瀑布沟水电站厂房大型蜗壳结构设计与施工

瀑布沟水电站装机容量大,机组台数多,结构复杂。电站地下厂房蜗壳外围混凝土采用保压浇筑的方式。为确保机组运行稳定和结构安全,对机组及蜗壳外围混凝土结构进行了静、动力分析和模型试验研究。研究表明,在蜗壳保压1.40MPa下浇筑外围混凝土材料强度能满足要求。目前,全部6台机组均已安全投产,运行稳定。     

三峡电站厂房蜗壳外围混凝土结构设计综述

三峡电站厂房是三峡工程三大主要建筑物之一,是三峡枢纽的重要组成部分,电站装机容量大,机组台数多,结构复杂.电站厂房蜗壳外围混凝土,为大尺寸的异形钢筋混凝土结构,电站初期运行的上游水位与永久运行的上游最高水位相差40 m,采用保压浇筑蜗壳外围混凝土的方式施工.要使钢蜗壳在低水头运行时不会与外围混凝土结构间产生过多的间隙影响机组安全运行,在高水头运行时钢蜗壳也不至于过多地将内水压力传递给外围混凝土结构,对混凝土结构的安全不利,这便给该结构的受力分析、结构设计以及施工等都带来一定的难度,要保证水轮发电机组在各种工况下稳定运行,对蜗壳外围混凝土结构有许多需要认真对待和深入研究的问题.     

瀑布沟水电站大型蜗壳外围混凝土结构设计与施工

瀑布沟水电站装机容量大、机组台数多、结构复杂,地下厂房蜗壳采用保压浇筑外围混凝土的方式。为确保机组运行稳定和结构安全,对机组及蜗壳外围混凝土结构进行了静动力分析和模型试验研究,并对水压试验、混凝土浇筑等提出了技术要求。目前,全部6台机组均已安全投产,运行稳定。     

三峡水电站蜗壳保温保压施工介绍

三峡水利枢纽左岸厂房蜗壳是由国外厂家设计制造，采用混凝土与蜗壳联合受力的方式。在蜗壳进行混凝土浇筑时，要求蜗壳内部压力为70m水头，水温要求在16C～22℃保温保压混凝土浇筑。由于蜗壳内部的容量5700m^3，最低气温低于0℃，最高气温超过40℃，故蜗壳温度的测量和控制是蜗壳保温保压浇筑混凝土的难题。     

水电站蜗壳保压浇混凝土结构的三维仿真分析

三峡工程水电站厂房蜗壳采用保压浇外围混凝土的结构形式。为研究钢蜗壳与外围混凝土交界面的接触性态，分别对冬季和夏季浇混凝土情况进行了模拟施工过程的三维有限元仿真计算，给出了交界面在不同季节不同水位运行期的传力和间隙，结果表明温度对传力的影响显著。对冬季浇筑情况，研究了通过提高保压水温来减小高温季节高水位运行期的传力；对夏季浇筑情况，研究了通过降低保压水头来减小蜗壳混凝土在低温季节低水位运行期的间隙。     

三峡电站保温保压浇蜗壳二期混凝土装置设计

要使三峡电站在一年四季各种水头(水温)下运行时,既要使蜗壳外缘与外围混凝土紧贴,又要使蜗壳外围混凝土受力适中,尽量减少钢筋配置,便于混凝土浇筑,保证施工质量.经过大量的分析研究,提出用保温保压的办法浇筑蜗壳二期混凝土,即浇筑混凝土时的蜗壳中心平面保压水头控制在70±1 m,水温控制在16～22℃,于是提出了在冬季浇筑蜗壳外围混凝土时,蜗壳内的压力水需要加温,夏季浇筑蜗壳外围混凝土时蜗壳内的压力水需要降温的问题.介绍了左岸电站充水保温保压浇筑蜗壳外围混凝土的升温装置和降温装置系统设计中几个主要技术问题,推导了传热计算公式,在此基础上提出加温、降温装置的设计,实际运行验证了本设计是正确的.     

三峡电站蜗壳敷设软垫层浇筑外围混凝土研究

三峡电站厂房蜗壳外围混凝土结构由于其几何形态的奇异而成为三峡电站厂房结构中最复杂的结构之一.蜗壳外围混凝土结构在水电站中既是水轮发电机和钢蜗壳的支承体,也是主厂房上部结构的基础.在该结构设计中既要充分发挥钢蜗壳的承载能力,又要满足机组的安全稳定运行以及蜗壳外围混凝土结构的安全;并且还应该具有施工方法较简便、施工质量容易保证、工期较短等综合效益.因此在三峡水利枢纽工程单项技术设计阶段,长江水利委员会推荐的是电站厂房蜗壳采用敷设软垫层后浇筑外围混凝土的蜗壳埋入方案(简称垫层方案).但由于像三峡电站这种单机容量700 MW的巨型水电站在国内外尚无采用垫层方案的工程实例,因而在三峡工程单项技术设计审查阶段是有争议的.目前三峡电站左岸厂房采用的是保压浇筑蜗壳外围混凝土的方案,但是垫层方案以其混凝土结构承担内水压力小、施工方便、工期短、造价低等优点,在三峡电站建设中是保压浇筑蜗壳外围混凝土方案所难以替代的.因此对于垫层方案应该在单项技术设计的基础上做更进一步的研究.     

关于三峡二期工程几个技术问题的意见

1关于水轮机蜗壳外围混凝土浇筑方式对于单机容量为70万kw的大型水轮机蜗壳，建议采用打压并保压88m水头进行外围混凝土浇筑，压水试验可以取消。可以适当减少外围混凝土的配筋量。从目前我们所掌握的国外资料来看，单机34万kw以上的都是打压浇筑混凝土的。国内李家峡水电站单机容量40万kw，不用打压浇筑混凝土，在蜗壳上部加垫层，但尚未经过高水头运行的考验。设计单位很后悔没有采用打压浇筑混凝土。俄罗斯的萨杨诺水电站，单机64万kW，也不打压，也没有加任何垫层，而是将混凝土直接浇筑在蜗壳外围。由于技术保密，详细的情况我们并不…     

回龙抽水蓄能电站水轮机蜗壳充水加压值优化分析

回龙抽水蓄能电站地下厂房高水头、高转速可逆式水泵水轮发电机组采用中拆式整体结构（又称机墩组合结构）,整体结构中蜗壳采用充水加压浇筑外围混凝土的方式,其加压值的确定直接影响到机组的运行稳定和蜗壳外围混凝土的配筋设计。利用三维有限元法对不同加压值（取350．0m水头和370．0m水头）情况下蜗壳外围混凝土的应力状态及承载比进行了计算分析,并选定了蜗壳的充水加压值为350．0m水头。     

糯扎渡水电站地下厂房蜗壳混凝土浇筑质量控制

针对糯扎渡水电站地下厂房机组单机容量大,工作水头高,水头变幅较大,蜗壳混凝土保温、保压浇筑要求等特点,分析了蜗壳浇筑质量控制的重点。蜗壳浇筑时产生的座环抬动、“阴角”部位的浇筑、温控防裂、浇筑强度高等是施工控制的重点、难点,经分析蜗壳混凝土采用“象限法”分层浇筑较为有利。根据拟定的浇筑方案,并采取其他相关措施,保证了蜗壳混凝土浇筑质量。     

小湾水电站大型金属蜗壳水压试验

小湾水电站最大水头251m，机组转速150r／min,为我国目前在建水电站单机700MW水头和转速最高的水轮发电机组。蜗壳水压试验压力43．5bar，采用保压混凝土浇筑工艺方法，保压压力为17．4～18．6bar。目前，已完成6台机蜗壳水压试验，5台机蜗壳保压混凝土浇筑（4号机保压混凝土浇筑正在进行中）。文章总结了蜗壳水压试验、保压混凝土浇筑以及变形监测的工作经验和体会。     

三峡左岸电站蜗壳保温保压系统施工研究

三峡左岸电站厂房蜗壳二期混凝土采取保温保压的方法浇筑,即施工时,蜗壳内水体保压水头为70 m,水温控制在16℃～22℃.介绍了保温保压系统的工作原理、设备配置、保温保压控制措施及实测蜗壳变形控制效果,总结了三峡左岸厂房蜗壳保温保压浇筑混凝土的成功经验,对其他类似工程有一定的参考价值.     

三峡水电站左岸厂房水轮机蜗壳保温保压后运行监测成果分析

对三峡水电站左岸厂房蜗壳在充水保温保压进行外包二期混凝土浇筑后,设计低水头运行的情况下的监测资料进行了简要分析,通过对蜗壳的钢板应力、钢筋应力、应变等监测资料在蜗壳运行期间充、放水的变化,结合数理统计模型与应力分布图,简述了三峡蜗壳钢板及外包混凝土的不同工况下的变化规律,为工程运行和保温保压进行二期混凝土浇筑工艺的效果提供了参考依据.     

蜗壳保压技术在三峡工程中的发展与应用

世界上单机容量50万KW以上的水电站均采用蜗壳保压施工技术，其保压值一般为最大静水头，而三峡水电站受运行条件限制，其保压水头不宜过高，如何解决在低水头条件下蜗壳保压施工技术是控制机组安全运行的关键。通过模型试验，对不同季节浇筑嫡壳保压混凝土采用不同的通水温度和采用低温混凝土、通水冷却等施工技术，解决了低水头条件下的蜗壳保压的难题，改变了传统设计理念，有推广价值。     

保温保压浇筑蜗壳二期混凝土的施工对策

蜗壳二期混凝土被称为电站厂房混凝土的“心脏”，是最关键和最难浇筑的部位。三峡左岸电站厂房采用对蜗壳充水保温保压模拟运转状态浇筑二期混凝土是一项新技术，目前在国内外属首例，施工质量对机组的安全运行及振动稳定具有至关重要的作用。     

毛尔盖水电站充水保压蜗壳对厂房结构自振特性的影响分析

为分析充水保压蜗壳对毛尔盖水电站厂房结构自振特性的影响,采用有限元法建立了厂房整体结构模型,分别进行了两个工况的计算:工况一,考虑机组运行时钢蜗壳与外围混凝土结合紧密;工况二,蜗壳和外围混凝土完全脱开。在此基础上,通过对引起结构振动的振源及其频率的分析,进行了初步的共振校核,结果表明:充水保压方案对钢蜗壳的抗振有利。     

某抽水蓄能电站充水保压蜗壳保压值优化研究

针对某抽水蓄能电站充水保压蜗壳,采用三维非线性有限元法,对不同的保压值下钢蜗壳及环向钢筋应力、外围混凝土应力及承载比、钢蜗壳与外围混凝土的接触状态等进行了对比分析。研究结果表明,保压值越大对外围混凝土的受力越有利,但过大的保压值会使得蜗壳与外围混凝土之间出现脱空现象,这对机组运行是不利的。该水电站蜗壳保压值为496 m左右时,可以在保证机组稳定运行的前提下更大程度的发挥钢材及混凝土受力特性。     

三峡水电站“充水保压”蜗壳三维仿真整体结构模型试验

采用比尺为1:12仿真整体结构模型，以设计内水压力值反复加载1200次和超载试验的方法，对三峡水电站70m水头保压值蜗壳结构的应力和变形进行研究。结果表明，三峡水电站采用“充水保压”钢蜗壳外围混凝土结构型式，具有较高的超载安全度，特别有利于提高水轮发电机运行的抗振性能；后续机组的充水保压值可适当提高；可减少钢蜗壳外围混凝土中的配筋量，有利于保证混凝土的施工质量和节省工程投资。     

长江科学院蜗壳大比尺仿真模型试验国际领先

由长江科学院承担的三峡水电站厂房充水保压蜗壳结构关键技术研究及应用项目通过省级技术鉴定 ,鉴定专家一致认为 ,该项目研究总体达国际先进水平 ,其中大比尺仿真模型试验达国际领先水平。三峡水利枢纽水电站单机容量大 ,机组台数多 ,电站发电机蜗壳混凝土结构形式的合理选择 ,是确保发电机组稳定运行的重要因素之一。针对电站机组蜗壳尺寸大 ,水头变幅大 ,蜗壳外围二期混凝土相对较薄等情况 ,长科院材料所利用大型物理仿真模型试验、三维有限元计算开展了大量的试验研究工作。他们采用数值分析和结构模型试验相结合的技术路线进行的综合研…     

保温保压浇筑蜗壳二期混凝土的施工技术

蜗壳二期混凝土被称为水电站厂房混凝土的“心脏”，是最关键和最难浇筑的部位。三峡左岸电站厂房采用对蜗壳充水保温保压模拟运转状态浇筑二期混凝土。该技术是一项新技术，目前在国内外尚属首例，施工质量对机组的安全运行及振动稳定具有至关重要的作用。施工中针对保温保压浇筑蜗壳二期混凝土的技术特点，采取了相应的施工措施，如实施严格的混凝土温控，严格的施工监测，科学的分层分块，选择最佳的混凝土浇筑设备，严格控制混凝土配合比。通过这些施工措施，在有关各方的共同努力下，保证了混凝土浇筑质量，达到了预期效果。