洞內(nèi)設(shè)防爆門和防爆隔墻。主變洞應(yīng)靠近主廠房以便于變壓器的運輸、安裝和維修，減小母線長度。地面地形陡峻時，開關(guān)站也可放在開關(guān)洞內(nèi)，這時需選用高壓封閉絕緣組合電氣裝置。 地下廠房輸電線由出線洞引出，引出線為母線時即稱母線洞。出線洞可以采用平洞、斜井或豎井。地下廠房內(nèi)為了敷夜電纜和引出母線去主變洞，需要設(shè)置相應(yīng)的電纜和母線支洞。 通風(fēng)洞 地下廠房應(yīng)設(shè)有完善的通風(fēng)系統(tǒng)，包括進風(fēng)洞、出風(fēng)洞以及通風(fēng)機室。 進風(fēng)洞應(yīng)安排在較低的位置上，便于通過風(fēng)管將新鮮空氣從廠房各層的底部進入廠房。出風(fēng)洞的位置則應(yīng)較高，因為熱空氣比重輕，熱空氣上升經(jīng)廠房頂棚上的出風(fēng)管引出匯合，由出風(fēng)洞排出比較方便。 通風(fēng)機噪聲大，通＼風(fēng)機室應(yīng)遠離主、副廠房，一般可放在洞口或單獨的洞室內(nèi)。 在地下廠房的洞室安排上，往往考慮一洞多用，減少洞數(shù)。通風(fēng)洞一般應(yīng)充分利用交通運輸洞（井大出線洞（井）以及無壓尾水洞，例如利用交通運輸洞或無壓尾水洞進風(fēng)，利用出線洞（井）出風(fēng)。 三、地下廠房的洞室布置 地下廠房的位置選擇 地下廠房的位置選擇，不僅要考慮主洞室的需要，還要兼顧各輔助洞室的要求。應(yīng)盡可能將地下廠房放在地質(zhì)構(gòu)造簡單、巖體完整堅硬、地應(yīng)力較小、開挖和運行中巖體穩(wěn)定以及地下水微弱的地段。地下洞室的上覆巖體應(yīng)有一定的厚度。應(yīng)盡量避開較大斷層帶、節(jié)理裂隙發(fā)育區(qū)和破碎帶。此外，地表岸坡應(yīng)該穩(wěn)定，便于設(shè)置洞、井的出口。 在地形上應(yīng)考慮能縮短地下廠房對外連系的洞井線路長度。 主洞室縱軸線方位選擇 地下廠房主洞室縱軸線的方位應(yīng)考慮地質(zhì)構(gòu)造面和地應(yīng)力場的情況確定?？v軸線的走應(yīng)盡量與圍巖中存在的主要構(gòu)造弱面如斷層、節(jié)理、裂隙和層面等保持較大的夾角。同時，還要分析次要構(gòu)造面對洞室穩(wěn)定的不利影響。在地應(yīng)力方面，洞室縱軸線應(yīng)與水平大主應(yīng)力方向保持較小的夾角。 洞室布置的一般要求 (1)洞頂?shù)淖钚÷癫厣疃?，根?jù)巖體的完整和堅硬程度。 (2）洞室的最小允許間距，與地質(zhì)條件、洞室規(guī)模和施工方法有關(guān)。 (3)洞室相交應(yīng)盡量保持正交。 (4)上下層洞室之間的巖石厚度，一般不小于洞室開挖寬度的12倍。 (5)洞室布置應(yīng)考慮勘探和施工的需要，盡可能互相結(jié)合。 有限元分析在地下廠房洞室布置中的應(yīng)用 地下廠房洞室布置對洞室圍巖的穩(wěn)定有很大影響，為了安全合理地砷定洞室間距，除了工程地質(zhì)評價外，目前往往需用地下洞室圍巖穩(wěn)定分析有限元法進行分析研究。 用線彈性有限元法分析計算應(yīng)用方便，化機時少，目前在工程初步計算中仍有應(yīng)用。用彈性有限元法進行地下廠房洞室圍巖穩(wěn)定分析時，往往用拉應(yīng)力區(qū)的大小進行評估。圖 1714 丘吉爾瀑布地下廠房圍巖拉應(yīng)力區(qū)分布圖（彈性有限元計算結(jié)果） 圖1714所示為邱吉爾瀑布水電站用平面彈性有限元法計算得到的地下廠房洞室圍巖拉應(yīng)力區(qū)的分布圖。該電站水頭為313m,首部式地下廠房，總裝機5220MW。內(nèi)裝11臺機組，主廠房下游平行布置有尾水調(diào)壓室，廠房主洞長297m、。圖1714（a）。為洞室布置的初始方案，圖1714(b)為修正方案。計算結(jié)果表明主廠房與調(diào)壓室洞室間距增大時，中間巖柱的拉應(yīng)力區(qū)深度減小；調(diào)壓室頂?shù)母叱探档偷浇咏鲝S房洞頂高程時，廠房頂拱下游邊的局部拉應(yīng)力區(qū)減小，拱頂應(yīng)力場比較均勻；調(diào)壓室寬度增加時，主廠房與調(diào)壓室間巖柱承擔(dān)的垂直荷載增大。調(diào)壓室下游邊墻傾斜，一方面可以減小調(diào)壓室下游高邊墻圍巖的拉應(yīng)力區(qū)，另一方面對水流條件也有利。160
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