善泥坡水电站非对称Y型月牙肋岔管设计（论文）.pdf

I工程建设与设计 I~truction＆Des nr脚e“ 善 泥 坡 水 电 站 非 对 称 Y 型 月 牙 肋 岔 管 设 计 The Design of Non—symmetrical Y—shaped Crescent b Reinforced Branch Pipe in Shannipo Hydropower Station 叶文字 ，王荣 荣 ，罗玉霞 (中国电建贵阳勘测设计研究院有限公司，贵阳 550081) YEWen—yu，WANGRong-rong，LUOYu—xia (PowerChinaGuiyangEngineering CorporationLimited，Guiyang 550081，China) 【摘 要】岔管是在引水系统中用于分流或合流的一种布置型式，其设计会直接影响到水电站的安全运行。论丈以善泥坡 水电站的实际工程为例，进行岔管体型选择，通过具体数据对结构受力进行分析，并证明了岔管设计合理 本项目设计为工 程设计人员选择合适的岔管提供了工程参考。 【Abstract]Reinforced branch pipe is a type ofarrangement for diversion or confluence in the water diversion system，and its design willdirectlyaffectthe safeoperationofthehydropowerstation．TakingtheShannipohydropowerstationprojectasanexamplethefirst branch pipe type selection，then through the detailed data analysis of structure stress，finally proved the bifurcated pipe design is reasonable，providesthereferencefortheengineeringdesignprojecttochoosetherightfork． 【关键词】善泥坡水电站；月牙肋岔管；体型设计；允许应力 【Keywords]shannipohydropowerstation；crescentribreinforcedbranchpipe；configurationdesign；allowablestress 【中图分类号ITV72 【文献标识码】B 【文章编号】1007．9467(2017)12．0094．03 [DOII 10．13616／j．cnki．gcjsysj．2017．12．028 1 引 言 水电站中岔管一般位于引水系统末端 ，设计水压力为系 统中的最大值，同时靠近厂房，其安全可靠性就显得十分重 要，因此岔管体型合理、应力状态良好 、不产生过大的应力集 中和变形 、水流平顺、水头损失小、运输和安装方便，以及经济 合理等成为岔管设计必须考虑的因素。 2 工 程 概 况 【作者简介】叶文宇(1979一)，女，四』lI广汉人，高级工程师，从事水 电站设计与研究。 94 善泥坡水电站位于北盘江干流中游河段，贵州省水城县 顺场乡境内，是北盘江流域综合规划中的第八个梯级电站，工 程任务为发电。电站采用混合式开发。电站水库正常蓄水位 885m，总库容 0．850亿 m，，调节库容 O．428亿 m，，属 日调节水 库。电站装机大机组 2台，单机容量 90MW，小机组 1台，单机 容量 5．5MW，总装机容量 185．5MW，属三等中型工程 ，工程枢 纽布置为碾压混凝土拱坝 +右岸长引水隧洞 +右岸地下厂 房。 引水发电系统布置于右岸，引水系统采用一洞两机的布 置方式，设计引用流量 209m~／s，额定水头 96m，主要建筑物由 进水 口、引水隧洞、调压井及压力管道(竖井段及下平段 )、岔 管及支管段组成。引水系统总长 2．44kin。 3 地 质 条 件 与 管 道 布 置 3．1地 质 条件 压力钢管埋深约 89~1 50m，沿线地层岩性为石炭系马平 群(c 厚层块状灰岩。压力管道下平段处地下水位以下，岩 溶发育，地下水活跃。洞轴线与岩层走向大角度相交，围岩基 本稳定，为ⅡI类围岩。 3．2 管 道布 置 压力钢管由上弯段、竖井段 、下弯段及下平段组成，内径 6．7m。由直径为 6．7m的主管分岔为 2条直径 4．2m支 管。分岔后的 2条支管平行进入厂房，2条支管轴线间距与机 组间距同为 17m。管外直管段回填 0．6m厚的 C20素混凝土， 岔管回填 O．8m厚的 C20素混凝土。 4 岔 管 体 型 及 结 构 设 计 4．1岔 管体 型 设计 通过分析引水系统布置，岔管 HD值(日 分别为岔管水 头和直径 )达到 891m2，月牙肋岔管的设计 、制造、安装技术都 已成熟，国内外大中型水电站中应用广泛 ，岔管采用非对称 Y 型月牙肋岔管 ，岔管体型参数根据 《水电站压力钢管设计规 范))(SL281--2003)[1】推荐的方法确定。主管直径 ,b6．7m，2条 支管直径均为 q,4．2m，公切球半径 4m，分叉角 63。。岔管处最 大内水设计压力为 129．3m。初拟岔管体型如图 1所示。 Municipal·Traffic·WaterRc$oll,yce$·EnglneeringDes 1 市政·交通·水利工程设计J 用国内电站中普遍采用的 Q345R钢材 ，其钢管厚度>16～ 36mm，屈服强度 324MPa，抗拉强度 500MPa，具有良好的力学 和工艺性能。Q345R钢材的允许应力见表 1。 表 1 0345R钢材允许应力表 竺 兰竺 竺竺 二至 盘 膜应力刚 -小嚣 曼器翥 件 -so s 局部应力区 嘉薹 o-sO-s=z印 ，． szs 注：表中O3为钢材的屈服强度， 。、[卅 分别为钢材的允许膜应 力和允许局部应力；r为该节钢管最大内半径；to为管壁厚度。 4．2．2结构计算 I)围岩分担内水水头分析 根据压力钢管埋管判