一种水电工程半地下井筒式厂房的制作方法

本发明适用于水电工程厂房的布置，具体涉及一种半地下井筒式厂房。

背景技术：

水电站厂房是水电站中安装水轮机、水轮发电机和各种辅助设备的建筑物。一般由主厂房和副厂房两部分组成，是水工建筑物、机械和电气设备的综合体，又是运行人员进行生产活动的场所。

根据厂房与挡水建筑物的相对位置及其结构特征，可分为三种基本类型：引水式厂房、坝后式厂房、河床式厂房。根据厂房与地面的关系，又可分为地面厂房、地下厂房，这两种厂房的布置形式，在国内外均较为成熟，而半地下井筒式厂房则刚刚起步。

相对传统的地面厂房，半地下井筒式厂房有效的减少了压力管道的长度，节约了投资。相对地下厂房而言，减少了交通洞、出线洞，缩短了尾水洞，节约了投资。在修建地面厂房和地下厂房又不经济，又要充分利用水资源（水头）的情况下，半地下井筒式厂房显现了其巨大地优势。

技术实现要素：

针对背景技术中存在的问题，本发明提出了一种水电工程半地下井筒式厂房，丰富了厂房布置形式的选择，可促使半地下式厂房设计水平的提高，也为今后类似工程的设计提供了很好的借鉴作用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：所述水电工程半地下井筒式厂房包括主厂房、安装间、水机副厂房、电气副厂房；

主厂房布置于地面以下，与水流方向相对应，外壁为井筒，井筒内由下至上布置有球阀层、水轮机层、电缆夹层、发电机层、主机间；

安装间布置于地面以下、顺水流向主厂房的右侧，通过进场隧洞与外部连通；

水机副厂房布置于地面以上、水流方向上游侧，包括透平油室、油处理室、空压机室、风机室；

电气副厂房布置于地面以上、水流方向下游侧，包括中控室、高压开关室、厂用变电室、配电室。

作为优选，主厂房上游位置布置通风竖井，下游位置布置电梯，通风竖井与电梯底端均连通至球阀层，通风竖井顶端与水机副厂房的风机室连通。

作为优选，主机间至发电机层、发电机层至水轮机层均通过上游侧楼梯和下游侧楼梯连通，水轮机层至球阀层通过右侧楼梯和左侧楼梯连通。

作为优选，水机副厂房和电气副厂房布置于地面以上的部分均采用钢架结构搭建，主厂房与安装间上侧设置有钢结构顶棚。

作为优选，主厂房顶部设置有桥式起重机，主厂房顶部设有吊物孔。

本发明的有益效果：

本发明丰富了厂房布置形式的选择，可促使半地下式厂房设计水平的提高，也为今后类似工程的设计提供了很好的借鉴作用。

附图说明

图1为本发明主副厂房（768.000高程）平面布置图；

图2为图1中的a-a剖面图；

图3为图1中的b-b剖面图；

图4为本发明主副厂房安装间层（757.700m高程）布置图；

图5为本发明主机间（729.500m~757.700m）布置图；

图6为本发明发电机层（729.500m高程）布置图；

图7为本发明水轮机层（721.450m高层）布置图；

图8为本发明球阀层（716.450高程）布置图；

图中：1—主厂房井筒、2—安装间、3—吊物孔、4—通风竖井、5—电梯、6—上游侧楼梯、7—下游侧楼梯、8—右侧楼梯、9—左侧楼梯、10—楼梯、11—进场隧洞、12—安装间框架柱、13—主厂房框架柱、14—顶棚、15—水机副厂房、16—电气副厂房。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。

如图1-8所示，所述水电工程半地下井筒式厂房包括主厂房、安装间2、水机副厂房15、电气副厂房16；主厂房布置于地面以下，与水流方向相对应，外壁为井筒1，井筒1内由下至上布置有球阀层、水轮机层、电缆夹层、发电机层、主机间，主机间为发电机层至安装间的连接层，共7层，为混凝土框架结构；各层之间布置主厂房框架柱13作为支撑结构；球阀层内布置有球阀、渗漏集水井、循环水池、水泵房；水轮机层内布置有球阀液压装置、渗漏排水泵、励磁变压器；电缆夹层内布置有发电机引出母线、电缆、中性点设备；发电机层内布置有调速器、机旁盘；安装间2是机组安装和检修的场地，布置于地面以下、顺水流向主厂房的右侧，内部布置安装间框架柱12作为支撑框架，通过进场隧洞11与外部连通；水机副厂房15布置于地面以上、水流方向上游侧，包括透平油室、油处理室、空压机室、风机室；电气副厂房16布置于地面以上、水流方向下游侧，包括中控室、高压开关室、厂用变电室、配电室；主厂房上游位置布置通风竖井4，下游位置布置电梯5，通风竖井4与电梯5底端均连通至球阀层，通风竖井顶端与水机副厂房15的风机室连通；主机间至发电机层、发电机层至水轮机层均通过上游侧楼梯6和下游侧楼梯7连通，水轮机层至球阀层通过右侧楼梯8和左侧楼梯9连通；水机副厂房15和电气副厂房16布置于地面以上的部分均采用钢架结构搭建，主厂房与安装间2上侧设置有钢结构顶棚14；主厂房上侧还设有设置有桥式起重机，主厂房顶部设有吊物孔3。

在本实施例中，室外地坪高程767.7m，室内地坪高程768.0m，水机副厂房15与电气副厂房16布置于768.0m高程上，安装间布置于757.7m高程，与室外地坪高差10m。主厂房的井筒1直径25.5m，厚1.5m，其底部高程714.95m，顶部高程764.5m，总高49.55m，井筒1为钢筋混凝土结构。井筒1内由下至上布置球阀层、水轮机层、电缆夹层、发电机层、主机间，球阀层布置于高程716.450m，水轮机层布置于高程721.450m，电缆夹层布置于高程726.000m，发电机层布置于高程729.500m高程，主机间布置于729.500m至757.700m高程。

其中，井筒1顶部以上高程763.7～767.7m及安装间2采用土石方明挖方式，形成井筒导井开挖施工平台。土石方明挖采用“排水超前，控制爆破，支护适时跟进”的施工原则，边坡采用喷混凝土支护，确保边坡稳定。在实施过程中要妥善做好施工排水、控制爆破、边坡支护等工作，并应考虑雨期影响，对雨期施工采取防洪防塌措施，确保工程施工安全和施工质量。井筒1高程763.70m～714.95m开挖，采用井挖的方式，从尾水洞分岔开挖一条临时交通洞至厂房开挖区作为井筒1底部出渣施工通道。

井筒1开挖支护实施方法与步骤如下：

1导井开挖：采用钻爆法开挖直径φ=2m的导井，导井开挖采用自上而下分层开挖，开挖进尺控制在2m以内，采用yt-28手风钻造孔，井口采用槽钢或工字钢搭设提升架，2t电葫芦吊渣，通过运输小车运送人员、材料。

2出渣井开挖：出渣井开挖利用导井进行扩挖，采用光爆法扩挖至φ=4m直径的出渣井。扩挖采用“正井法”自上而下分层进行开挖，开挖进尺控制在2.5m以内，采用yt-28手风钻造孔，利用导井溜渣，在井底采用侧翻式装载机配合10t自卸车出渣至指定渣场。每排炮后及时出渣，防止井筒底部积渣过多造成井内堵塞。

3井筒主挖区开挖支护：井筒主挖区采用履带潜孔钻和手风钻自上而下分层钻爆至设计边线，ⅱ、ⅲ类围岩开挖进尺控制在3m以内，ⅳ、ⅴ类围岩开挖进尺控制在2m以内。采用装载机或推土机集渣、送渣，开挖渣料通过出渣井溜至交通洞内，侧翻式装载机装10t自卸汽车出渣。

4每层开挖完成后及时进行井壁支护：长锚杆采用潜孔钻造孔，短锚杆采用手风钻造孔，人工安装锚杆，锚杆注浆机注浆；喷混凝土采用tk650湿喷机分片、分层施喷。对厂房左右侧地质条件较差的侧壁，分段浇筑钢筋混凝土暗梁支护。

5高程714.95m～711.20m之间的开挖：采用槽挖的方式。主体石方开挖采用履带潜孔钻及手风钻钻爆，微差爆破，设计规格线采用手风钻造孔，预裂爆破或光面爆破，边角采用手风钻钻爆，开挖石渣利用1m3挖掘机挖装10t自卸汽车出渣，基坑开挖设水泵抽水配合。

本发明丰富了厂房布置形式的选择，其井筒开挖通过导井开挖、出渣井开挖和井筒扩挖形成，井筒埋深较深，可有效减少厂房基础的变形问题，较好适应地形，节约工程投资，缩短建设工期，产生较好的社会经济效益。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。