小天都水电站气垫式调压室交通洞封堵化学灌浆设计

小天都水电站是我国较早采用气垫式调压室的工程之一,该工程气垫式调压室经多方论证研究采用"以水幕防渗为主,围岩防渗为辅,水幕上布置灌浆帷幕"的联合防渗结构型式。为更好地解决我国复杂地质条件下气垫式调压室高压气体渗漏问题,小天都水电站率先在国内气垫式调压室高压气体封堵中引入并成功应用化学灌浆技术,对化学灌浆技术的推广及气垫式调压室的封堵技术研究具有重要意义。介绍了化学灌浆技术在小天都水电站气垫式调压室交通洞封堵防渗的应用设计,可供类似工程参考。     

水电站气垫式调压室应用现状和主要设计问题

世界上已建的10座地下气垫式调压室的水电站均位于挪威。近年来，为解决环保问题和节约工程投资，我国已在四川自一里、小天都两座水电站设计中采用了气垫式调压室方案。气垫式调压室的主要设计问题包括设计准则、布置设计、气体体积及尺寸的估算、水幕设计、防渗处理等方面内容。     

钢罩式气垫调压室在金康水电站的应用

国内外已建的气垫调压室都是利用经过处理的围岩自身或再辅以在其周边设置的水幕来防止气室漏气。但据国内外的工程实践,即使对岩体采取了复杂而昂贵的工程处理措施,也难以确保气室的气密性。金康电站的地质条件较差,气垫室采用钢板防止气室漏气,克服了气室闭气难的问题,实现了工期省、投资省、调压室运行可靠的目标。钢罩式气垫调压室在金康电站的成功应用,将对引水式电站具有较大的推广价值。     

气垫式调压室设计中的主要问题研究

气垫式调压室在我国属于新技术,具有保护环境及节省费用等优点。首先简单介绍了气垫式调压室的工作原理、应用情况与优点;然后根据已有的工程实践,较详细地阐述了气垫式调压室在设计中的一些主要问题。内容包括设置条件、尺寸设计、气漏补救措施、水幕设计、调压室优化设计方法等;最后对今后的研究方向提出了一些建议。     

Torpa气垫式调压室设计施工和运行经验

Torpa电站是Dokka工程的两个电站之一。该电站的气垫式调压室的总容积为17400m^3，气体体积为10000－12000m^3。气垫式调压室区内的岩石覆盖率达225m，水头为450m。在气垫式调压室上方修建了一个防止漏气的水幕。水幕压力比气垫式调压室压力大2－5bar。必须遵循的主要设计准则之一是水幕压力必须小于岩体内的最小主应力，以防产生水力劈裂，因此进行了大量水力劈裂试验。气垫式调压室为环形结构。从气垫式调压室上方的洞室内钻水幕孔。空气压缩机的容量为940Nm^3/h。同时设置了两套不同的气垫式调压室水位监控系统。经过两年运行后测试表明，只要水幕超压大于2bar，则气体就不会经岩体泄漏。     

预测气垫式调压室运行中漏气量的数学模型

针对气垫式调压室运行过程中气压室内的气体沿单裂缝向黏土夹层渗漏的水-气二相渗流过程,建立了基于多相流理论的水-气二相流模型。模拟了不同的围岩孔隙水压力与调压室内气压力比值情况下的气压室漏气情况,结果表明,当该比值增大时,漏气量将迅速减少,验证了设置水幕防漏措施的有效性。所建立的水-气二相流模型可以充分考虑调压室地质条件,水幕的压力,气室气压及围岩性质等因素的影响,为空气损失评估、水幕设计及对漏气严重的调压室进行修补提供了依据。     

气垫式调压室水位和气室压力波动及状态方程多方指数影响计算研究

气垫式调压室水位和气室压力波动是规划和设计气垫式调压室所关心的问题.笔者使用四阶龙格—库塔法计算了气垫式调压室水位波动过程以及气室压力变化过程,分析了气体状态方程多方指数对调压室涌浪水位和气室压力的影响.指出在水力计算中以控制气垫式调压室最高和最低涌浪水位为计算目的,气体状态方程多方指数宜取1.0,以控制气室最高和最低...     

某电站气垫式调压室高程设置初步比选

从1973年世界上第一座采用气垫式调压室的水电站在挪威建成发电,到2004年亚洲第一个利用围岩承担内压的地下气垫式调压室的自一里水电站建成发电,再到今天小天都、金康木座、阴坪、龙洞、二瓦槽、民治电站气垫式调压室的应用,气垫式的设计技术日趋成熟,但是对于规模更大的气垫式调压室的研究还在继续。本文就某电站的气垫式调压室高程进行了比选,从四大基本原则及气室规模设计出发进行了介绍。该电站气垫式调压室的成功选用对该区域内类似电站具有极大的借鉴意义。     

气垫式调压室气室常数和多方指数的影响规律分析

本文计算分析了气室常数对气垫式调压室最小室内水深、最大气室压力和水轮机蜗壳最大压力的影响。研究表明,取值工况室内水深越小,气室常数越大,调压室最大气室压力越小,水轮机蜗壳最大压力也越小。计算选取合适的气室常数是气垫式调压室水力设计的关键,过大的气室常数会使机组丢弃负荷后的室内最小水深偏低,过小的气室常数会使气垫式调压室功能失效。状态方程多方指数增大,气垫式调压室内的水位变化幅值减小,压力变化幅值增加。水力计算以控制气垫式调压室最高和最低水位为计算目的,拟取多方指数1.0;以控制连接隧洞和蜗壳压力为计算目的,拟取多方指数1.4。     

水电站气垫式调压室布置设计

近年来,气垫式调压室在国内引水式水电站中得到了广泛应用.气垫式调压室不仅具有与常规调压室相同的抑制涌波水位的功能,而且可以降低施工难度,减少投资,保护环境,经济效益和社会效益十分显著.文章介绍了气垫式调压室的布置设计,主要包括气垫式调压室的位置选择及断面设计等内容,为水电工程设计人员提供参考     

预测气垫式调压室运行中的漏气量的模型研究

在调压室的设计中，预测其在运行中的空气损失量是极为必要，因为漏气量严重影响着调压室的工作性能。调压室运行中气室的超压空气通过围岩裂缝向周围渗漏的过程是涉及气体驱替孔隙水的水－气二相流过程，目前对调压室漏气量的预测大多采用经验公式。作者基于多相流理论，同时考虑水相和气相的流动及相互作用，建立水－气二相流模型，针对气垫式调压室运行过程中气压室内的气体沿单裂缝向粘土夹层渗漏的水-气二相渗流过程进行了探索性研究。模拟了不同的围岩孔隙水压力与调压室内气压力比值情况下的气压室漏气情况，结果表明，当该比值增大时，漏气量将迅速减少，验证了设置水幕的防漏措施的有效性。由于水-气二相流模型可以充分考虑调压室地质条件，水幕的压力，气室气压及围岩性质等因素的影响，为空气损失评估、水幕设计及对漏气严重的调压室进行修补提供了新的研究思路。     

一种气垫式调压室防漏新方法

气垫式调压室具有良好的水击波反射功能,能有效降低水电站负荷急剧变化时压力管道的水击压力,但运行过程中的漏气现象制约了气垫式调压室的推广应用。提出了一种防止气垫式调压室漏气的新方法,即在传统气垫式调压室内放置橡胶芯袋作为盛气装置,实现调压室盛气和结构承载功能的分离,利用橡胶材料柔软、弹性模量小、密封性好等特点,从根本上解决了盛气密封薄壳容易开裂渗漏的问题。根据力学平衡原理、材料的应力应变关系和调压室结构的变形协调条件,结合流体力学理论和调压室内水位波动的变化规律,构建了橡胶芯袋变形与受力本构关系,并分别推导出了单个、多个橡胶芯袋预灌气压的计算式,为调压室结构设计与工程控制提供了理论依据。     

金康水电站钢包气垫式调压室施工技术研究

金康水电站气垫式调压室钢包方案,是依靠钢筋混凝土夹一层薄钢板封闭气体。同时,采用平压系统平衡气室钢筋混凝土外侧水压力和气室气体压力。对金康水电站钢包气垫式调压室的有关施工技术进行了介绍。     

恒定流条件下气垫式调压室室内水位与气压的模拟

恒定条件下,气垫式调压室室内气压与水位随机组运行工况变化而变化,该变化不仅取决于上库水位、机组出力等,而且取决于气垫式调压室室内气压设定值。若上库水位变幅较大,气压设定值将直接关系到气垫式调压室运行安全。为此,该文建立了设有气垫式调压室的引水发电系统恒定流数学模型,推导出了室内水位与气压的解析解,分析了上游水位、引用流量、初始设置水位、调压室顶部高程对室内气压与水位的影响,探讨了室内水位变幅与上库水位变幅之间的匹配关系,由此给出了室内水位/气压设定值选取范围,对电站设计和运行具有参考价值。     

金康水电站高压引水隧洞衬砌设计和优化探讨

对于引水隧洞的衬砌设计,采用不同的设计理论会得出不同的结果;对于长引水隧洞,若隧洞中不良地质段长,在保证隧洞安全运行条件下,尽可能减少衬砌工程量和造价是设计和业主必须考虑的问题。通过金康水电站高压长引水隧洞衬砌设计、优化及实测钢筋应力分析表明,即使在地质条件差的隧洞,围岩仍然是承担内水压力的主体。     

气垫式调压室参数选择及涌波计算

气垫式调压室是用于控制水电站水力过渡过程的新型调压室，具有布置灵活，适应水位变幅大和电站负荷变化后调压室水位波动小的优点，国外已应用于控制水电站引水系统和火电站供水系统水力地渡过程。本文介绍了气垫式调压室的工作原理，参数选择及涌波计算方法。     

自一里水电站气垫式调压室研究

自一里水电站采用气垫式调压室，通过对该工程基本条件的分析，计算了气垫式调压室的水力参数，包括水和空气压力、最小水垫深度、管道渗水、漏气等，对水力控制方法进行了分析，确定了空气压力和水位检测系统。