抽水蓄能电站地下厂房洞室的施工具有大跨度、高边墙、洞室交叉口多、地下洞室群结构复杂、施工强度高、通风散烟较困难等难点,既要追求进度,更要注重施工安全。
顶拱设计属于水工专业、建筑专业的范畴,同时与地质条件紧密相关顶拱一般都是做大跨度结构的,顶拱受力承载力大,承载力基本都分配到四角,前提四周承载支撑要到位,鸡蛋壳只要受力均匀很难被破坏,稳定性好。主厂房顶拱设计国内一般用网架或吊顶方式,现简单介绍一下这方面的设计认识。
抽水蓄能电站主厂房国内一般在顶拱设吊顶、在边墙设网架,其主要作用:
为了防潮,把顶拱的滴水、边墙的渗水隔开。
为了视角美观,把厂房内的通风管布置在吊顶上部,把挂板挂在边墙的网架上面。
装饰和企业文化渲染的需要。
而国外大部分抽水蓄能电站地下厂房不设这些,即使设了也很简易。国外抽水蓄能电站厂房一般取消厂房吊顶,改二次衬砌,他们理念是可以降低开挖高度,主要以下几点:
厂房开挖高度降低对稳定性有好处。
不用设置吊顶牛腿,牛腿高出吊车梁不少。
开挖高度降低也是工期,少挖一层工期可以与寸砌工期相抵,减少了开挖工程量和吊顶工程量,增加了衬砌工程量。
我国抽水蓄能为什么不采用二次衬砌,主要原因为:
现在设计的网架牛腿一般比桥机顶部略微高出一段距离即可,若取消网架牛腿改用二次衬砌的确可以降低厂房顶拱高程,减少的高度约2~4m左右。但是会增加很多衬砌工程量2. 改用全断面衬砌制约了厂房的结构型式选择;只在顶拱衬砌则需要增加大量的锚杆、锚索或预应力锚杆以固定衬砌,会增加厂房的投资。
采用二次衬砌,则通风管道会裸露在外部,不利于厂房的美观。抽水蓄能电站主厂房国内一般在顶拱设吊顶、在边墙设网架。可考虑改为“抽水蓄能地下厂房顶部一般设置顶棚,起到装饰、防排水、防潮、防火、便于厂内照明布置和维护等作用。
规范NBT 35011-2013 水电站厂房设计规范有比较明确的要求
综上,我的体会是,一个大的设计方案是多目标选择,综合考虑的结果。主要因素有:
规范要求和设计单位的习惯。以地下厂房吊顶为例,规范要求吊顶要起到隔潮和安全防护作用,因此,大家都在遵守。但习惯不一样,有些业主和设计喜欢网架,而有些喜欢钢拱架,还有些喜欢轻钢龙骨。
企业文化。
地方特色文化。有些水电站厂房建成后,要求厂房外貌必须突出当地的文化元素。
经济因素。
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