广西贺州市桂源水利电业有限公司
摘要：贺州市青湾水电站装机容量2x2000kW，安装二台HL（F35）-WJ-84水轮机和二台SFW2000—8／1730发电机。该水电站位于贺州市东北部的黄洞乡境内，在临江河流域支流黄洞河的中下游河段。厂址距黄洞乡政府2km，距贺州市市府所在地八步镇25km，距水晶塘110kV变电站10km，厂、坝址相距8km。施工条件差，通过合理布置，电站得以顺利建成，为今后在同类地区修建类似工程积累了成功经验。
关键词：青湾水电站；调压设施；设计；布置
一、电站基本概况
青湾水电站位于贺州市东北部的黄洞乡境内，在临江河流域支流黄洞河的中下游河段。厂址距黄洞乡政府2km，距贺州市市府所在地八步镇25km。电站主要是发电利用，无防洪和通航任务；主、副坝址总控制集雨面积83km2，总库容305万m3；水源引水无压隧洞长2.3Km，引水流量Q=3.8m3/s；发电有压隧洞长3.3Km，引水流量Q=6.8m3/s；设计发电水头74m。装机容量2×2000kW。
二、发电有压隧洞线的布置
根据地形、地质勘测资料，并考虑施工条件，发电有压隧洞线长3.3Km，隧洞轴线在平面上布置成三条折线，沿线中段在途经的两条小冲沟处布置两个平洞出碴口，相应增加了隧洞开挖的独立作业场地，加快了施工进度，缩短了工期。隧洞进水口布置在距主坝上游300m的左岸山凹处，库区正常水位208.0m，隧洞进水口底板高程为192.0m；出水口位于厂房正背的山坡上，出口底板高程为188.7m。隧洞洞身断面为园形（D=3.2m），纵坡为1/1000。
三、不设置调压设施的情况下水锤计算
按机组运行时最不利因素考虑，即当机组在运行中，因突然事故，机组突然关闭阀门时。
(一)不设置调压设施的情况下
1.水锤波的传播速度
⑴有压隧洞中（D=3.2m）的水锤波速C1=1058m/s，⑵压力钢总管中(D=1.5m)的水锤波速C2=956m/s，叉管中(D=1.2m)的水锤波速C3=1014m/s，⑶加权平均水锤波速C=1053m/s。
2.水锤性质的判别
设阀门关闭所需的时间：Ts=5s，水锤波在水管中来回传播一次所需的时间
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2.调压井所需的稳定面积比较
在调压井临界断面积Fk＝2.68m2的基础上，拟定不同的调压井断面积，计算井内的水位最大升高值Zmax与水位最低下降值Zmin；发现调压井直径越小（即面积愈接近Fk），算得的Zmax与Zmin间的高差愈大，即要求的调压井开挖深度也愈深；引水隧洞的纵坡也变得相当陡，施工的难度也较大。
例如：初拟调压井洞径D=5.0m时，F=19.6m2，水位最大升高值Zmax=10.9m，相应最高水位为219.9m；水位最低下降值Zmin=21.61m，相应最低水位为181.89m。调压井水位变化范围为38.01m；相应的调压井要求的最小深度=38.01+2.0+3.2+1.0=44.21m，相应的隧洞轴线纵坡i=1/200。其井相当深且隧洞纵坡过陡。
3.调压井断面积的确定
经过计算和拟定不同的井径，得出相应的井高及隧洞线纵坡进行综合比较，得出当D=8.0m时，其相应的调压井高度及隧洞纵坡均比较合适：D=8.0m, F=50.24m2, Zmax=4.35m, 相应最高水位210.96m；Zmin=7.36m, 相应最低水位192.25m；井内水位变化范围为18.71m，要求的调压井最小深度为24.91m；相应的隧洞轴线纵坡i=1/1000。其井深与隧洞纵坡均比较适宜。
4.调压井的高程布置
拟定调压井的直径D=8.0m，在有压隧洞线桩号3+206m处设置时：调压井最顶处地面高程225.0m左右，比调压井最高上升水位210.96m稍高；调压井出水口钢管顶高程190.10m，比调压井最低下降水位192.25m略低2.15m；即在调压井最低下降水位时，尚有2.15m的水头余幅，大于规范2m的要求。
(2)调压井的型式比较与选择
因为业主主张用方形方案，而我则推荐用圆形方案，因为圆形的整体受力、投资均比方形优。所以应业主要求设计一个方形与圆形的施工方案进行具体比较。
1.断面为方形时：砼量为2005m3，钢材为81T，概算投资92万元。
2.断面为圆形时：砼量为678m3，钢材为42T，概算投资37万元。
经过详细的方案比较后，业主主动地选择了推荐的圆形方案并付于实施，仅这项投资就节约55万元。
六、结语
青湾水电站作为贺州市“西电东送”的重点项目之一。在中、高水头电站中它是率先使用调压井作为调压设施的电站，已于2005年初建成并发电。出力达到了设计要求，运行维护方便。这说明设计方案是比较成功的。
论文作者:黎元朝
论文发表刊物:《防护工程》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/21
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