水电站厂房设计及问题分析与解决措施

 摘要：本文首先对水电站的设计及施工进行细致的阐述；又针对其中可能出现的问题进行分析；并提出了一系列解决措施，对于此类问题的深入研究，提供了一定的借鉴。

　　关键词：水电站 厂房 设计 问题 措施

　　绪论

　　我国地域广阔，水力资源丰富，在很多地区都具有得天独厚的水电站修建优势。而且，自建国以来，我国各级政府也大力支持水电站的建设，为国民经济的发展做出了巨大的贡献。由于水电站建设基础就是要在具有一定规模的水域或者水源附近，因此，对于水电站厂房选址及设计成为其重要的影响因素。基于此背景，本文着重对水电站厂房的设计进行讨论，并针对其中可能出现的问题提出一系列的解决措施。

　　一． 厂房设计

　　1.1方案确定

　　在水电站厂房的方案确定过程中，应对厂址的地质、地形、水文条件以及施工单位具体要求等方面做实地考察与研究，并确定最佳的建设方案。例如在考察过程中，可确定河床式或者引水式以及长尾水渠式等形式。以确保使其发挥最大的效果[1]。

　　1.2布置特点

　　在厂房的布置方面，对于地形特点的依赖性更大。包括各个建筑的排布形式、溢洪坝位置、厂房布置位置等方面。以某水电站建设为例，在建设过程中，发现河床较宽，因此可采用“一”字形排布；同时与闸坝结构合为一体，便于利用水力条件。在这一过程中，还需要保证施工的安全可靠[1]。

　　1.3参数标准

　　在厂房本身的设计过程中，需要充分考虑水源的蓄水深度、总水含量、装机容量等方面，同时也需要考虑附近农田的面积。以确保水电站在发电的过程中，也具有灌溉、泄洪及蓄水等综合作用。一般来讲，根据当地近100年来的气候特点，对水电站厂房的抗风、抗震能力需要论证，并给与相应的极限范围[1]。

　　1.4布置设计

　　1.4.1主、副厂房

　　对于水电站厂房分类过程中，主厂房主要是用于安装水轮发电机组等设施。其中，对于中小型水电站，可选用ZZ560a-LH-250并SF2500-36/4250水轮发电机组，容量设置为2500kW。主厂房的总长可设置为50米、宽13米左右。对于副厂房来说，主要有上游和下游两个部分，其中下游部分主要负责配置开关柜、配电屏、变、励磁变、压机室及供水泵等设施。上游部分则包括中控室、仪表室、电器修理室、通风机室、电缆室及各类办公室等。

　　1.4.2主变压器与开关站

　　主变压器可安置两台，紧邻安装场，同时可利用钢轨道进行推进。对于开关站来说，为保证其安全可靠，采取户内式结构。同样紧邻安装场，距离约15米。实际执行过程中，有两回进线、四回出线的形式进行，提高了效率。

　　1.4.3交通安排

　　厂房内部的交通较为便利，上下层之间有楼梯连接，各个工作室或者设施之间有通道连接。在室外也有各类通道相连，便于人行和机动车辆行驶。

　　1.4.4排水系统

　　对于厂房的排水系统，主要由深水泵及集水井完成。并在厂房机组上游布置排水廊道。在实际应用过程中，与集水井相通。同时保证厂区海拔高于最高洪水水位。

　　1.4.5尾水渠设计

　　一般来说，尾水渠出口断面较大，并与下游河床相接。其中，右岸厂闸导墙利用了部分冲沙作用；左岸导墙则设置重力式的土墙。

　　1.4.6进水口

　　在进水口设置两道闸门，分别为上游的检修闸门和下游的事故闸门。其中事故闸门后还需设置中墩，以减少进水口的结构跨度。而在进水口前方，也同样设置倒沙坎，以保证流到连通的顺畅。

　　1.4.7稳定性测试

　　在对水电站厂房进行稳定性测试过程中，主要对厂房各部分进行应力计算，并对结果进行分析，包括许用应力、实际应力等方面。其中，以抗浮稳定性为主要参数。

　　二．关键技术及问题

　　在水电站厂房建设过程中，会涉及到一系列的技术问题，通过这些技术应用，能够大大提高工作效率，同时还能够增加水电站厂房的稳定性[2]。

　　2.1开发方式问题

　　一般来说，水电站厂房建设主要包括坝后式及混合式等形式，其中，要根据水源方式、水电站工作方式及地理位置等方面共同因素考虑完成。例如坝后式形式的厂房，一般应用于在大坝防渗帷幕的下游，同时既保证减轻了对厂房的影响，同时加强了对水利资源的应用，对于机组的运行也更加的便捷。

　　2.2枢纽布置问题

　　水电站厂房枢纽布置需要根据地形进行，并综合考虑到变电站及副厂房等方面。例如对于较大的且又无法避开的岩层断面，则要进行加固措施布置等。由于水电站厂房的枢纽不仅仅解决了合理调度，提高工作效率等一系列问题，同时还具有维持厂房结构安全的作用，因此需要特别注意。

　　2.3力学应用问题

　　在厂房的建设过程中，在各个部分都可能会用到力学应用的问题。例如在许多水电站厂房设计过程中，都用到了先衬顶，后进行施工的技术。这一做法能够充分利用拱顶的抗弯压力，进而对内部进行了合理的保护，同时限制了周围岩体的松散趋势。

　　2.4结构改进问题

　　在水电站厂房的施工建设过程中，需要参照其他的成功案例，并进行适当的厂房结构改进行为。例如在厂房顶部一般采取钢筋混凝土顶拱结构，然而在实际的施工过程中，还需要采取“吊柱”结构，以强化厂房的稳定性。再如有时还需要防止周围岩石局部掉块的现象发生等。

　　三．解决方案

　　3.1因地制宜，结合实际

　　在厂房建设过程中，一定要按照当地具体的地质结构、地理条件，因地制宜，以便减少工作强度并提高施工效果。并结合现有的资金条件、人力条件及施工条件等。在施工前需要科学论证水电站的发电规模，以符合实际的发电、灌溉等需求。

　　3.2提高素质，强化培训

　　对于水电站厂房施工来说，最重要的是设计人员、施工人员的专业素养问题。对于综合水平过硬的工作人员来说，能够大大提高厂房的工作质量。因此，需要定期对施工人员进行专业培训，而在实际施工过程中，也要实时进行专业提高讲授。

　　3.3科学测量，加强管理

　　对于水电站厂房等技术含量较高的建筑设施，无论是设计阶段，还是施工阶段，都需要进行科学精准的测量，使其发挥最大的工作优势，并具有合理稳定的工作寿命。而在具体执行过程中，可成立专门的管理小组，加强对施工的管理。

　　结束语

　　水电站属于利国利民的设施，因此无论是设计还是施工，都需要科学的论证和分析，并在施工阶段严格把关。本文针对我国水电站建设过程中容易出现的问题进行分析，并提出了一系列措施，对于此类问题的研究具有参考意义。

　　参考文献：

　　[1]刘依松. 庙子头水电站厂房设计及特点[J].三峡大学学报（自然科学版）.2002.12

　　[2] 翁义孟. 我国地下水电站厂房设计中的几个问题[J].水利水电技术.1979.9