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 　　第八章水電站壓力管道

　　第一節(jié)壓力管道的功用、類型

　　一、功用和特征

　　壓力管道是從水庫、壓力前池或調(diào)壓室向水輪機運送水量的水管，一般為有壓狀況。其特征是集中了水電站大多數(shù)或全部的水頭，別的斜度較陡，內(nèi)水壓力大，還承受動水壓力的沖擊(水錘壓力)，且靠近廠房，一旦損壞會嚴重威脅廠房的安  全。所以壓力管道具有特別的主要性，對其資料、方案辦法和加工技能等都有格外需求。

　　壓力管道的首要荷載為內(nèi)水壓力，管道的內(nèi)直徑d(m)和其承受的水頭h(m)及其乘積hd值是象征壓力管道方案及技能難度的主要參數(shù)值�，F(xiàn)在最大直徑的鋼管是巴基斯坦的塔貝拉水電站第三期擴建工程的隧洞內(nèi)明鋼管，直徑為13.26m。hd值最高的常見于抽水蓄能電站，已超過5000m2。

　　二、分類

　　壓力管道可依照安  排型式和所用的資料分類，見表8-1。

　　表8-1壓力管道類型

　　按構造型式分

　　按資料分

　　明管(露天式)：安  排在地上上

　　鋼管，鋼筋混凝土管，木管

　　地下埋管：埋入地下山巖中

　　不襯砌，錨噴或混凝土襯砌，鋼襯混凝土襯砌，聚酯資料管

　　混凝土壩身管道：依附于壩身，包含：(1)壩內(nèi)管道；(2)壩上游面管；(3)壩輕賤面管

　　鋼筋混凝土構造，鋼襯鋼筋混凝土構造，預應力鋼筋鋼襯混凝土構造

　　其間，明管適用于引水式地上廠房，地下埋管多為引水式地上或地下廠房選用，混凝土壩身管道則只能在混凝土壩式廠房中運用。

　　因為鋼材強度高，防滲功用好，故鋼管或鋼襯混凝土襯砌管道首要用于中、高水頭電站；而鋼筋混凝土管適用于中小型電站。

　　(一)鋼管

　　鋼管按其自身的構造又可分為：

　　(1)無縫鋼管。其直徑較小，適用于高水頭小流量的狀況。

　　(2)焊接鋼管。適用于較大直徑的狀況。焊接鋼管由彎成圓弧形的鋼板焊接而成，焊縫構造如圖8-1所示，一般相鄰兩節(jié)管道的縱縫應錯開必定視點，以防止焊縫單薄點在同一直線上。

　　(3)箍管。當hd>1000m2時，鋼板厚度一般會跨越40mm，其加工對比困難，因而在這種狀況下常選用箍管。箍管是在焊接收或無縫鋼管外套以無縫的鋼環(huán)(鋼箍，稱為加勁環(huán))，然后使管壁和鋼箍一起承受內(nèi)水壓力，以減小管壁鋼板的厚度。

　　鋼管所運用的鋼材應根據(jù)鋼管構造型式、鋼管方案、運用溫度、鋼材功用、制造設備技能需求以及經(jīng)濟合理等要素  參照方案標準選定。

　　(二)鋼筋混凝土管

　　鋼筋混凝土管具有造價低、剛度較大、經(jīng)久耐用等利益，一般用于內(nèi)壓不高的中小型水電站。除了一般的鋼筋混凝土管外，還有預應力和自應力鋼筋混凝土管、鋼絲網(wǎng)水泥管和預應力鋼絲網(wǎng)水泥管等。一般鋼筋混凝土管適用于hd<50m2的狀況，預應力和自應力鋼筋混凝土管的hd可抵達200m2，而預應力鋼絲網(wǎng)水泥管的抗裂功用好，hd可跨越300m2。

　　(三)鋼襯鋼筋混凝土管

　　鋼襯鋼筋混凝土管是在鋼筋混凝土管內(nèi)襯鋼板。在內(nèi)水壓力效果下，剛襯與鋼筋混凝土聯(lián)合受力，然后能夠減小鋼板的厚度，適用于hd較高的狀況。因為鋼襯能夠防滲，外包的鋼筋混凝土容許開裂，有利于充分發(fā)揮鋼筋的效果。

　　除了表8-1中所列出的壓力管道類型以外，還有回填管(多用于尾礦壩排水管)、土壩下埋管、木管、鑄鐵管等。這些類型的管道其時在大中型水電站中較少選用，但在小型水電站中有時還能見到。

　　第二節(jié)壓力管道的線路挑選及標準擬定

　　一、供水辦法

　　壓力管道向多臺機組供水的辦法有三種，即單元供水、聯(lián)合供水、分組供水。

　　1.單元供水(單管單機)。即每臺機組都有一條壓力管道供水，如圖8-2(a)，不設下閥門。其特征是：構造簡略(無岔管)，作業(yè)牢靠，靈活性好，當某根管道修補或發(fā)作事端時，只影響一臺機組作業(yè)，其它機組照舊作業(yè)。別的，單元供水的管道易于制造，無岔管，但管道在平面上所占標準大，造價高。適用于單機流量大或長度短的地下埋管或明管，混凝土壩身管道也常用這種供水辦法。

　　2.聯(lián)合供水(一管多機)。即一根主管向多臺機組供水，在廠房前分岔，在進入機組前的每根支管上設疾速閥門，如圖8-2(b)。其特征是單管方案大，分岔管多，簡略安  排，但造價較低，此外一旦主管道修補或發(fā)作事端，需全廠停機。適用于單機流量小、機組少、引水管道較長的引水式水電站。地下埋管中開挖間隔附近的幾根管井多有必定困難，所以常選用這種辦法。

　　3.分組供水(多管多機)。即設多根主管，每根主管向數(shù)臺機組供水，在進入機組前的每根支管上設疾速閥門，如圖8-2(c)。其特征介于上面兩種供水辦法之間。適用于壓力水管較長，機組臺數(shù)多，單機流量較小的地下埋管和明管。

　　圖8-2壓力水管的供水辦法

　　(a)單元供水(b)聯(lián)合供水(c)分組供水

　　o—有時能夠不設的閥門；×—有必要設置的閥門或閘口

　　鋼管首部的疾速閘口(閥)和事端閘口(閥)有必要在中央操控室和現(xiàn)場設置操作設備，并需求有牢靠的電源為其供電。

　　二、明管安  排

　　管道與主廠房的聯(lián)絡首要取決于全部廠區(qū)樞紐安  排中各建筑物的安  排狀況，常選用的明鋼管引近廠房的辦法有三種：

　　1.正向引近。如圖8-3(a)和(b)，管道的軸線與電站廠房的縱軸線筆直。其作業(yè)特征是水流平順，水頭丟掉小，開挖量小，交通便當，但鋼管發(fā)作事端時直接危及廠房安  全。適用于中、低水頭電站。

　　2.縱向引近：如圖8-3(c)和(d)，管道的軸線與電站廠房的縱軸線平行。其作業(yè)特征是一旦鋼管決裂時能夠防止水流直沖廠房，但水流條件不太好，增加了水頭丟掉，且開挖工程量較大。適用于高、中水頭電站。

　　3.斜向引近。如圖8-3(e)，其管道的軸線與電站廠房的縱軸線斜交。其作業(yè)特征介于上述兩種安  排辦法之間，常用于分組供水和聯(lián)合供水的水電站。

　　圖8-3壓力水管引近廠房的辦法

　　(a)、(b)正向引入(c)、(d)縱向引入(e)斜向引入

　　三、線路挑選

　　壓力管道的線路挑選應聯(lián)系引水系統(tǒng)中其它建筑物(前池、調(diào)壓室)和水電站廠房的安  排共同思考，挑選在地形和地質(zhì)條件優(yōu)勝的地段。明鋼管線路挑選的一般原則為：

　　1管材、管件及閥門、閥件的公稱壓力應按進步一個壓力等級進行規(guī)劃；

　　2管道宜選用鋼號為10、20的無縫鋼管或具有對等及對等以上功用的別的金屬管材；

　　3除閥門、表面等部位和選用加厚管的低壓管道外。均應焊接和法蘭聯(lián)接；應盡量減少焊縫數(shù)量，鋼管道的固定焊口應進行100％射線照相查驗，活動焊口應進行10％射線照相查驗。其質(zhì)量不得低于現(xiàn)行國家標準《現(xiàn)場設備、工業(yè)管道焊接工程施工及查驗標準》gb50236—98中的ⅲ級；別的金屬管材的焊接質(zhì)量應契合有關標準的規(guī)則。

　　2）上海標準：見第4.4.9、4.4.10條（p27）

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