枢纽建筑物（精选八篇）
枢纽建筑物 篇1
由于城市的发展, 其人口基数也不断扩大, 为了提高人们出行的效率, 出租车、公交车的数量增加。除此之外, 由于私家车数量的猛增, 导致马路变得拥堵不堪, 而且大量汽车尾气导致城市空气质量下降。通过对发达国家的考察, 发现建设城市地铁是有效解决这些问题的最佳办法。下面就分析铁换乘枢纽的建筑设计情况, 希望给有关人士一些借鉴。
一、地铁换乘枢纽出现的问题分析
地铁换乘枢纽就是地铁站和其他的交通方式进行换乘的场所, 在交通不断发展中, 设计人员提出了地铁换乘枢纽, 其可以协调各个交通方式之间的功能, 合理进行服务的分配, 让整个交通系统变得更加有序, 运行得更加方便快捷, 服务效率更高。在城市的交通中, 轨道交通车站就是重要的换乘枢纽, 其是很多交通线汇集的地方, 集多方向的客流于一地。除此之外, 轨道交通车站还可以实现地铁和地铁之间, 私人交通, 公共交通, 铁路, 航空等多种交通形式的转换。
但是由于地铁换乘枢纽设计不合理, 或者换乘枢纽和地铁站之间的通道连接形式不合理, 导致在上下班、或者节假日客流高峰期, 出现客流拥堵问题, 主要原因是人为设计导致的, 例如很多地铁枢纽站卖票区域人员非常多, 导致工作效率下降, 但是其他位置却人员寥寥, 这就表明是设计问题导致的, 没有结合实际情况进行设计, 其实际的应用价值也就被限制住了, 依照地铁换乘枢纽需求, 以大连地铁站设计为例进行分析。
二、对地铁站换乘枢纽建筑设计分析
地铁通常由内部的管理区域和公共区域组成, 一般公共区域包含售检票厅, 站台、以及出入口、通道、楼梯等, 在内部管理区域会包括通风道、设备用房以及管理用房等。一定要设计好车站的流线, 避免客流高峰期出现拥堵问题。
1.大连地铁车站流线的设计分析
针对以往存在的问题, 大连地铁站2号线对车站进行如下设计, 主要遵循紧凑的原则。车站整体要按照乘客进出车站的顺序来设计, 合理设计进出站的流线, 让往来人通过时, 不会出现相互的干扰, 必须要保证流线的通畅性和整洁性, 为乘客提供舒适、便捷的乘车环境。如图所示, 这就是大连地铁车站乘客进出站的流线图, 希望可以增强这方面的理解。
一般会遵循以下设计原则, 换乘客流和进出客流要分开, 避免两个方向的客流出现交叉问题, 客流通道在正常使用时, 一些配套设备, 例如使用的一些公共设施, 问询点, 以及乘客购票处不会影响客流的流通。通常情况下, 车站的乘客流线和乘车站的乘客流线都是相同的, 唯一的区别就是乘车站中间增加了一个换乘的环节, 因此其换乘的线路越多, 其客流量就越大, 而且要求各处的客流线要通畅, 可以满足快速换乘的要求。大连地铁车站使用直接换乘方式, 乘客可以有效利用另一个站台的楼梯、通道等设施进行换乘, 如果车站利用其它方式进行换乘, 乘客就需要通过楼梯, 或者是通道来到换乘大厅, 或者是车站的外广场, 然后继续向所要换乘的站台进发, 有可能还会经过楼梯和通道, 导致这一系列操作非常麻烦, 而且浪费大量的时间。通过这些问题就可以看出, 如果出站的位置, 以及检票机的数量设计的都非常合理, 影响乘客换乘效率的主要因素就是站厅中的付费区, 或者是楼扶梯, 这些是人流比较集中的地方, 大连地铁站在设计时, 就仔细考虑这两方面的内容, 结合地铁站的实际情况, 合理地改变车站的平面客流线, 有效提高地铁站的换乘效率。
2.地铁站换乘模式的设计分析
业内人士都清楚地铁站的换乘方式和地面上下的环境情况, 此地换乘客的流量, 以及线路的走向, 施工技术的水平都有很大关系, 如果把两条线路设计为交叉形式, 会对换乘形式起到非常重要的作用。通常情况下设计师都会设计成平行交织形式, 斜交形式, 以及垂直交叉形式等, 通过对国内的地铁站进行考察发现, 其基本的换乘形式有很多种, 例如上下换乘, 通道换乘, L型换乘, T型换乘, 十字换乘等。例如哈尔滨的地铁车站就有混合式, 岛式和侧式的换乘形式。
3.组合换乘模式的设计分析
例如香港的中环线就是东涌线、荃湾线和港岛线以及机场快线一共四条地铁线的换乘站, 该站有很大的地下面积, 但是没有复杂的换乘关系。分析发现香港的换乘站都是使用平行同台的换乘方式, 通常利用两座车站就可以达到换乘的目的。乘客可以结合换乘方向的不同, 选择其中的一个车站进行换乘, 而在列车的每个门上都会标记出列车运行的方向, 乘客在换乘过程中, 只需要下车, 然后步行到地铁站的另一侧上车就可以, 虽然这种设计增加了线路的工程量和土建的工程量, 但是乘客换乘的效率却提高了很多。中环站是上述四条线的换乘站, 没有使用内地的天津站换乘枢纽和上海虹桥换乘枢纽模式, 应用了两两平行的换乘模式, 也就是两个车站分别平行同台进行换乘, 然后再利用地下通道把两个换乘点进行连接, 最终进行分散换乘。设计成这种换乘方式需要线路和土建条件的允许, 但是从实地考察发现, 这种换乘方式的设计的确能够解决换乘中客流量集中的问题, 除此之外, 还有效减少了人们换乘的时间, 避免在短时间内出现大客流量的瓶颈问题。例如很多换乘站建成后出现类似问题, 再次对楼梯的宽度和站台的宽度进行了加大, 因此在以后的设计中, 一定要避免人为的把客流量加大的问题。
再以上海市人民广场站一号线和二号线, 以及八号线换乘站为例, 该换乘站共有二十个出入口, 其中R1线是岛式的车站, 设计成南北方向, 两个站台呈现L型的相交模式, 但是在建设一号线车站的时候, 没有预留出空间, 因此最终形成了体外大通道的换乘模式。一号线和八号线是平行紧贴设计的, 替代了原来平行的换乘形式。
4.换乘站的室内空间设计分析
地铁站不仅涉及到城市的交通问题, 同时也影响城市区域经济发展, 乘客对本城市形象的认可问题, 因此地铁站正式竣工后, 其主要会包括城市的设计、工程的造价、以及城市的规划、工程附近的拆迁和协调等, 总而言之, 会有很多因素的影响。但是其整体的空间结构形式有以下几种, 而且会受到开发商资金投入和设计结构形式的影响。由于地铁空间结构类型有限, 因此可以根据暗挖和明挖施工方式的不同, 设计成矩形剖面、或者是拱形剖面,
由于各个地区经济情况不同, 有些地区的换乘站要求坚固实用, 但是现在对舒适性和艺术性也有了很大要求。除此之外, 有些地铁空间是穿透性的, 空间既有屋顶又有墙体, 但是墙体没有进行合围, 在纵向上呈现两面开口的设计, 这样有非常好的引导性, 指引乘客通过。
三、结语
枢纽建筑物 篇2
水利水电枢纽中常见的泄水建筑物如溢流重力坝、溢洪道、泄洪隧洞、泄水闸等;输水建筑物如渠道等,各建筑物具有不同的工作特点,不同建筑物的各组成部分与水流接触的地基或边坡一般要经受水流冲刷。冲刷破坏程度主要与水流和地质两方面因素有关,根据破坏程度的差异,可分为一般冲刷地段和严重冲刷地段。但仅就水流方面而言,溢流重力坝下游河床及两岸、溢洪道泄水槽和消能段、泄洪隧洞出口段、水闸下游连接段、渠道落差建筑物陡坡、消力池段水流急,甚至为高速水流,单宽水流所含能量大,多会产生比较严重的冲刷破坏,属于严重冲刷地段。而建筑物的其余组成部分起到引水、导流作用,或将水源区水流平缓地引入主控段,或将消能后水流平稳地泄入原河道,水流流速均不大,属于一般冲刷地段。[1]
2 冲刷引起主要工程地质问题及其影响因素
高速水流具有较大能量,长期冲刷将会引发多方面的工程地质问题:(1)水流冲刷两岸岸坡,造成大量塌方、滑坡。(2)射流跌入水垫后形成回流,剧烈冲刷坝脚,导致地基及建筑物失稳。(3)冲刷坑形成后,上游坡溯流发展,危及坝基稳定。(4)冲刷坑的不断加深,切断坝基下的软弱夹层、缓倾角断层,形成临空面,可能引起深层滑动。(5)泄水输水建筑物本身受高速水流冲刷而破坏。
影响冲刷的因素很复杂,外因主要为水流特征、下游水深、水舌入射角、冲刷时间等,另外还包括水库调度时间、闸门运行方式等运行管理方面;内因为冲刷地段的地质条件,是影响地基抗冲刷稳定性的基本因素,主要包括:岩土体的物理力学性质、软硬状态、风化程度、断层、破碎带、软弱夹层、裂隙等构造发育程度、产状、性质及相互组合形式等。[2]
3 冲刷地段的工程地质勘察
冲刷地段工程地质勘察工作目的和任务是查明影响冲刷的地质因素,进行正确的工程地质评价和决策,为水工专业和水工模型试验提供相应的工程地质模型,为结构专业进行消能防冲设计提供可靠的地质资料。
3.1 勘察内容这里所述的勘察内容仅是为查明影响冲刷的地质因素,对某些冲刷地段而言,还存在渗漏、渗透变形和稳定问题。
土质地基:(1)查明地形地貌特征、微地貌类型;(2)查明第四系成因类型和分布,特别注意软土层、粉细砂层、膨胀土层、湿陷性黄土层、冻土层、易崩解土层、盐渍土层等;(3)查明各类土层的物理力学性质。
岩质地基:(1)查明地形地貌、地层岩性、地质构造;(2)查明软岩、易溶盐、膨胀性岩或夹层的分布及其性质;(3)查明岩体的风化程度;(4)查明主要断层、破碎带、缓倾角断层、裂隙密集带的性质、产状、规模、延伸情况、充填和胶结情况,进行节理裂隙统计,分析各类结构面相互组合形式,进行岩体结构分类,评价冲刷对地基及两岸边坡的影响程度。[3]
3.2 勘察方法
(1)工程地质测绘比例尺与各泄水输水建筑物一致,若各建筑物距坝很近时,应与坝址工程地质测绘范围连接。(2)一般冲刷地段,勘探剖面线应结合查明其它地质问题沿建筑物轴线布置,钻孔深度以查明其它地质问题所需要的深度为准。(3)严重冲刷地段,如溢流重力坝、溢洪道下游河床,可结合横向围堰、导水墙等导流工程,也可专门布置勘探工作,宜采用钻探和物探进行综合勘察,钻孔深度须进人最大冲刷坑底以下适当深度;当存在软弱夹层、缓倾角断层,冲刷坑的形成可能切割夹层、断层影响坝基、建筑物地基或两岸岸坡稳定时,应结合地形布置竖井或大口径钻孔。(4)对冲刷地段岩土体,应分层取样,进行岩土物理力学性质试验。(5)加强冲刷地段的施工地质工作,根据施工揭露情况及时核对、调整有关参数和计算成果。
4 冲刷地段的工程地质评价
若冲刷坑边坡切割缓倾角断层、软弱夹层等结构面,还需专门对坝体或相关建筑物进行地基或边坡稳定评价。拱坝溢流一般有向心集中作用,应重点考虑冲刷坑形成后对坝肩稳定的影响。另外,还可用岩土的抗冲刷流速作为评价标准,若岩土抗冲刷流速小于水流流速,则会产生冲刷破坏。[4]
地基冲刷的影响因素十分复杂,地质上需综合分析岩体结构、泄流特征、模型试验、简易估算并结合工程经验作出判断。但在高应力地区,泄流冲击力与高地应力解除的叠加组合作用,如何判断其对岩体的冲刷破坏尚无良策。而高落差高速水流的水锤效应,它象震动传到岩体上并渗入裂隙内,并象爆炸一样急剧地降低岩体的有效应力,以破坏其稳定性,问题相当难解决。因此,冲刷评价应注意留有余地,同时在工程运行期间,对严重冲刷地段必须加强安全监测。若地基存在冲刷地质问题,地质方面仅需提出消能防冲建议,具体采用何种措施由结构专业根据地质资料、水工模型试验成果经技术经济比较后确定。
5 结语
泄水输水建筑物是水利水电枢纽工程十分重要的水工建筑物,水流冲刷作用会产生诸多地质问题。冲刷的影响因素主要有地质和水流两个方面,其中前者是根本。目前冲刷坑计算采用的是建立在室内模型试验和原型观测成果基础上提出的经验公式,最终冲刷结果还需通过水工模型试验予以验证。地基冲刷的影响因素十分复杂,地质上应综合分析和评价,注意要留有余地。同时在工程运行期间,对严重冲刷地段必须加强安全监测,为枢纽的正常运行提供安全保障。
摘要：冲刷与地基地质条件密切相关,因此查明冲刷地段的地质条件,既是进行工程地质评价的前提,也是为水工模型试验和结构专业进行消能防冲设计提供可靠地质资料。
关键词：泄水输水建筑物,冲刷,影响因素,工程地质评价
参考文献
[1]胡天舒.水工建筑物[M].北京:中国水利水电出版社,2008:34-47.
[2]吕安庆.水利水电工程地质手册[M].北京:水利电力出版社,2008:101-107.
[3]杨连生.水利水电工程地质[M].武汉:武汉大学出版社,2007:55-57.
枢纽建筑物 篇3
姚春桂
2010年3月1日至3月6日，我们南京理工大学动力工程学院电气工程及其自动化专业的全体同学来到了葛洲坝水利枢纽进行了为期6天的生产实习。
实习内容包括以下几个方面：
一、安全教育
来到这里上的第一堂课就是安全教育，电力生产企业在安全上遵循的原则是安全第一、预防为主。作为实习人员，对于这里的电气设备基本不熟悉，所以更应该注意安全，大家听得十分认真。
实习安全包括两个方面：人身安全和设备安全。人身安全包括以下几个方面：(1)进入生产现场必须戴安全帽；
(2)进入生产现场必须与导电体保持足够的安全距离；
(3)所有水工建筑物的栏杆、护栏（包括临时设置的遮拦或围栏）严禁任何实习人员翻越、攀爬、骑坐，楼梯禁止上下等。设备安全包括以下几个方面：
(1)在生产现场，严禁任何人动任何设备；(2)生产现场严禁吸烟、携带火种；
(3)禁止实习人员动用生产场所的电话机等。
从以上老师对于我们实习人员的安全要求中我明白了安全是电力生产企业永恒的主题的意义。
二、葛洲坝及三峡水利枢纽总体介绍
此后，杨诗源老师还向我们介绍了葛洲坝水利枢纽工程。大坝型式：闸坝(直线坝)；厂房型式:河床式电站厂房；大坝全长：2606.5m；大坝高度:40m;坝顶（坝面）高程：70m;设计上游蓄水水位: 66m;校核水位:67m;实际运行水位:64-66.5m;水库总库容:15.8亿立方米;设计落差(水头):18.6m;最大落差:27m;葛洲坝水利枢纽工程示意图如图1。
图1 葛洲坝水利枢纽工程示意图
二江电厂:17万kW2+12.5万kW 5=96.5万kW，大江电厂:12.5万kW 14=175万kW。总装机容量:271.5万kW，总装机台数:21台，全部机组过负荷运行总容量:288万kW。设计年发电量：140.9亿kWh，实际年发电量：152亿kWh-162亿kWh;对社会累积贡献:截至2004年5月29日,总发电量突破3000亿kWh。
三峡水利枢纽工程介绍。大坝型式：混凝土重力坝(直线坝)；厂房型式:坝后式（全封闭）；大坝全长：2309.47m；最大坝高:183m（高坝）；坝顶（坝面）高程：185m;设计上游蓄水水位: 175m（枯水期）、145m（丰水期）；水库总库容:393亿立方米（对应175m水位），其中预留防洪库容221.5亿立方米(对应145m水位)，可削减洪峰流量：2700立方米/s-33000立方米/s;
最大落差:113m。单机容量:70万kW，左岸电站:70万kW 14=980万kW，右岸电站:70万kW 12=840万kW，总装机容量:1820万kW，总装机台数:26台，设计年发电量：847亿kWh。负荷分配：华东700万kW，广东300万kW，华中820万kW。
以上是对葛洲坝水利枢纽和三峡水利枢纽的总体介绍，通过这些数据让我认识到了大型水利枢纽工程的三大效益：通航效益、发电效益、灌溉效益。
三、葛洲坝水利枢纽电气一次部分
发电厂、变电所（站）的电气设备，按照其功能可分为两类。第一类是直接与生产或输送电能（电力）有关的设备（例如：发电机、变压器、高压母线、断路器、隔离开关等），称为一次设备。第二类设备是对一次设备进行监测、控制、操作或保护的设备，我们称为二次设备(例如：继电保护装置、励磁调节系统、断路器操作系统、电气仪表等）。一次、二次设备互相配合，保证电力生产与输送安全可靠进行。
二江电厂电气一次部分
1．220kV开关站的接线方式及有关配置
1）接线方式：双母线带旁路，旁路母线分段，如图2所示。
图2 220kV开关站电气主接线
2）接线特点：旁路母线分段。
双母线带旁路在电力系统的发电厂、变电所的一次接线中应用很普遍，但旁路母线分段却不多见，教科书也很少介绍，这是二江电厂220kV开关站接线方式的一个特点。将旁路母线分段并在每个分段上各设置一台断路器的原因是母线上的进、出线回数多，且均是重要电源或重要线路，有可能出现有其中两台断路器需要同时检修而对应的进、出线不能停电的情况，在这种情况发生时旁路母线分段运行、旁路断路器分别代替所要检修的两台断路器工作，保证了发供电的可靠性。同时两台旁路断路器也不可能总是处于完好状态，也需要检修与维护，当其中一台检修例一台处于备用状态，这样可靠性比旁路母线不分段、仅设置一台旁路断路器高。
3）开关站的主要配置： 出线8回 ：1－8E（其中7E备用）；
进线7回 ：1－7FB（FB：发电机－变压器组）； 大江、二江开关站联络变压器联络线2回；
上述各线路各设置断路器一台、加上母联及2台旁路断路器，共19台断路器。
母线：圆形管状空心铝合金硬母线。主母线分别设置电压互感器（CVT）及避雷器（ZnO）一组。
4）开关站布置型式：分相中型单列布置（户外式）。2.发电机与主变压器连接方式：单元接线
3．厂用6kV系统与发电机组的配接方式：分支接线
分支接线是机组与主变压器采用单元接线或扩大单元接线方式下获得厂用电的一种常用方法。在有厂用分支的情况下，为保证对厂用分支供电可靠性，必须作到：
1）发电机出口母线上设置隔离开关； 2）隔离开关安装位置应正确。
葛洲坝二江电厂的厂用分支就是按照上述原则进行配置的，因此，具有所要求的可靠性。
4.厂用6kV系统的接线方式及有关配置 1）厂用6kV系统的接线方式：单母线分段
二江电厂厂用 6kV母线共4段，各段编号分别为3、4、5、6，与各自供电变压器（公用变压器）所连接的发电机编号对应。如图3所示
图3 2）有关配置
单母线分段方式用作厂用电接线，基本是一种固定模式。因为厂用电电压等级相对较低、送电距离很近、输送容量小，单母线分段接线结构简单、操作方便、同时也具备良好经济性，所以只要不设置机压母 线的电厂，几乎都采用该接线方式。对发电厂来讲，厂用电就是“生命线”，必须具有足够高可靠性。然而，单母线分段接线方式可靠性并不高，为解决这一技术上矛盾，一般的、普遍采用的配置原则是：
（1）电源配置原则
各分段的电源必须相互独立，且获得电源方向不得单一。二江电厂厂用6kV系统4段母线的电源分别取自3－6F分支，4台机组同时故障停电的概率几乎为零，满足各分段供电电源独立的原则。
（2）负荷配置原则
同名负荷的双回路或多回路必须连接于母线的不同分段上。二江电厂400V 配电室1P、2P、3P配电盘、220 kV 开关站31P配电室的电源分别通过两台降压变压器（51B与52B、53B与54B、55B与56B、71B与72B）作为双回路由6 kV母线供电，两台降压变压器按照上述负荷配置原则分别连接于6kV母线4、5两分段上。
（3）段间配置原则
分段与分段间应具备相互备用功能或设置专门备用段。二江电厂采用的是分段互为备用方式。
5.发电机中性点的接地方式：经消弧线圈接地 6.主变压器绝缘防护措施
1）分别在主变压器高、低压侧装设避雷器，防大气（雷击）过电压。高压侧避雷器动作值是：340－390kV； 低压侧避雷器动作值是：33－39kV。
2）在主变压器中性点装设避雷器与放电保护间隙。避雷器的动作值是：170－190kV；
放电保护间隙动作值（击穿电压）按照额定电压（220kV）一半整定，既可以防止大气过电压，也可以防范当主变压器中性点不接地运行方式下高压侧发生单相接地而引起的中性点位移过电压（零序过电压）。
大江电厂电气一次部分
1.500kV开关站接线方式及有关设备配置 1）接线方式：3/2接线，如图4
图4 选择3/2 接线方式，是基于开关站重要性考虑的。因为开关站进出线回数多，且均是重要电源与重要负荷，电压等级高、输送容量大、距离远，母线穿越功率大（最大2820 MVA），并通过葛洲坝500kV换流站与华东电网并网，既是葛洲坝电厂电力外送的咽喉，又是华中电网重要枢纽变电站。
2）布置型式：分相中型三列布置（户外式）。3）开关站有关配置
开关站共6串，每串均作交叉配置。（交叉配置：一串的2回线路中，一回是电源或进线，另一回是负荷或出线。）
交叉配置是3/2接线方式普遍的配置原则，作交叉配置时，3/2接线可靠性达到最高。因为这种配置在一条母线检修例一条母线故障或2条母线同时故障时电源与系统仍然相连接，(在系统处于稳定条件下）仍能够正常工作。
1－6串的出线分别是：葛凤线、葛双1回、葛双2回、葛岗线、葛换2回、葛换1回。
其中葛凤线、葛双2回、葛岗线首端分别装设并联电抗器（DK）。因为这三回出线电气距离长、线路等效电感及电容量大，“电容效应”的影响严重，装设并联电抗器后，可以有效防止过电压的产生（过电压现象最严重的情况是线路空载）、适当地改善线路无功功率的分布、从而使系统潮流分布的合理性与经济性得到相应的改善。
1－6串的进线分别是：
8B 与10B 并联引线、12B 与14B并联引线、16B与18B并联引线、20B引线（上述各变压器共连接大江电厂14台发电机组）。
例外两条进线是二江电厂220kV开关站与大江电厂 500kV 开关站两台联络变压器（251B、252B）的高压侧引出线。
251B、252B 为三绕组变压器，为使系统潮流分布合理、经济，251B、252B设计为有载调压方式。由于高压额定电压等级为500kV、中压绕组额定电压等级为220kV，变比很小，故将二二者选为自耦式。
2.发电机与主变压器的连接方式及有关设备的型号参数 1）连接方式：扩大单元接线。
由于主变压器连接 2台发电机，且1－3串进线由二台主变压器并联，所以在发电机出口母线上设置了断路器。这样当一台发电机故障时，仅切除故障发电机，本串上其他发电机仍能正常工作，最大限度保证了对系统供电的可靠性。
3.发电机组制动电阻的设置 1）设置制动电阻的原因
大江电厂外送有功功率很大，当系统故障或出线跳闸时，原动机（水轮机）的输入功率由于惯性作用不可能迅速减小，此时发电机发出功率总和大于线路输出功率总和，机组转子的制动力矩小于拖动力矩，转子在原有旋转速度基础上加速，从而导致机组与系统不同步，造成振荡或失步，机组被迫解列，甚至引起整个系统瓦解。设置制动电阻后，制动电阻在上述情况下通过继电保护或自动装置自动投入。制动电阻作为负载吸收故障时有功功率的“多余”部分，因而对转子加速起制动作用，保证机组与系统正常运行。
2）制动电阻投入的时间：2S。3）制动电阻安装部位
制动电阻共 2组，分别通过断路器与隔离开关连接于10F、18F的出口母线上。
应该指出的是，虽然不是每台发电机均设置制动电阻，但由于全部发电机组皆通过主变压器及500 kV开关站并联在一起，所以制动电阻对全部发电机组均起制动作用。
4.厂用6kV系统与发电机的配接方式 1）配接方式：分支接线
由于发电机与主变压器采用扩大单元接线方式，且发电机、主变压器容量较大，因此厂用分支或 6kV母线短路时短路电流很大，从保护有关设备、选用轻型分支断路器等技术、经济原因出发，在厂用分支(变压器高压侧)串入了电抗器，以限制短路电流。
5.厂用6kV系统接线方式及有关设备型号参数 1)接线方式：单母线分段。如图5所示
图5 2)有关配置
为保证对厂用负荷供电可靠性，分别在分段断路器60708、60910设置BZT。25B与26B、27B与28B分别工作在互为“暗备用”运行方式下。
6.500kV开关站站用6kV系统的接线方式及有关配置 1）接线方式：单母线分段，如图6
图6 2）有关配置
分别在61211与61213分段断路器设置BZT。
变压器35B、36B分别从251B、252B获得电源，且为有载调压方式，这样既可以保证供电可靠性，又可以确保在不同运行方式下6kV母线电压合格。
四、实习小结
这次为期六天的实习，是我们第一次真正进入电力生产企业进行细致系统的参观实习，第一次亲自见到书本上介绍的各种电力设备，加深了对于书本知识的理解，原来一些似懂非懂的知识也得到了解决。同时通过这次实习了解了葛洲坝水利枢纽及三峡水利枢纽工程在我国电力工业及水利航运工业的重要地位，为我的祖国能够建设成世界上最大的水利枢纽工程——三峡水利枢纽而感到骄傲和自豪。这份自豪感会陪伴我的一生，激励我在学习的道路上更加努力拼搏，实现自己的人生理想。
黄河龙口水利枢纽工程建筑消防设计 篇4
1建筑消防设计特点及依据
1.1 建筑消防设计特点
龙口水利枢纽工程远离城镇, 工程的特点为“无人值班, 少人职守”。在工程设计初期, 设计人员经过了认真细致的分析, 仔细研究了同类工程的消防设计, 以期在本工程的消防设计中, 吸取前人成功的经验, 在节约投资的前提下, 结合建筑物布置, 使建筑消防设计更加合理。在工程总体布置中, 主要通过消防车道、防火间距等方面的设计, 使其满足规范要求;单体设计中, 通过疏散、安全出口、防火分区等措施, 使火灾危害降低到最小, 充分保证人员的安全疏散和救援。
1.2 设计依据及设计条件
本工程消防设计依据的国家、行业规程规范主要有: (1) GB50016—2006《建筑设计防火规范》。 (2) SDJ278—90《水利水电工程设计防火规范》。
《黄河万家寨水利枢纽配套工程龙口水利枢纽可行性研究报告》于2005年通过水利部规划设计总院批复, 在此基础上进行初步设计及消防专题设计。
2厂内规划及厂区消防车道
2.1 厂区规划
电站枢纽由混凝土重力坝、底表孔泄水建筑物、河床式电站厂房、副厂房、GIS开关站、绝缘油库等主要建筑物组成。
电站厂房位于左岸河床, 主厂房外形轮廓尺寸为187.00 m×30.00 m×26.00 m (长×宽×高) , 发电机层高程为872.90 m, 地面式厂房;副厂房地上体量为28.90 m×23.00 m×18.90 m (长×宽×高) , 地下1层, 地上4层, 框架结构, 建筑面积为2 549.13 m2, 布置在主厂房左侧。4台主变压器布置在尾水平台上;GIS开关站地上体量为50.60 m×13.00 m×11.50 m (长×宽×高) , 位于主厂房左侧, 地下1层, 地上1层, 框架结构, 地上建筑面积686.55 m2, 地下建筑面积690.80 m2。
枢纽及厂区交通由左岸对外河偏公路进至厂区, 坝下公路桥可连接两岸对外交通。左、右岸上坝公路均可到达坝顶, 详见图1。
2.2 厂区消防车道
本工程厂区地面高程为872.90 m, 在厂区内布置消防车道, 该车道连接主厂房入口, 并能通至副厂房两边和GIS开关站四周, 尾水平台兼作主厂房的消防车道, 消防车道宽度大于4 m。消防车道尽端即主厂房副安装间入口前设17 m×17 m的消防车回车场。消防车道和回车场的合理设置, 能够完全满足消防车的安全通行。
3工程消防设计
3.1 电站主要机电设备工程技术特征
电站主要机电设备工程技术特征见表1。
3.2 防火间距
本工程主、副厂房作为一个单体设计, 与GIS室间距为20 m。
3.3 主要生产场所的建筑消防设计
主要生产场所包括主厂房、副厂房、配电装置室 (包括母线、发电机短路器、厂用变压器、电流电压互感器、励磁变压器、400 V配电盘) 、大坝及其附属建筑物、厂区内其它附属建筑物、主变压器场、GIS开关站等。
3.3.1 防火分区
水电站的主、副厂房生产的火灾危险性类别为丁类。按主厂房区、副厂房区、GIS开关站区分为3个独立防火区, 绝缘油库及油处理室为1个防火分区。
3.3.2 安全疏散
主厂房、GIS开关站和绝缘油库等属于“无人值班, 少人职守”场所, 在疏散设计中依据《水利水电设计防火规范》;副厂房是整个电站人员比较集中的场所, 严格依据《建筑设计防火规范》的相关要求进行设计, 以保证火灾中人员能够安全撤离。详见图2。
3.3.2.1 安全出口
主厂房发电机层在高程872.90 m处设置了3个安全出口, 3个出口均可以直通室外。副厂房在高程873.50 m处设置了2个安全出口直通室外, 开关站GIS室在高程873.20 m处设置了2个安全出口直通室外。
3.3.2.2 交通
主厂房发电机层以下平面设置3部疏散楼梯;走道净宽大于1.2 m, 楼梯净宽为1.2 m, 坡度小于45°。主厂房各层内最远工作点距疏散出口距离52 m, 小于规范要求的60 m。
副厂房地上部分设置1部室内疏散楼梯和1部室外楼梯, 副厂房安全疏散出口门净宽1.3 m, 走道净宽大于1.9 m, 楼梯净宽为1.4 m。副厂房内最远工作点距疏散出口的距离为11.7 m, 小于《建筑设计规范》中要求的40 m。地下层为1个防火分区, 设2部楼梯直通室外的出口。
GIS室开关站地上设有2个安全出口。地下层由防火墙分隔为2个分区, 设3部疏散楼梯直通室外。
3.3.2.3 防火分隔
主副厂房及GIS开关站的火灾危险性类别为丁类, 其中局部场所为丙类, 隔墙耐火等级不低于二级。丙类生产场所与其它生产场所之间设有防火墙和甲级防火门等防火隔断, 一旦发生火情可防止火灾蔓延。
因主变压器与主厂房之间间距1.8 m, 所以靠近变压器的主厂房外墙为防火墙, 变压器总高度加3 m的水平线上及两侧外缘各加5 m的范围外设甲级防火门及固定式防火窗。3#机组处主变压器与对外疏散门距离不足12 m, 通过疏散门两侧设置防火墙, 顶部设置钢筋混凝土防火板, 形成防火疏散通道, 满足人员疏散的要求。
主厂房内配电装置室、电缆室、电缆廊道用耐火极限大于2.0 h的防火隔墙与其它部分分隔, 门为乙级防火门, 电缆廊道与电缆层分支处采用防火隔断进行分隔, 同时每道隔断设有1个乙级防火门, 863.1 m和868.7 m层电缆廊道中间加设防火隔墙, 耐火时间大于0.5 h, 满足规范的规定。主厂房内的透平油库, 油罐室、油处理室采用防火墙与其它房间分隔, 门口设挡油槛, 门为甲级防火门。主厂房墙体及建筑物构件的耐火等级均为二级。主厂房屋架为钢桁架, 外刷3 mm厚的超薄防火漆, 耐火时间达到1.5 h。
副厂房内中央控制室、继电保护室等丙类火灾危险性类别的房间与相邻不同火灾危险性类别的用房采用防火隔墙及防火门分隔, 地下电缆室与其它部分之间采用防火隔墙, 门为乙级防火门。
GIS开关站地下电缆室面积为470 m2, 中间设防火分隔墙, 分隔墙上设置甲级防火门, 每个房间面积不超过300 m2。
通风机室、CO2钢瓶室、七氟丙烷钢瓶室与相邻不同火灾危险性类别的用房采用防火墙及甲级防火门分隔。上、下层不同防火分区的楼板, 耐火时间不低于1.5 h, 所有楼板留洞均用非燃烧材料封堵。
4结语
在本工程设计中, 依据《水利水电工程设计防火规范》, 在本规范没有明确要求时, 依据《建筑设计防火规范》并参考以往已建成工程的经验, 对本工程各种不同火灾危险性场所的特征进行科学的分析, 实施科学的消防设计, 使本工程消防设计更合理、更科学, 并于2008年7月通过山西省公安厅消防设计审查。
摘要：阐述了水利水电水工建筑物建筑消防设计依据, 并从防火间距、消防车道、回车场、防火分区、安全疏散等方面对建筑消防分别进行分析, 提出了有效的设计方案。
枢纽建筑物 篇5
广西洛清江西岸水电站位于柳州市鹿寨县黄冕乡西岸村旁,是洛清江干流规划8个梯级中的第4个梯级,距下游鹿寨县城约30km,距上游黄冕镇约2km,距柳州市约80km。该工程是以发电为主,兼灌溉、航运等效益的综合利用工程。
西岸水电站工程初选水库正常蓄水位为112.5m;校核洪水位为118.49m,设计洪水位为116.62m,死水位为112.00m;死库容为1540万m3,有效库容为150万m3;库容系数小,属低水头径流式水电站。该工程按Ⅲ等工程设计,其主要建筑物级别为Ⅳ级,次要建筑物级别为Ⅴ级。主要建筑设计洪水标准为50年一遇,校核洪水标准为200年一遇。
电站枢纽由左岸土石坝、船闸(远景规划)、河中泄洪闸坝、发电厂房、下游回车场和升压站、右岸连接重力坝及右岸土石坝段组成,坝顶全长392.59m。溢流坝为宽顶堰型,底流消能形式。闸孔有9孔,孔口净宽10.0m,堰顶高程102.5m。厂房为河床式地面厂房,采用贯流式机组,装机容量为2×0.9万kW。
2 泄水建筑物的结构布置与消能
2.1 泄水建筑物的结构布置
在水利枢纽工程中,泄洪闸坝既起挡水作用,又被用于宣泄规划库容所不能容纳的洪水,是控制水位、调节泄洪量的重要建筑物。溢流闸坝除应具备足够泄流能力外,还要保证其在工作期间的自身安全和下泄水流与原河道水流获得妥善的衔接。西岸水电站是低水头电站,其泄水建筑物需要满足低水头、大流量的泄洪要求。因此,采用何种堰型及消能方式是泄洪闸坝设计时考虑的主要问题之一。
溢流堰剖面有宽顶堰、实用堰两种。宽顶堰的特点是结构简单、施工方便,但流量系数较低。由于宽顶堰矮小,对承载力较差的土基适应能力强,因此,在泄流量不大或地形较平缓的中、小型工程中应用较广。实用堰的流量系数比宽顶堰大,在相同条件下,需要的堰前缘较短,工程量相对较小,但施工复杂。大、中型水库,特别是岸坡较陡时多采用此形式。由西岸水电站的设计报告知,西岸水电站的规模属中型工程。就地形条件来看,坝址右岸岸坡平缓,虽然河道流量较大,但为了便于检修闸门与工作闸门布置施工,还是认为设计单位采用的宽顶堰型式较为合适。
由于溢流坝下泄水流具有很大动能,若不妥善处理势必导致下游河床严重冲刷,甚至造成岸坡坍塌和大坝失事。因此,消能措施的合理选择对枢纽布置、大坝安全及工程量都有重要意义。消能工的作用是在较短的距离内,把一部分水流的动能转化成热能并随水流逸散。常用消能工的形式有底流消能、挑流消能、面流消能等。底流消能是通过水跃,将泄水建筑物出的急流转变为缓流,以消除多余动能的消能方式。底流消能具有流态稳定、消能效果好,对地质条件和尾水边幅适应性强以及水流雾化很小等优点,可适应高、中、低水头,但护坦较长,土石开挖和混凝土方量较大,工程造价较高。挑流消能是利用泄水建筑物出口处的挑流鼻坎,将下泄的急流抛入空中,然后落入远离建筑物较远的河床,与下游水流衔接的消能方式。挑流消能通过鼻坎有效地控制射流落入下游河床的位置、范围和流量分布,对尾水变幅适应性强,结构简单,施工、维修方便,耗资较小,能适用于基岩较坚固的中、高水头泄水建筑物,但下游冲刷较严重,堆积物多,尾水波动与雾化都较大。面流消能是利用鼻坎将主流挑至水面,并逐渐向下游扩散,同时在坎后主流区下部形成激烈旋滚,以消耗下泄水流的能量。面流消能能适用于下游尾水较深,流量变化范围较小,水位边幅不大,或有排冰、漂木要求的情况。面流消能虽不需要作护坦,但因为高速水流在表面,并伴随着强烈的波动,使下游很长的距离内的水流不够平稳,可能影响电站的运行和下游航运,且易冲刷两岸,因此也采取一定的防护措施。西岸电站是低水头电站,水流难以挑起,因此不宜使用挑流消能,而使用底流和面流消能较为合适。由于底流消能虽然消能效果好,但开挖量大且造价高,因此不推荐全段使用,应采取部分段使用底流消能,部分段使用面流消能。
设计单位提供的布置方案:溢流堰采用宽顶堰,泄洪闸为9孔,每孔净宽10m。消能型式:底流消能,右5孔设消力池,池深1.5m,池长19.4m,底板厚1.3m,两侧均设置导墙;左4孔后设护坦。闸坝建于基岩之上,堰顶高程为102.5m,中墩8个,墩宽2.2m;边墩2个,墩厚2.0m。
2.2 消能工的水力计算
按照设计要求,当来流量Q≤2900m3/s时,闸门局部开启,上游水位保持为正常蓄水位112.5m,电站发电机额定流量为Q=124.07m3/s,两台机满发为Q=248.14m3/s。
根据坝址下游水位流量关系(见表1),选择其中6个流量分别进行消能工水力计算,计算结果见表2。
由表2可以看出,当Q总=1500m3/s时,(hco2-ht)的值最大,因此将Q总=1500m3/s作为消力池池深的设计流量。在Q总=1500m3/s下,由ht/hc,T0/hc及,由图解法查表可计算出池深d=1.50m,与初步设计结果近似。
当Q总=2900m3/s时,水跃长度lj最大,因此将Q总=2900m3/s作为消力池池长的设计流量。消力池池长可用公式ls≈0.8lj计算,自由水跃长度lj使用欧勒弗托斯基公式计算:lj=6.9(h2-h1),(式中h1、h2分别为挖池后的跃前水深和跃后水深)。计算出的池长略大于19m。误差产生的原因有以下几个方面:首先,使用将工况考虑为自由出流做近似计算;其次,在近似计算中多次使用经验公式和图解法,所使用的经验公式与初步设计单位使用的不同,并且图解法的精确度有限也是误差产生的来源之一。因此,就池长的初步设计结果是否合理这个问题,还必须通过实验结果来求证。
在试验单位提供的报告中,试验结果为:闸门局部开启工况下,闸下游水流比较稳定,水流衔接方式为淹没水跃,其淹没程度随流量的增加而增加,水跃不出池,因此可以说明初步设计的消力池长度是满足要求的。
3 枢纽的泄流能力与回水淹没的影响
下泄不同频率洪水时,流量与水位关系的设计成果见表3。
根据设计要求,西岸水电站工程不承担下游防洪任务,水库尽可能与上游已建梯级里定水电站尾水衔接,充分利用河段水能资源,以水库回水不淹没上游西游村为限(西游村居民点最低起淹没高程为113.95m)。
3.1 水库回水分析计算
设计单位是根据天然河道稳定非均匀流理论,不计水库流速水头,用艾斯考夫法进行水库各断面沿程水位计算,以西岸坝址和里定水电站设计段面综合水位流量关系曲线作为控制,进行水库回水计算。水库发电运行时,采用控制水库泄洪运行方式,即当天然水库来水流量大于电站发电额定流量2×124.07m3/s时,水库闸门部分开启泄水;大于电站发电停机流量2900m3/s时,闸门全部开启敞泄,库区河道基本恢复天然状态,水库回水到上游里定水电站,不淹没影响西游村。因此,各频率设计洪水其坝前水位由洪水调节计算确定,电站发电停机流量坝前水位为水库正常蓄水位。水库回水计算成果见表4。
从表4可见,在天然河道状态下,能够保证西游村不被淹没的最低洪水频率为P=20%,同样洪水频率下的水库回水水位依然小于西游村最低起淹高程,因此初步设计结果是合理的。
3.2 溢流坝的泄流能力
在9孔闸门全开,电站不发电的情况下,下泄各个频率洪水时的库水位时,设计单位提供的上游水位设计值以及试验单位提供的上游水位试验值见表5。
将设计值与试验值对比后可发现,下泄Q=7680m3/s～10000m3/s时,库水位试验值低于设计值,相差幅度为0.07m～0.60m;下泄Q=3100m3/s～Q=6460m3/s时,库水位试验值略高于设计值,相差幅度为0.03m～0.60m。下泄设计和校核洪水时,上游水位的试验值均小于计算值。试验结果说明,初步设计的枢纽布置能满足泄洪的要求。
从表5可知,溢流堰的泄流公式为:
式中:σ—淹没系数;
ε—侧收缩系数,
(n为溢流孔数,b为每孔宽度,ζ0为闸墩系数,ζk为边墩系数,ζ0和ζk的值按墩形状分别由文献查得);
m—流量系数,
B—溢流宽度;
H0—堰上全水头。
将不同频率时段的流量试验值以及相应已知量带入堰流流量普通公式中可计算出淹没系数。各系数计算结果见表4。
由表4可以看出,下泄各频率流量时,流量系数m随流量增大而增大,流量越大时越接近宽顶堰流量系数理论最大值m=0.385。同时流量越大时侧收缩越明显。淹没系数在0.740～0.918之间,说明下泄各流量时均产生淹没出流,与试验结果一致。
4 结语
(1)从试验结果看,闸门局部开启工况下,闸下游水流比较稳定,水流衔接方式为淹没水跃,其淹没程度随流量的增加而增加,水跃不出池,因此可以说明初步设计的消力池长度是满足要求的。
(2)将设计值与试验值对比后可发现,下泄大流量时,库水位试验值低于设计值,相差幅度为0.07m～0.60m;下泄中小时,库水位试验值略高于设计值,相差幅度为0.03m～0.60m。下泄设计和校核洪水时,上游水位的试验值均小于计算值。试验结果说明,初步设计的枢纽布置能满足泄洪的要求。
(3)下泄各频率流量时,流量系数m随流量增大而增大,流量越大时越接近宽顶堰流量系数理论最大值m=0.385。同时流量越大时侧收缩越明显。淹没系数在0.740～0.918之间,下泄个流量时均产生淹没出流,与试验结果一致。
参考文献
[1]广西壮族自治区柳州水利电力勘测设计研究院.广西柳州市鹿寨县洛清江西岸水电站工程项目建议书[R].2005.
[2]广西大学土木建筑工程学院.广西洛清江西岸水电站水工模型试验研究报告[R].2005.
[3]SL252—2000,水利水电工程等级划分及洪水标准[S].
[4]李家星,赵振兴.水力学[M].南京:河海大学出版社,2001.
[5]祁庆和.水工建筑物[M].北京:中国水利水电出版社,1996.
[6]毛昶熙,周名德,柴恭纯.闸坝工程水力学与设计原理[M].北京:北京水利电力出版社,1995.
枢纽建筑物 篇6
1 结合自然环境做好泄洪闸坝建筑布局设计
在闸坝设计过程中, 我们首先需要考虑的是首部枢纽所处的自然环境。这种环境因素对于建筑设计工作的影响, 主要表现在以下两个方面。
1.1 水闸闸体形式的选择
在泄洪闸坝建筑的设计中, 我们首先需要做好水闸闸体形式的选择工作。在闸坝建筑的布置、形式和轮廓等主要形式设计的选择影响因素, 就是工程区域的自然环境因素与水电站对于水闸运行的技术要求两个因素。其中的环境因素主要包括了水电站地区内的水文、地形、地质等环境性因素。而在水闸运行的技术要求则包括了水闸的泄洪流量、时间以及对泄洪限制水位的要求等诸多技术内容。在实际的设计过程中, 我们首先需要选定水闸的泄洪形式, 拟定若干个布置方案和轮廓尺寸进行设计。在实际的设计过程中, 我们一般会选择达到水电站泄洪需求, 同时可以合理控制成本、便于施工的最佳设计方案。在实际的设计工作中, 我们在设计方案中体现的水闸闸体形式包括了闸体的形状、尺寸, 闸孔的数量、形状、布局等技术指标。同时在设计过程中, 我们还需要根据泄洪闸坝的实际使用情况, 做好与水闸闸体相关的其他建筑的设计。
1.2 溢流坝设计技术要点及橡胶坝优势
在水电站首部枢纽泄洪闸坝建筑设计过程中, 溢流坝的设计工作是我们设计的重点内容。在溢流坝设计过程中, 需要注意以下设计要点。首先是满足闸坝的泄洪要求。在溢流坝的设计过程中, 满足闸坝的泄洪要求是设计中的要点工作。所以在设计中我们需要预留足够的溢流前沿长度, 同时在闸孔的设计中实现最大化的泄流能力。这两项技术指标的实现, 可以在设计上满足溢流坝工程的防洪要求。其次是降低水流对坝面的不力影响。在溢流坝设计过程中, 降低水流对坝面的负压、振动等不力影响, 是我们设计过程中必须注意的另一个设计要点。在实际的设计中, 我们需要利用设计手段保证坝面水流的平顺, 降低水流冲击造成的不力影响。最后是避免下泄水流造成危害性冲刷。在溢流坝的设计过程中, 我们需要做好坝体消能设计, 避免下泄水流对溢流坝下游各建筑危害性冲刷的出现。这就要求我们在设计过程中选择合适的坝顶和堰面曲线形式, 在设计中既要保证溢流坝具有良好的泄流能力, 同时保证河道中水流形态的稳定。在设计过程中, 这种溢流坝危害性冲刷降低设计要点的实现, 对于首部枢纽各建筑物的安全运行具有重要意义。
在当前的溢流坝设计中, 为了实现其设计的技术要求, 我们开展了大量的研究工作。在研究中我们发现, 橡胶坝技术的应用在溢流坝设计与施工中具有良好的实践价值, 也成为了我们当前溢流坝与水利闸坝建设中最常采用的施工技术。这主要是因为, 橡胶坝在溢流坝建设中具有技术优势。在实际的设计中, 橡胶坝设计要点包括了以下内容。一是发挥出抗冲击性优势。在橡胶坝使用的设计过程中, 我们需要发挥出橡胶坝弹性良好的优势, 使橡胶坝类的溢流坝避免了坝面振动等问题对坝面的不利影响。二是发挥出橡胶材料耐腐蚀性与稳定性特点。在橡胶坝溢流坝的设计中, 我们可以大力发挥橡胶坝耐腐蚀与稳定性高的特点, 保证溢流坝体的寿命与安全性。三是保证降低溢流坝建设成本。在橡胶坝建设过程, 因其可以很好地降低溢流坝建设中钢铁、水泥等建材的使用, 同时加大的缩短了溢流坝建设工期, 在设计中极大地降低了溢流坝的建设成本, 是我们设计中成本控制的一项重要内容。
2 闸坝建筑泄洪设计计算的开展
在闸坝建筑的建设过程中, 为了给设计工作的开展提供数据支持, 我们需要对各类设计数据进行全面的计算工作。在实际的计算过程中, 我们主要的计算内容包括了水闸泄洪能力、溢流坝面消流能力以及泄洪建筑物的稳定性与应力的计算三个主要内容。
2.1 水闸泄洪能力计算
作为首部枢纽泄洪建筑设计的主要功能, 水闸泄洪能力的实现是我们设计中最为重要的数据指标。所以在设计过程中, 我们需要按照《水坝设计规范》中技术要求, 根据水电站前期勘测结果与水电站设计要求, 进行水闸泄洪能力的计算工作, 保证水闸设计中泄洪能力数据要求的实现。在实际的计算过程中影响水闸泄洪能力 (既过闸流量) 的数据计算中包括了闸孔总净宽、由堰顶算起的下游水深、重力加速度等多项数据计算完成。其计算的依据是2014 年实施的《水闸设计规范》 (NB/T35023-2014) 附录A规定的水力计算公式。如在一个平底闸, 当为堰流的闸体进行设计计算的过程中, 我们根据《水闸设计规范》附录A的规定的水力计算公式进行倒推, 得出水闸的过流能力既排洪能力的计算公式为:
公式中:
B0———闸孔总净宽 (m) ;
Q———过闸流量, (立方米/ 秒) ;
H0———计入行进流速水头的堰上水深, (m)
通过计算我们可以很清晰的得知, 当泄洪闸在设计中, 闸孔、水流速等泄洪能力是否符合水电站设计要求, 进而对水闸设计进行修改。
2.2 溢流坝面消能流计算
在闸坝泄洪溢流坝的设计过程中, 消除溢流坝面受到的危害性能影响, 是我们重要的设计技术工作。在这一过程中, 坝能消流的计算过程可以为利用计算方式, 为溢流坝设计安全保证提供支持。在实际工作中, 我们消能设计中开展的设计计算工作包括了以下几个计算内容。一是消力池的计算工作。在坝面消能计算过程中, 消力池的数据计算是一项重要的计算内容。在这一计算过程中, 其主要计算内容包括了三项计算内容:消能池深度计算、消能池长度计算以及消能池底板厚度计算三个重要内容。在计算中获得这三个数据对于消能池设计的完成有着重要作用。二是海漫长度计算。这一计算主要主要是根据消力池末端单宽流量与海漫长度计算系数, 获得海漫长度的数据, 进行设计。三是河床冲刷深度计算。这一计算内容包括了海漫末端的河床冲刷深度与上游护底首端的河床冲刷深度两项内容, 为溢流坝设计提供抗冲刷数据的支持。四是跌坎计算。即利用计算模式, 将溢流坝的跌坎数据控制在技术要求范围内的计算过程。
2.3 泄洪建筑物稳定性与应力计算
在泄洪建筑的设计过程中, 我们需要做好建筑的稳定性保障。在这一过程中, 我们需要做好建筑物的稳定性与应力的计算, 其计算过程较为复杂。其中最为重要的计算内容就是建筑物地基允许承载力计算。在这一计算中我们需要对建筑地质的构成、地基底面宽带、建筑自身受到的应力等计算数据开展综合计算, 获取地基可以承受的承载力, 为泄洪建筑物稳定性数据的实现提供支持。
结束语
在水电站建设过程中, 首部枢纽闸坝泄洪建筑的设计工作, 是我们确保水电站安全与稳定的重要保证。正因如此, 在设计过程中我们根据泄洪建筑的实际使用情况, 开展了设计要点的实践研究工作, 通过设计要点分析以及计算研究的开展为设计质量提高提供实践支持。
参考文献
[1]唐志丹, 袁琼, 魏刚文.沙湾水电站首部枢纽布置设计简介[J].水电站设计, 2014 (02) .
枢纽建筑物 篇7
1 壅水建筑主要分类
在水利水电工程建设中, 壅水建筑物是首部枢纽中挡水建筑的一个组成部分。在工程建设过程中, 我们一般将仅用以抬高水位的、高度不大的闸、坝等挡水建筑成为壅水建筑物。在实际的水利水电工程中, 水利壅水建筑主要分为壅水闸、壅水坝, 以及临时的壅水围堰三种建筑。在此处研究中我们主要以前两种壅水建筑为研究内容。
在水利水电建设过程中, 我们在设计中可选用的壅水建筑包括了溢流坝、翻板闸和橡胶坝三类建筑类型进行选择。在实际的水利设施应用中, 这三类建筑具有以下特点:首先, 溢流坝在实际的使用中堰顶高程较高, 但是在壅水过程中, 遇到大型洪涝灾害时因溢流坝缺乏闸门调节, 容易造成首部枢纽上游水位过高, 引发事故的出现。其次, 是在水利河道中修建翻板闸, 进行水利工程的水位控制以及泄流工作。其在泄洪过程中较为方便, 但是由于其控制闸门较多其控制过程较为复杂。最后, 在当前的壅水建筑设计过程中, 橡胶坝建筑的使用是我们经常采用的一种建筑类型。使用过程较为灵活, 操作方便, 同时建筑较美观, 是较为先进的壅水建筑类型。
2 壅水建筑设计特点研究
在实际的壅水建筑工程施工过程中, 提高建设设计质量是我们技术工作的重要组成部分。在实际研究中, 其建筑设计要点包括了以下四点。
2.1 结合自然环境与应力计算结果做好建筑体型设计
在水利壅水建筑的设计过程中, 建筑的体型设计是我们设计中首先需要考虑的因素。在设计过程中, 我们需要注意的两个主要问题是工程所在地区的主要自然环境以及建筑设计中应力计算的结果两个主要的因素。首先是工程所属的自然环境因素。在壅水建筑的实际设计过程中, 自然环境对于建筑体型设计的影响有着重要影响。这里所属的自然环境包括了气候条件、建筑的地基特点等多种因素。这些自然因素的影响, 对于壅水建设的体型有着重要影响。如在水流冲击较大的壅水建筑设计中, 就需要选择流线型的建筑体型避免水流冲击对于建筑物稳定性的影响。其次是建筑物应力的影响。在壅水建筑物设计过程中, 利用应力计算的结果做好建筑体型设计的参考是我们在建筑设计中必须注意的另一项重要工作。在设计过程中, 应力的计算我们可以通过相应的计算公式进行数据计算。如在翻板闸的设计计算过程中, 我们以《水闸设计规范》 (NB/T35023-2014) 中的计算公式开展设计计算工作, 为壅水工程设计的开展提供设计支持, 是较为重要的设计工作方法。在建筑设计中, 影响建筑应力的主要因素包括了建筑地基地质特点、壅水建筑与其他建筑布局等部分问题, 这些问题都是我们在计算过程中必须考虑的主要因素。
2.2 以建筑物作用与实践使用情况做好挡水结构设计
在壅水建筑的设计中, 其挡水作用的实现是设计中较为重要的设计因素, 所以做好建筑挡水结构的设计, 是我们壅水建筑设计的主要内容。在实际的设计过程中, 我们需要考虑的主要因素包括建筑的作用以及实践的使用情况两项内容。在水利水电工作的壅水建筑应用中, 其作用包括了升高水位、控制水位等不同的作用, 所以在结构设计中需要采用不同的设计结构。而在使用情况的要求下, 我们应根据壅水建筑遇到的使用清理, 如自然情况、电力发电要求等, 进行实践分析选用挡水结构设计。如在某水电站首部枢纽设计中, 因其位于南方地区雨季洪涝灾害较为严重。因而在壅水建筑的设计中, 我们既要抬高水位进行发电工作, 又要避免因夏季汛期洪涝灾害造成的影响。所以在设计过程中我们避免采用溢流坝结构建设壅水建筑, 而采用了橡胶坝结构进行设计, 降低洪涝灾害对水利工程安全的影响。同时在建筑设计过程中, 我们还需要考虑较为特殊的设计因素。如在设计中我们需要考虑水利设施的环保问题, 避免因为壅水建筑的进行, 对水利设施下游自然环境与生态问题造成严重的影响。这种环保因素的考虑, 是我们水利设施建设中可发展战略提出的新型影响因素。
2.3 为确保挡水建筑整体质量, 做好建筑控温设计
在水利水电工程的建设过程中, 建筑温度控制的影响对于建筑制度有着重要的作用。特别是在我国的北方地区, 因为全年气候温差较大, 所以其温缩现象对于对壅水建筑的整体质量有着重要影响。如在水利工程应用中冬季温度较低就容易造成建筑温度载荷应力的增加, 进而影响水利工程质量。所以在壅水建筑的设计中, 做好建筑温度控制的设计降低温度对于建筑质量影响, 是我们设计工作中注意的主要问题。在设计中, 为了降低温度变化对壅水建筑质量影响, 我们需要做好以下设计工作。一是在设计中做好保温设计。在壅水建筑设计中, 为了降低温度因素对于建设质量影响, 我们需要在建筑设计中对于重点部位 (缩涨应力点、结构支撑点等) 进行保温设计, 避免因温度影响造成的应力问题出现。二是利用补充机制降低温度应力影响。在壅水建筑设计中, 为了避免应力问题影响建筑质量, 我们在设计中需要进行补偿设计工作, 降低温度应力的影响。如在建筑设计中, 对于温度应力较为集中的结构点, 我们采用振动结构模式消除应力, 就是很好的设计方法。
2.4 按照标准要求, 做好建筑物防渗设计
在水利水电工程首部枢纽的建设过程中, 降低壅水建筑的渗漏性, 是我们建筑设计中重要的技术因素。在建筑设计过程中, 我们为了提高水利的质量需要按照建筑设计标准做好建筑物的防渗设计工作。这里所指的设计标准包括两方面内容:一是规范标准。在壅水建筑设计过程中, 针对不同的建筑类型国家有着不同要求的建筑规范, 如《橡胶坝建设规范》、《混凝土重力坝设计规范》等规范要求。这些规范要求中对于建筑的防渗设计都有着较为明晰的规范内容。在建筑设计中按照规范要求做好设计工作, 是我们做好防渗设计的重要保证方式。二是按照设计方案标准开展防渗设计。在壅水建筑设计过程中我们为确实按照施工实际情况执行建筑设计规范, 就需要在地质勘测、实验等技术手段的支持下制定设计方案, 指导具体设计工作。其中对于建筑防渗数据, 设计方案通过数据计算的方式, 会得出详细的设计数据, 对设计工作进行标准化的指导。在壅水建筑的设计中, 我们必须严格按照设计方案要求进行设计, 保证防渗要求的实现。
3 结束语
随着我国水利发电的进一步发展, 人们对电力和水资源的需求量不断增加。水利水电工程在我们生活中的地位更是不可或缺, 我们必须更加重视水利水电工程建设。在水利水电首部枢纽建设过程中, 水利壅水建筑的设计工作是确保水利工程质量的重要保证。在设计技术研究中, 我们通过对壅水建筑类型进行分析和探讨, 结合壅水建筑使用实际情况开展了壅水建筑设计特点研究。此项研究的开展, 对于壅水建设设计质量与水利水电设施整体建筑质量的提高, 对现实的实践工作提供一定的理论支持。
摘要：在水利水电工程首部枢纽设计过程中, 壅水建筑设计的开展占据着较为重要的位置。为了提高壅水建筑设计质量, 我们结合壅水建筑主要分类, 以实际设计工作为重点开展了壅水建筑设计特点研究。此项工作的开展, 以期为提升水利首部枢纽整体设计质量提供理论和实践上的支持。
关键词：水利水电工程,首部枢纽,壅水建筑,分类,设计特点
参考文献
[1]唐志丹, 袁琼, 魏刚文.沙湾水电站首部枢纽布置设计简介[J].水电站设计, 2014 (2) .
[2]李莎, 罗代明.长征桥二级水电站挡水建筑物设计[J].水利科技与经济, 2014 (1) .
枢纽建筑物 篇8
随着大型交通枢纽的大规模建设, 如何利用科学的理论和方法协调交通枢纽与枢纽外部道路交通流、合理组织枢纽内部的交通流, 从而保证其内部的车流、人流协调畅通, 方便乘客换乘, 提高交通枢纽的整体运行效率, 是当前城市规划研究的重点。
1 枢纽规划的基本原则及方法
规划建设城市交通枢纽首先要考虑换乘协调, 体现“以人为本”的原则, 即保证人流在枢纽内换乘的安全性、连续性、便捷性、舒适性和客运设备的适应性。在交通枢纽内, 各种接驳方式都有其存在的合理性, 要组织好换乘交通, 保证各交通系统间的衔接协调, 必须遵循以下原则: (1) 换乘过程的连续性; (2) 客运设备的适应性; (3) 客流过程的通畅性; (4) 换乘的舒适性和安全性。
枢纽规划采用的方法主要应包括: (1) 交通分析为主导; (2) 定性分析和定量分析相结合; (3) 静态和动态相结合; (4) 枢纽规划与远景方案相结合。
2 动物园公交枢纽规划中的问题
动物园公交枢纽位于北京市西直门外大街南侧, 主要包括十条线路的公交始发站台, 公交和地铁换乘, 地下汽车库和地下自行车库, 上部空间的商业开发以及部分回迁单位等。
枢纽所处地理位置四通八达, 附近集中存在较多的客流吸引与集散点, 处于重要连接通道处, 具备设置公交枢纽的客流条件。但是由于西直门外大街交通负荷较重, 而西直门外南街为单车道道路, 客观而言, 在这里集中设置始发站与中转站难度较大。
枢纽规划中存在的主要问题有: (1) 站台设计的不足; (2) 换乘距离大; (3) 导向系统有待完善。
此外, 动物园公交枢纽的建设工程方面也存在着问题, 譬如没有下水道, 给清洗车辆带来了诸多不便。
3 动物园公交枢纽的改进建议
针对以上提出的问题, 结合周边商业环境从枢纽结构、外部流线设计、内部车流组织分析以及疏解能力匹配方面出发做出相应的改进。
3.1 扩大公交停靠站的吞吐量延长现有公交停靠站的长度, 达
到80米-100左右, 并施划公交停靠站标志线, 禁止行人、其他车辆停靠影响公交车进出站。公交车停靠站区域内, 公交车可以同时开门上下乘客, 以减少等候时间。
在停靠车道方面, 可以考虑设计为三车道, 外侧两车道用于车辆停靠乘降, 中间车道用于车辆停放或错车, 安排两条线路车在一个站台上候车, 以便充分利用站台空间。
3.2 改造人行道针对单禁行线偏少、偏窄的情况, 为了满足公
交枢纽10条通道的通行需求, 应全面改动动物园公交枢纽周边地区交通行驶规则, 重新施划人行横道、设置单禁行线, 具体措施有:
将原有的三至五米宽人行横道扩至八至九米。
在西外南街等主要通道路中心增设护栏, 防止行人横穿马路。
枢纽东西两侧通道及西外南街采取单禁行措施。
调整西外大街辅路的出租车停车位, 以保证西外大街辅路畅通。
将枢纽地下广场设为主要停车场。
3.3 加强枢纽内部交通方式及联络衔接作为换乘和客流疏解
的载体, 枢纽必须针对涉及的交通方式做好联络衔接的设计。目前的动物园枢纽急需改进周边人行道、机动车道等疏解衔接的硬件设施, 同时配合采取有效的软件措施 (如:交通协管等) ;枢纽东西两侧通道及西直门外南街宜采取单行或分时段通行措施。同时, 充分结合周边商业建筑环境和行人需求, 拓宽人行道, 延伸扩展多方向的地下连接通道, 可以使得由枢纽产生的步行人流尽可能直接进入周边建筑, 避免乘客下车后直接在枢纽站台层平面穿行等行为。
3.4 健全信息以及配套设施的服务在动物园公交枢纽改进中,
可以在停车场、换乘通道、换乘站台等地方设置电子信息设备, 给人们提供更多的出行信息。另外还要即时更新已经改变的公交线路信息, 防止以前的导向标识对乘客产生误导, 只有这样才能真正才能实现信息资源的高度共享和管理的统一, 以科学系统的管理, 促进枢纽系统功能的发挥。
4 结束语
动物园公交枢纽虽然建设的出发点很好, 又引进了公交线路站点电子调度系统等先进技术, 有望向智能化方向发展, 但在实际运营中却没有发挥应有的作用。反而因周边市场过多及自身具备商业功能, 没有体现公交优先。
现在有些枢纽建成之后, 枢纽中的一些配套设施却成为新的人流聚集的地方, 这样对枢纽的作用就会起到冲击的作用。在此问题上, 动物园公交枢纽具有较高的参考价值。建议在类似公交枢纽的规划设计中对以下方面予以重视: (1) 务必坚持“以乘客为本”的原则; (2) 合理组织交通流; (3) 多方式的换乘问题; (4) 配套设施的配置问题。
参考文献
[1]张超.交通港站与枢纽[M].北京:中国铁道出版社.2004.
[2]邵春福.交通规划原理[M].北京:中国铁道出版社.2004.
[3]陆锡明.综合交通规划[M].上海:同济大学出版社.2003.
[4]姜帆.关于轨道交通需求预测与城市客运交通枢纽关系的研究[J].交通运输系统工程与信息.2001.
[5]毛保华, 姜帆, 刘迁等.城市轨道交通[M].北京:铁道出版社.2001.