《苏巴姑水电站高水头、小直径厚壁压力钢管制造安装技术研究》

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苏巴姑水电站位于四川省凉山彝族自治州昭觉县境内,是美姑河右岸支流古里沟“一库三级”梯级开发的最后一个电站,采用引水式开发;装机容量2×26MW,电站设计最大水头 1209.6m,额定水头 1175.0m,电站引用流量5.26m3/s,多年平均气温11.3℃,极端最高气温32.3℃,极端最低气温-10.7℃。根据查新报告显示,该电站设计水头为目前亚洲最高水头的水电站。

压力钢管布置采用隧洞式明管、沟槽式外包砼埋管、明管、隧洞式埋管和外包钢筋砼埋管等,可谓“电站钢管博物馆”。压力钢管布置复杂,地理位置险要,2#斜井段以上压力钢管没有施工道路,钢管运输、安装难度极大,安全隐患多。

压力管道全长约2257.6m,工程总量约1660t。前段明管为隧洞式,长123m,在桩号0+095.934m处设置蝶阀室;明管段长733m,沿线共设置8个镇墩,54个支墩,支座型式采用滑动支座,镇墩下游侧设置波纹管伸缩节,管道安装水平倾角6o~50o;后埋管段长约1401.6m,分为5个平段、2个竖井段(其中1#竖井高差247m,2#竖井高差237m)、3个斜井段(倾角为55o,每段高差平均约为130m)。主管内径为φ1.2m,壁厚为12mm~36mm, D5~G17管段材质为16MnR、G17~岔管前段材质为WDL610D2。岔管属“斜Y”型布置的内加强型月牙肋地下埋管,岔管调整后设计钢衬钢筋联合受力模式,分岔角50o,位于主厂房上游,紧接下平段主管末端,岔管中心点桩号为管2+182.611m,中心高程为EL662.38m,壁厚为24mm~28mm(原设计为36mm~44mm),材质为B610CF。岔管分岔出2条支管分别和水轮机球阀连接,2条支管前段内径为φ0.8m及φ0.8m~φ0.6m变径,支管末端内径为φ0.6m,壁厚为24mm~30mm,材质为B610CF和WDB620。岔支管采用外包裹钢筋混凝土方式设计,电站充水运行中,压力管道和外包钢筋混凝土联合受力。

苏巴姑电站压力管道安装地理位置非常特殊,其下平段到明管段之间全是悬崖峭壁,无法修建临时施工运输通道,明管段气候条件异常恶劣;电站设计水头1175m为亚洲之最;其压力管道制造存在大厚壁、小直径的特点。以上特殊性的存在,导致压力管道在制造、安装过程中存在许多技术难点和施工安全风险,不能完全参照常规制造、安装工艺进行。

苏巴姑电站压力管道厚径壁为3.0%高强钢冷卷技术的成功运用,已在一道桥水电站、踏卡电站推广运用。

采用“钢衬和外包钢筋砼”设计方式,在一道桥水电站已推广使用。

针阀闷头,有以下优点:制作简单、安装拆卸方便,制作成本本低;安全性能高,适合推广于所有冲击式机组配水环管、喷嘴水压试验;可将压力管道、球阀、配水环管和喷嘴水压试验整体试压。在一道桥水电站、斜卡电站推广使用。

“环境温度定位波纹管安装工艺”此安装技术适合在温差变化较大的地区广泛推广应用,已推广运用于新疆地区电站、西南高寒地区电站明管段安装工程。

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