水電站壓力管道

前言

近年來隨著我國高水頭大容量水電工程的建成或開工建設(shè)，水電站壓力管道的規(guī)模越來越大，技術(shù)難度越來越高，壓力管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選用、施工技術(shù)、管理運行等方面均反映了我國水電工程的綜合實力。我們?nèi)〉昧撕艽蟮某煽儯瑫r也面臨不少的挑戰(zhàn)。為促進水電站壓力管道結(jié)構(gòu)設(shè)計和工程實踐的進步，交流水電站壓力管道近年來在設(shè)計、科研及施工方面的科技成果，由中國水力發(fā)電工程學會水工及水電站專委會、中國水利學會水工結(jié)構(gòu)專委會、水電站壓力管道信息網(wǎng)、中國水電顧問集團華東勘測設(shè)計研究院共同組織，于2010年4月在杭州召開“第七屆全國水電站壓力管道學術(shù)會議”。交流水電站壓力管道建設(shè)的成功經(jīng)驗及教訓，同步出版本會議文集，對進一步提高我們在壓力管道設(shè)計、科研、施工和運行管理方面的技術(shù)水平具有重要的現(xiàn)實意義。本屆會議文集共收編論文77篇，分為壓力管道，分岔管，伸縮節(jié)、波紋管及蝸殼，施工工藝及材料幾部分。文集緊緊圍繞我國現(xiàn)階段的水電建設(shè)項目，系統(tǒng)地整理了近年來在壓力管道的理論研究、工程設(shè)計、施工技術(shù)、材料選型等方面取得的豐碩成果，全面總結(jié)了我國近年來壓力管道的建設(shè)經(jīng)驗，這些寶貴的技術(shù)信息對進一步提高我國壓力管道的發(fā)展水平將起到很好的促進作用。在我國近年建設(shè)的許多大型水電站和抽水蓄能電站中，地下埋管仍然是主要的引水管道結(jié)構(gòu)形式，如龍灘、拉西瓦、溪洛渡、向家壩、三峽電站以及桐柏、寶泉、惠州、白蓮河、黑麋峰、西龍池、張河灣等抽水蓄能電站。雖然地下埋藏式鋼管的設(shè)計理論和方法變化不大，但鋼筋混凝土襯砌的地下埋藏式壓力管道的設(shè)計、研究和應用都取得了長足的進步。設(shè)計理念已經(jīng)由把圍巖看為荷載轉(zhuǎn)變?yōu)榘褔鷰r作為承載體，提出了以圍巖為承載體的地下埋管設(shè)計準則，并在實際工程中得到了應用，取得了顯著的經(jīng)濟效益。近年來，混凝土壩下游面鋼襯鋼筋混凝土壓力管道（簡稱背管）在國內(nèi)得到了進一步的推廣和應用，如金沙江中下游的金安橋、阿海、龍開口、觀音巖、向家壩水電站以及瀾滄江下游的景洪水電站。這些電站大多為碾壓混凝土重力壩，管道HD值一般均在1500m。以上，不僅管道規(guī)模巨大，而且要承受高烈度地震（例如9度）的荷載作用。為此，近幾年來重點對這種壓力管道管壩接縫面的形式及其對管道抗震性能的影響進行了專門的研究，取得了許多有益的成果，為壩下游面鋼襯鋼筋混凝土壓力管道在高烈度地震區(qū)的推廣應用提供了有力的理論支撐。但背管結(jié)構(gòu)裂縫在一些工程中依然存在，有必要在總結(jié)愈來愈多的監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，認真分析規(guī)律、總結(jié)經(jīng)驗，為設(shè)計提出更科學的依據(jù)。

內(nèi)容概要

　　《水電站壓力管道：第七屆全國水電站壓力管道學術(shù)會議文集》收集了有關(guān)水電站壓力管道新規(guī)范、新材料、新技術(shù)應用方面的文章，并對新的結(jié)構(gòu)計算方法進行了探討。全書分壓力管道，分岔管，伸縮節(jié)、波紋管及蝸殼，施工工藝及材料4個部分，共77篇文章。其中，壓力管道41篇，分岔管12篇，伸縮節(jié)、波紋管及蝸殼5篇，施工工藝及材料19篇?！　　端娬緣毫艿溃旱谄邔萌珖娬緣毫艿缹W術(shù)會議文集》可供水電站壓力管道設(shè)計、生產(chǎn)、制造、安裝的技術(shù)人員學習參考。

書籍目錄

前言 一、壓力管道 以圍巖為承載體的高壓管道設(shè)計準則與工程應用 水電站壓力鋼管設(shè)計規(guī)范中的若干問題 錦屏二級水電站高壓管道設(shè)計 溪洛渡水電站壓力管道設(shè)計 西龍池抽水蓄能電站輸水建筑物的布置與設(shè)計 向家壩水電站壩后廠房進水口壩段結(jié)構(gòu)三維有限元分析 哈薩克斯坦瑪依納水電站壓力管道設(shè)計 天荒坪第二抽水蓄能電站高壓管道襯砌形式研究 積石峽水電站壓力管道設(shè)計及分析 大型倒虹吸鋼管的設(shè)計研究及工程應用——掌鳩河引水供水工程倒虹吸鋼管設(shè)計研究及應用 蒲石河抽水蓄能電站引水壓力鋼管設(shè)計 龍開口水電站壓力鋼管設(shè)計 石門坎水電站壓力管道設(shè)計 洪屏抽水蓄能電站引水壓力管道布置研究 耶瓦水電站壩后背管三維有限元分析 洛古水電站壓力管道設(shè)計 馬鹿塘水電站一期工程鋼管道設(shè)計 江邊水電站高壓管道設(shè)計 錦屏二級水電站上游調(diào)壓室形式優(yōu)選研究 珊溪水庫文成供水隧洞及調(diào)壓井水力過渡過程分析 淺槽式壩后背管三種管壩接縫面形式的分析與比較 重力壩背管形式對抗震性能的影響 水電站壓力鋼管與混凝土之間的接觸灌漿 水電站壓力埋管鋼襯起始位置確定探討 某水電站地下埋管松弛圍巖洞段結(jié)構(gòu)復核分析 壩后式水電站壓力鋼管廠壩過縫措施研究 水電站引水壓力管道受力分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計研究與應用 采用ANSYS軟件進行壩內(nèi)埋管應力分析 鋼襯鋼筋混凝土壩后背管彈塑性分析 跨斷層倒虹吸明鋼管對斷層錯動位移的適應性研究 加勁環(huán)式壓力鋼管全面失穩(wěn)計算的一種新方法 尾水調(diào)壓井體形設(shè)計優(yōu)化 矩形截面鋼管的抗外壓能力分析 某水電站設(shè)墊層的壩內(nèi)埋管計算研究 某水電站高壓管道豎井檢修通道設(shè)計初探 三岔水電站發(fā)電引水隧洞穿斷裂帶段動力分析 鉛直平面內(nèi)壓力管道彎道效應的分析研究 李家峽壩后背管原型觀測資料分析 基于CAD三維建模的石門坎電站引水系統(tǒng)流態(tài)數(shù)值模擬 水電站壓力鋼管事故、處理和防范 三峽水電站壓力管道混凝土裂縫現(xiàn)狀及初步分析 二、分岔管 月牙肋鋼岔管結(jié)構(gòu)的優(yōu)化 肋板對明岔管的應力分布影響 月牙肋鋼岔管腰線轉(zhuǎn)折角應力集中系數(shù)研究 關(guān)于內(nèi)加強月牙肋岔管肋板用鋼材Z向性能級別選擇的初步探討 江蘇宜興抽水蓄能電站埋藏式鋼岔管應力探討 喜兒溝水電站鋼岔管結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 馬鹿塘水電站一期工程鋼岔管設(shè)計 張河灣抽水蓄能電站埋藏式內(nèi)加強月牙肋鋼岔管設(shè)計 樓下河水電站鋼筋混凝土岔管結(jié)構(gòu)分析與配筋計算 東江水電站擴機工程引水岔管結(jié)構(gòu)形式與受力特性研究 鋼襯鋼筋混凝土岔管三維非線性損傷分析 一道橋水電站岔支管11．5MPa水壓試驗淺析 三、伸縮節(jié)、波紋管及蝸殼 水電站配水環(huán)管結(jié)構(gòu)充水保壓值優(yōu)化分析 大型水電站直埋式蝸殼結(jié)構(gòu)接觸非線性分析 循環(huán)荷載作用下充水保壓蝸殼混凝土的損傷研究 高水頭抽水蓄能電站蝸殼非線性分析 取消伸縮節(jié)在石堤水電站的設(shè)計與應用 四、施工工藝及材料 三峽大型壓力鋼管制造安裝技術(shù)綜述 大型水輪機低碳調(diào)質(zhì)高強鋼蝸殼電站現(xiàn)場焊接技術(shù) 高強鋼壓力鋼管取消焊后消應原因分析 壓力鋼管焊接變形控制 隧洞式引水壓力鋼管(埋管)洞內(nèi)組圓制造安裝技術(shù) 壓力鋼管安裝非水平管段管口位置誤差計算與應用 張河灣抽水蓄能電站壓力鋼管焊接工藝參數(shù)確定 印度尼西亞阿薩漢水電站引水系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)制造和安裝 西龍池抽水蓄能電站引水系統(tǒng)鋼管制造安裝工藝 彭水水電站14m直徑壓力鋼管制造安裝總體方案優(yōu)化 彭水水電站壓力鋼管主材(WDL610D鋼)的焊接技術(shù) 西溪河地洛電站壓力鋼管安裝技術(shù) 四川鴨嘴河煙崗和跑馬坪水電站壓力鋼管制造 賽珠水電站高水頭球形岔管制作工藝 彭水特大型壓力鋼管的瓦片弧度控制 三峽地下電站巨型壓力鋼管安裝下滑溜放方案設(shè)計 光照水電站壓力管道施工 玻璃鋼管在石馬岱電站中的應用 小水電站壓力管道地面縱斷面測繪方法

章節(jié)摘錄

插圖：[摘要]鋼筋昆凝土襯砌高壓管道設(shè)計中最主要的問題是要防止高壓水外滲造成的水量損失和對山體邊坡、電站建筑物等的危害。采用鋼筋混凝土襯砌高壓管道的前提是所在山體的圍巖應該相對新鮮、完整，其設(shè)計的核心是要對地形地質(zhì)條件、地應力和高壓水作用下圍巖滲透性、圍巖水力穩(wěn)定性等進行充分的研究。通過對水電站混凝土襯砌高壓管道實例的分析，對高水壓作用下鋼筋}昆凝土襯砌高壓管道設(shè)計常用的最小覆蓋厚度準則、水力劈裂準則和最小地應力準則的相互關(guān)系和應用條件進行了討論。[關(guān)鍵詞]混凝土襯砌高壓管道設(shè)計準則引言大型水電站壓力管道有鋼板襯砌或鋼筋混凝土襯砌兩種形式。鋼板襯砌壓力管道投資相對較大，制作、運輸、施工工藝等復雜、要求高，比較而言，鋼筋混凝土襯砌的壓力管道具有投資省、施工方便等諸多優(yōu)點，因而在水電站地下輸水道系統(tǒng)中得到廣泛應用。采用鋼筋混凝土襯砌高壓管道最主要的問題是，要防止高壓水外滲造成的水量損失和對山體邊坡、電站建筑物等的危害。鋼筋混凝土襯砌地下高壓管道的設(shè)計理念與鋼板襯砌地下高壓管道的設(shè)計理念有著本質(zhì)的區(qū)別。采用鋼板襯砌的地下高壓管道，在結(jié)構(gòu)分析中認為鋼板是不透水材料，按照地下埋管中鋼襯、混凝土、圍巖聯(lián)合受力方式進行結(jié)構(gòu)分析設(shè)計，其基本概念是認為水壓以面力方式作用于鋼襯內(nèi)表面，圍巖僅是單純地承受通過鋼襯和回填混凝土傳遞來的荷載。對鋼筋混凝土襯砌的地下高壓管道，針對混凝土襯砌本身在高壓水作用下的研究已經(jīng)開展了大量工作，但如何認識圍巖在其中的作用，充分發(fā)揮圍巖承載高壓水的能力，還存在一些誤區(qū)。由于混凝土自身的滲透系數(shù)比鋼板要大得多，同時在高壓水作用下混凝土將發(fā)生開裂，高壓水不可避免地將滲透到具有一定滲透特性的圍巖中，高壓水對圍巖的作用就不再是單純的荷載，更不是面力作用方式，而是變成了高壓水與圍巖交互作用的體積力，問題就要復雜得多。這種情況下，最重要、最核心的問題是對地形地質(zhì)條件、地應力、圍巖滲透、圍巖水力穩(wěn)定性等的研究，以及必要時對圍巖的適當加固改造。鋼筋混凝土襯砌地下高壓管道設(shè)計中，目前常用的設(shè)計判斷準則有最小覆蓋厚度準則、最小地應力準則、水力劈裂準則等，由于對各種準則的理解存在一些誤區(qū)，在實際運用時往往忽略了其理論要點或工程的具體地質(zhì)條件，導致一些工程在實際運用時發(fā)生問題，甚至事故，例如挪威的Bjerka電站、哥倫比亞Chivar電站等。本文結(jié)合工程實際運用，對上述準則及其相互關(guān)系進行了討論。

編輯推薦

《水電站壓力管道:第七屆全國水電站壓力管道學術(shù)會議文集》是由中國電力出版社出版的。

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