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洛它水电站厂房结构缝布置

发表时间：2021/4/15 来源：《建筑科技》2021年1月下作者：陈薇薇

[导读] 本文依据洛它水电站厂房的地形、地貌、区域地质条件及现场实际情况，对主副厂房进行科学合理分缝设计，解决主副厂房结构稳定及结构变形等问题。

云南理能水利电力勘测设计有限公司陈薇薇 650051

摘要：本文依据洛它水电站厂房的地形、地貌、区域地质条件及现场实际情况，对主副厂房进行科学合理分缝设计，解决主副厂房结构稳定及结构变形等问题。
关键词：厂房；结构缝；止水
        引言：水电站厂房的结构一般都比较复杂，而且下部混凝土体积相对较大。布置结构缝的作用，主要就是为了适应厂房结构在基础约束、温度变化、地震效应、混凝土收缩或膨胀等情况下出现地基不均匀沉陷，同时对结构缝采取有效的防水、防渗处理，防止外水从分缝处渗入厂房，确保厂房安全可靠运行。
        1工程概况
        洛它水电站为梯级开发的第一级电站，建在迪庆州德钦县珠巴龙河中上游,隶属于德钦县霞若乡，首部位于茨卡通村附近珠巴龙河与格里小河汇口下游70m处的河段上，厂房位于糟坡河与珠巴龙河汇口上游760m处，坝址距上游茨卡通桥约80m。电站利用珠巴龙河干流的水源，坝址控制径流面积718km2，电站设计水头310m，多年平均流量13.70 m3/s，设计引用流量24 m3/s，装机容量为2×30MW，多年平均发电量24953万kW.h，年利用小时数4159h，保证出力11.278MW (P=90%)。电站采用引水式开发，没有防洪、灌溉、供水及通航要求，开发任务为单一发电。按标准属三等中型工程，厂房为3级建筑物，按照100年一遇洪水设计，按照200年一遇洪水校核。
        2地质概况
        工程区位于以“世界屋脊”著称的青藏高原南东缘，横断山脉中段，澜沧江、金沙江分水岭地带，地势总体北高南低，山脉近南北走向，地貌主要属构造侵蚀与溶蚀相间峡谷中～高山地貌与高原台地地貌单元，局部还可见冰川、冰蚀、冰渍及堆积地形地貌。金沙江自北向南纵贯全区，为区内最低侵蚀排泄基准面。区内地形极其复杂，水系密布，陡崖四伏，雪山高耸，区域最高点白马雪山海拔5429m，最低点托顶汇口处海拔1880m，最大谷峰差3549m。区域内河流深切（切割深度500～1900m）,沿河山高谷深，悬崖叠嶂，加上岩层崩塌和河流冲蚀作用，使得陡壁谷底多崩塌堆积体。河谷两岸悬崖陡壁，相对高差在500m以上。
        区域三大岩类均有出露，显示了区域复杂构造的地质背景，区域构造线NNW—SSE向，受东、西向压应力作用，构造总体以南北向为主，北东向或北西向次级褶被、断裂发育，区内岩性以碳酸盐岩、碎屑岩、岩浆岩和玄武岩分布最广，次为变质岩、新生界第四系松散层，工程区未穿过区域控制性发震大断裂，区域构造相对稳定。厂区地震动峰值加速度为0.15g,地震动反应谱特征周期为0.40s，相应地震基本烈度为Ⅶ度。
        厂址位珠巴龙河右岸阶地上，厂房布置受地形限制，需对公路进行改道，主副厂房临河布置，轴向N80°E。地面高程在2177.48m～2182.97之间m，地形相对较平坦，后边坡地形较完整，以岩质边坡为主，岩体较破碎，自然山坡基本稳定。厂址地表为阶地，地表覆盖薄层耕植土，下部为20～30m的第四系冲洪积的卵砾石质土、漂卵砾石夹砂土，下伏基岩为石炭系下统（C1）：岩性为结晶灰岩、白云质灰岩夹微晶片岩，岩层产状N76°E，SE∠85°，厂址节理裂隙较发育，未分布不良地质现象。
        3厂房布置
        洛它水电站主副厂房选址在珠巴龙河右岸，主机间和安装间并列布置，安装间设置在主机间的右侧，与回车厂相连，副厂房则布置在主厂房上游。主厂房总长41.08 m，宽16.4 m，主机间高度37.8 m，厂内安装有两台立式混流式水轮发电机组，单机容量为30MW，机组间距为11.0m，安装高程为2163.600m。
        主机间主阀层地坪高程2161.300m，水轮机层为2165.200m，发电机层则为2173.400m。主阀层内安装有肘管及尾水管扩散段等水机设备，尾水管扩散段为对称结构。按照水机运行要求，主机间内设置渗漏、检修集水井，渗漏集水井设在主机间左侧，检修集水井设在机组中间位置，集水井底板高程为2157.500m，检修集水井宽为3.0m，渗漏集水井宽为4.0m，长为8.3m，净深3.5m。水轮机层主要布置水机设备如技术供水管路等，上游侧布置调速器、球阀控制柜、滤水器、电缆桥架等。下游侧布置供（排）油总管等。发电机层每台机组上游布置有机旁盘。吊车主副钩限制线内设有吊物孔，吊物孔尺寸为 2.5m ×2.2m。机墩内径3.0m，厚度1.6m，风罩内径6.8m，厚度 0.4m。
        主机间右侧设置安装间，高度为30.1m，为设备进厂、安装和检修提供操作空间，与主机间错层布置，上层地坪高程为2177.900m，下层地坪高程为2173.400m。主厂房设有一台75t/20t吊车，可满足发电机转子、定子、上下机架、水轮机转轮等设备的安装及检修要求，吊车跨度为14.0m，轨顶高程2189.120m。
        主厂房上游侧布置有副厂房，主机间段设置地下二层，地上一层。最底层为电缆夹层，地坪高程为2170.600m，中间层为高压开关柜室，地坪高程为2173.400m，顶层为厂用电盘室，地坪高程为2177.90m。安装间段分二层布置，底层为工具房及仓库，地坪高程为2173.400m，顶层为二次屏柜及中控室，地坪高程为2177.90m。
        4.厂房分缝设计
        水电站厂房结构一般都比较复杂，下部结构外围常处在外水压力作用下，而且下部混凝土体积相对较大，布置结构缝的作用，主要就是为了适应厂房结构在基础约束、温度变化、地震效应、混凝土收缩或膨胀等情况下，出现地基不均匀沉陷。为了防止外水沿着结构缝渗漏到厂内，务必要采取必要有效的止水措施，
        对结构缝采取有效的防水、防渗处理，确保厂房安全可靠运行。在厂房设计时，一般要求厂房长度超过30m时，需设置分缝，结合建筑物的体型和结构特点，综合考虑各类结构缝的功能、受力特点，然后根据现场实际情况，确定采用全断面、半断开、部分断开或后断开等形式。考虑到可操作性，结构缝的做法应结合现场施工情况，酌情选用适宜的方式，以便达到设计效果。同时，采取建筑处理以及防水、防渗等措施，力求减少或降低设缝带来的不利影响。
        厂房选址时应该避免将厂房布置在软硬不同的基础上。厂房基础布置在岩基上时，会产生较大的基础约束应力，而布置在软基上时，又容易产生不均匀沉降。如果受地形、地质条件限制，只能将厂房建在软硬不同的基础上时，在不同基础间应设置结构缝。洛它水电站厂房布置在珠巴龙河右岸，临河布置，厂区地表为阶地，地表为薄层耕植土，下部为卵砾石质土、漂卵砾石夹砂土，厂区节理裂隙较发育，未分布不良地质现象。主副厂房置于冲洪积层漂卵砾石夹沙土上，地基承载力能满足要求，为防止厂基发生不均匀沉降，主副厂房置换2m厚的埋石混凝土。因主机间、安装间及副厂房各自的功能不同，体形差别较大，且地面以上高度及结构不同，在主机间屋顶还设有升压站110kv GIS等设备，故在主机间与安装间设一道永久变形缝，在副厂房与主厂房之间设一道永久变形缝，防止结构在地震作用下产生不均匀沉陷，适应温度变化、混凝土收缩或膨胀等产生的水平和竖向位移。主机间与安装间结构缝宽3cm，主机间与尾水平台结构缝宽3cm，副厂房共设置两道结构缝，缝宽3cm，将副厂房分为两段。主副厂房分缝布置见图1。

        5.结构缝止水
        永久缝应设置可靠的止水设施，防止外水从分缝处渗入厂房，止水布置必须有利于结构的受力条件。厂房垂直和水平方向止水必须能形成一条闭合的防水带。止水设置要力求制安简单，经济适用，不漏水，施工时必须注意止水的位置，确保准确焊接，同时还要注意工作面的保护，防止止水损坏，从而影响止水效果。
        工程运行期间，受下游尾水的影响，厂区地下水位较高，洛它水电站主副厂房的结构缝采用1.2mm厚的紫铜片止水，为防止不同结构部位的不均匀沉陷，分缝处止水做成止水鼻子，预留一定的伸缩余量，缝间的填料采用闭孔泡沫板。止水大样见图2。

6.结语：
水电站发电厂房分缝布置关系到厂房自身结构安全，厂房结构安全又关系到整个工程的安全运行。洛它水电站厂房结构缝布置时充分考虑了主副厂房基础岩性对厂房不均匀沉降的影响，以及厂房各部分结构体型差异在各种工况下产生的应力应变对厂房结构安全可能带来的影响，对厂房进行了科学合理的分缝设计。同时对结构缝采取了有效的防水、防渗处理，确保厂房的安全可靠运行。
参考文献：
[1]NB/T35011-2013水电站厂房设计规范[s].
[2]GB51247-2018水工建筑物抗震设计规范[s].
[3]DL/T5215-2005水工建筑物止水带技术规范.
[4]水工设计手册：第二版[M].北京：中国水利水电出版社，2013.
[5]顾鹏飞，喻远光.水电站厂房设计[M].北京：水利电力出版社，1987.