抽水蓄能电站地下厂房典型布置培训课件

抽水蓄能电站地下厂房典型布置

中水东北勘测设计研究有限责任公司主讲：于生波抽水蓄能电站地下厂房中水东北勘测设计研究有限责任公司主讲：于1前言我国的抽水蓄能电站建设起步较晚，1968年岗南水库安装了一台日本引进1.1万kW的蓄能机组，1972年密云水库安装了2台国产1.2万kW的蓄能机组，这两个混合式抽水蓄能电站开始了我国的蓄能电站建设。

随着经济的发展、电网的扩大，电网的峰谷差也愈来愈大，蓄能电站的重要性也被普遍认识到，90年代广蓄、十三陵、天荒坪、羊湖、溪口、响洪甸等蓄能电站的建设，拉开了我国蓄能电站建设的大幕。随着抽水蓄能电站技术的发展，运用水头也逐步提高，从早期的100~200m升到了300~400m，后来到了500~600m,甚至有的已经达到了700m。高水头、大容量成了蓄能电站的特点，地面式、窑洞式或竖井式的厂房型式已经不适用高水头、埋深大的抽水蓄能电站，地下厂房成了主流。前言我国的抽水蓄能电站建设起步较晚，1962退出重新播放下一页1厂址的选择2洞室群布置4厂房内部布置5开关站布置3附属洞室布置退出重新播放下一页1厂址的选择2洞室群布置4厂房内部布31厂址的选择1厂址的选择4

1.1地下厂房开发方式1.2地下厂房平面位置1.3

厂房轴线选择

厂址的选择

厂址的选择51.1地下厂房开发方式

1.1地下厂房开发方式6对于引水式布置的抽水蓄能电站，按厂房在输水发电系统中的位置可以分为首部、中部和尾部三种开发方式。●首部式地下厂房

厂房位于电站引水系统的首部。这种布置方式的特点是高压引水隧洞较短，造价相对较省。但地下厂房靠近上水库，需注意水库渗水对厂房的影响。水头较高时，采用首部式会使地下厂房埋深较大，从而增加了交通、出线及通风等洞井的费用，也给施工和运行带来困难。采用首部开发方式较少，泰安、琅琊山等。1.1地下厂房开发方式泰安抽水蓄能电站输水系统纵剖面对于引水式布置的抽水蓄能电站，按厂房在输水发电系统中7●尾部式地下厂房厂房位于引水系统的尾部，具有较长的引水隧洞和较短的尾水隧洞，一般均设有上游调压室。尾部厂房靠近地表，厂房的交通、出线及通风等辅助洞室的布置及施工运行比较方便，因而采用较多。尾部式地下水电站适用水头范围较大，最高水头达1000m以上，目前高水头电站多采用尾部布置方式，我国已建成的地下水电站尾部式占70%以上（常规居多），天荒坪、桐柏、西龙池、白莲河、呼蓄等。1.1地下厂房开发方式桐柏抽水蓄能电站输水系统纵剖面●尾部式地下厂房1.1地下厂房开发方式桐柏抽水蓄能电站输水8●尾部式地下厂房

1.1地下厂房开发方式呼和浩特抽水蓄能电站输水系统纵剖面天荒坪抽水蓄能电站输水系统纵剖面●尾部式地下厂房1.1地下厂房开发方式呼和浩特抽水蓄能电站9●尾部式地下厂房

1.1地下厂房开发方式西龙池抽水蓄能电站输水系统纵剖面●尾部式地下厂房1.1地下厂房开发方式西龙池抽水蓄能电站输10●中部式地下厂房

厂房位于引水系统的中部，当水电站引水系统中部的地质地形条件适宜，对外联系如运输、出线以及施工场地布置方便时，可采用中部式地下厂房。抽水蓄能电站机组吸出高度较大，厂房埋深也相对较大，交通洞、通风洞等受坡度控制洞线较长，且一般来说山体中部地质条件要优于尾部，因此蓄能电站选择中部式地下厂房也较为普遍，广蓄、十三陵、惠蓄、张河湾、宝泉、蒲石河等。1.1地下厂房开发方式●中部式地下厂房1.1地下厂房开发方式11●中部式地下厂房

1.1地下厂房开发方式广蓄抽水蓄能电站输水系统平面、纵剖面●中部式地下厂房1.1地下厂房开发方式广蓄抽水蓄能电站输水12●中部式地下厂房

1.1地下厂房开发方式十三陵抽水蓄能电站输水系统平面、纵剖面●中部式地下厂房1.1地下厂房开发方式十三陵抽水蓄能电站输13●中部式地下厂房

1.1地下厂房开发方式惠州抽水蓄能电站A厂输水系统平面、纵剖面示意●中部式地下厂房1.1地下厂房开发方式惠州抽水蓄能电站A厂14●中部式地下厂房

1.1地下厂房开发方式张河湾抽水蓄能电站输水系统纵剖面●中部式地下厂房1.1地下厂房开发方式张河湾抽水蓄能电站输15●中部式地下厂房

1.1地下厂房开发方式蒲石河抽水蓄能电站输水系统纵剖面●中部式地下厂房1.1地下厂房开发方式蒲石河抽水蓄能电站输16

地下厂房的开发方式选择，要根据工程总体布置情况，结合当地的地形、地质、交通运输、出线条件、施工和运行条件，经过技术、经济、环境、社会等综合比较确定。

1.1地下厂房开发方式地下厂房的开发方式选择，要根据工程总体布置情况，结合171.2地下厂房平面位置

1.2地下厂房平面位置18在选定开发方式后，地下厂房的平面位置选择应遵循以下原则：①与枢纽布置协调，满足功能要求；②根据地形地质条件、施工条件和环境影响等因素，综合选定；③对外交通及厂内交通方便、顺畅；④永临结合、一洞多用；⑤地质条件较优，构造简单、岩体完整、地应力平稳，尽可能的避开较大的断层和节理密集带，及地下水丰富的地区，埋深不宜小于2倍洞宽；⑥主体洞室一般以Ⅲ类及以上围岩为主，其比例应大于60%。

1.2地下厂房平面位置在选定开发方式后，地下厂房的平面位置选择应遵循以下原191.3地下厂房轴线选择

1.3地下厂房轴线选择20在选定平面位置后，地下厂房的轴线选择应遵循以下原则：

①兼顾输水系统布置，在地形和地质条件允许的条件下，尽量缩短输水线路；②高地应力地区，纵轴线与最大主应力水平投影方向宜呈较小夹角，不宜大于30°；③纵轴线宜与围岩主要结构面走向呈较大交角，其夹角不宜小于60°；④一般当最大主应力与岩体抗压强度比值较小时，应以地质构造为主控制厂房纵轴线。

1.3地下厂房轴线选择在选定平面位置后，地下厂房的轴线选择应遵循以下原则：21蒲石河地下厂房平切图最大初始主应力σ1=9.3～12.2Mpa，方位为N76°～81°W，最大初始主应力与岩石单轴抗压强度之比在0.06～0.10，处于一个相对较低的水平。地质构造以N15°～45°E为主。NW279°50’19”。与主要地质构造夹角＞60°，与最大主应力方向近乎平行。钢筋混凝土岔管，其地质条件要求较高。蒲石河地下厂房平切图最大初始主应力σ1=9.3～12.2M22蒲石河地下厂房在通过开发方式比选确定中部厂址后，进行了厂房平面位置和厂轴比选选择。①受F3、F4及F9三条比较大的断层影响带控制，厂址选择在三条影响带间地质条件较优的部位；②兼顾输水系统布置，特别是高压引水岔管为钢筋混凝土岔管，其地质条件要求较高，优先将其布置在地质条件较好处；③实测厂房区深部最大初始主应力σ1=9.3～12.2Mpa，方位为N76°～81°W，最大初始主应力与岩石单轴抗压强度之比在0.06～0.10，处于一个相对较低的水平，地应力方向对洞室工程稳定性影响不大。因此，从地质条件上影响厂房轴线方向的主要因素为地质构造；④地质构造以N15°～45°E为主，呈较大夹角为宜；综合考虑，确定蒲石河地下厂房纵轴线方位角为NW279°50’19”。与主要地质构造夹角＞60°，与最大主应力方向近乎平行。蒲石河地下厂房在通过开发方式比选确定中部厂址后，进行232洞室群布置2洞室群布置24

2.1洞室群构成2.2洞室群布置形式2.3

洞室间距

洞室群布置

洞室群布置252.1洞室群构成

2.1洞室群构成26抽水蓄能电站地下厂房与常规电站地下厂房的洞室组成基本相同，地下洞室群规模庞大，纵横交错。

一般主要包括主厂房洞（含主机间、安装间、副厂房）

主变洞尾闸洞进厂交通洞交通出渣、联络洞等主体洞室附属洞室通风兼安全洞母线洞出线洞、电缆洞排水洞排风洞2.1洞室群构成抽水蓄能电站地下厂房与常规电站地下厂房的洞室组成基本272.1洞室群构成进厂交通洞，端部进厂，垂直或平行厂房纵轴线进厂。通风兼安全洞，从主副厂房顶层端部入厂，一般分叉洞至主变洞。母线洞，连接主厂房与主变洞，一般采用一机一变。出线洞，连接主变与地面开关站，一般采用竖井、斜井、平洞，或组合出线方式。排水洞，一般环绕主体洞室布置，常设置三层排水洞，通过集中抽排或自流排水。2.1洞室群构成进厂交通洞，端部进厂，垂直或平行厂房纵轴线28洞室群布置动画演示:1、输水发电系统洞室群全景综合展示动画-输水发电全景.avi

2、地下厂房系统洞室群全景综合展示动画-地下厂房系统全景.avi

2.2洞室群布置形式洞室群布置动画演示:2.2洞室群布置形式292.2洞室群布置形式

2.2洞室群布置形式30抽水蓄能电站地下厂房主体洞室主要为主厂房洞、主变洞、尾闸洞，国内常见的布置为“两洞式”和“三洞室”。●“两洞式”

“两洞式”其中一种是将主厂房和主变压器合并于一个洞室，此种布置在日本比较流行，如葛野川、神流川等，国内不常见，目前仅琅琊山蓄能采用。

2.2洞室群布置形式琅琊山抽水蓄能电站洞室群琅琊山尾闸置于尾闸调压井内。抽水蓄能电站地下厂房主体洞室主要为主厂房洞、主变洞、312.1洞室群构成

张河湾地下洞室群效果图还有一种“两洞式”，只有主厂房洞和主变洞，没有尾闸洞。常用于尾部式电站或短尾水洞电站，一般是将事故闸门布置在下水库进/出水口处，如张河湾、西龙池、桐柏、呼和浩特等蓄能电站。2.1洞室群构成张河湾地下洞室群效果图还有322.1洞室群构成2.1洞室群构成33●“三洞式”

“三洞式”一般是主厂房洞、主变洞、尾闸洞三大洞室平行布置。此种布置国内最为常见，目前国内蓄能电站大多采用，如已建的广蓄、十三陵、天荒坪、泰安、宜兴、惠州、蒲石河、宝泉、白莲河；在建的清远、绩溪、丰宁、敦化和荒沟等。

2.2洞室群布置形式泰安抽水蓄能电站洞室群效果图●“三洞式”2.2洞室群布置形式泰安抽水蓄能电站34●“三洞式”

2.2洞室群布置形式蒲石河抽水蓄能电站洞室群效果图●“三洞式”2.2洞室群布置形式蒲石河抽水蓄能电站洞室群效35●“三洞式”

2.2洞室群布置形式广蓄抽水蓄能电站洞室群●“三洞式”2.2洞室群布置形式广蓄抽水蓄能电站洞室群36●“三洞式”

2.2洞室群布置形式清远抽水蓄能电站洞室群效果图●“三洞式”2.2洞室群布置形式清远抽水蓄能电站洞室群效果37●“三洞式”

2.2洞室群布置形式荒沟抽水蓄能电站洞室群效果图●“三洞式”2.2洞室群布置形式荒沟抽水蓄能电站洞室群效果382.3洞室间距

2.3洞室间距39地下厂房三大主体洞室（主厂房洞、主变洞、尾闸洞）之间的净距，应根据布置要求、地质条件、洞室规模、施工方法及支护措施等因素综合分析确定。不宜小于相邻洞室平均开挖宽度的1.0倍，对于高应力或地质条件较差地区，不宜小于1.5倍。

高地应力一般是指最大主应力量级为20Mpa~40Mpa，或岩石强度与地应力之比为2~4。国内蓄能电站主厂房洞与主变洞间大多处于1.5~2.0倍。间距过小，虽然可以缩短母线洞长度，但对于围岩稳定不利；间距过大，会增加母线洞和母线的长度，增加工程投资。《囯网通用设计-地下厂房分册》中提出：主厂房洞与主变洞间岩体厚度不宜小于40m，主变洞与尾闸洞间岩体厚度不宜小于30m。

2.3洞室间距地下厂房三大主体洞室（主厂房洞、主变洞、尾闸洞）之间40国内已建蓄能电站主体洞室间距统计

2.3洞室间距序号

电站名称

主厂房洞宽度(m)主变洞宽度(m)净距（m)L/B（平均宽度）

1白山一期25.015.016.50.82天荒坪21.017.034.01.83十三陵23.016.534.11.74广蓄22.017.234.51.85西龙池22.316.444.52.36黑麋峰25.520.035.01.547桐柏24.518.037.31.758张河湾23.817.846.15

2.29宝泉22.018.035.01.7510宜兴22.017.540.02.011泰安24.517.535.01.6712蒲石河22.720.430.01.413白莲河21.8519.732.01.514响水涧25.018.035.01.6国内已建蓄能电站主体洞室间距统计2.3洞室间距序号电站名41目前在建的蓄能电站，主厂房开挖宽度一般在24~25m左右，主变洞开挖宽度一般在20m左右，通用设计中提出：主厂房洞与主变洞间岩体厚度不宜小于40m，L/B值一般在1.5~2.0之间。

2.3洞室间距目前在建的蓄能电站，主厂房开挖宽度一般在24~25m423附属洞室布置3附属洞室布置433附属洞室布置交通洞通风洞母线洞出线洞/井交通电缆洞排水洞3附属洞室布置交通洞通风洞母线洞出线洞/井交通电缆洞排水44附属洞室主要有进厂交通洞、通风兼安全洞、母线洞、出线洞、交通电缆洞、排水洞等。

①进厂交通洞

交通洞一般直达安装间，当安装间布置在端部时，分为垂直进厂和平行进厂两种情况。坡度不宜大于8%。

3附属洞室布置平行进厂：下游需设置主变运输洞（洞径相对小），有利于岩壁吊车梁结构。附属洞室主要有进厂交通洞、通风兼安全洞、母线洞、出线45以上两种进厂方式，需根据枢纽布置情况、地形地质情况、交通洞洞线布置，结合经济技术比较，综合分析确定。《厂房规范》表明，进厂宜采用正向（垂直）进厂，当特殊条件限制而采用端进厂时，应设置安全警戒标示或阻进器。

3附属洞室布置主变压器从安装间运输至主变室内，在交通洞与主变搬运洞交叉处，一般有两个处理方式：设置转盘或改变运输方向（横向变竖向）。设置主变运输转盘，势必影响交通洞的运输功能，从而影响施工进度；若改变主变运输方向，则需要加大交通洞断面适应主变压器尺寸。以上两种进厂方式，需根据枢纽布置情况、地形地质情况、46②通风兼安全洞通风兼安全洞具有进风、安全逃生及施工期厂房顶拱出渣通道的功能，一般通至主副厂房顶拱，和交通洞分别位于厂房两端。

3附属洞室布置通风兼安全洞②通风兼安全洞3附属洞室布置通风兼安全洞47③母线洞母线洞又称机压设备洞，主要布置离相封闭母线及其附属设备，包括主母线、分支母线、开关设备及励磁变压器等，连接主厂房洞和主变洞。

3附属洞室布置主厂房洞室主变洞室尾闸洞室母线洞室③母线洞3附属洞室布置主厂房洞室主变洞室尾闸洞室483附属洞室布置

母线洞结构分双层布置、单层布置。

与单层结构相比，双层结构的主要优点是：运行维护方便、交通顺畅，每个机变单元可由主机间发电机层直通主变洞；每层的层高较低，便于母线和设备检修；母线和设备运输、安装方便，可缩短安装工期。双层结构的主要缺点是：土建和电气设计繁琐、工作量大；厂房侧交叉口较大，对岩壁吊车梁结构有一定的不利影响。母线洞单层布置，主机间至主变洞在发电机层不连通。3附属洞室布置母线洞结构分双层布置、单层493附属洞室布置母线洞双层布置示意图机组端TV柜电制动开关发电机出口断路器换相开关励磁变厂用电分支电抗器3附属洞室布置母线洞双层布置示意图机组端TV柜电制动开关50④出线洞连接主变洞和地面出线场，布置高压出线设备（高压电缆或GIL母线），出线洞一般为出线平洞、斜洞、竖井或几种形式的组合。

3附属洞室布置平洞+竖井出线④出线洞3附属洞室布置平洞+竖井出线513附属洞室布置平洞出线“通用设计”中提出：出线应结合地形和气候条件具体分析确定，若不高于300m，可采用竖井出线方式；北方严寒地区可采用竖井加平洞方式。3附属洞室布置平洞出线“通用设计”中提出：出线应结合地形和523附属洞室布置

出线方式的选择，需要结合开关站位置、地形条件，充分考虑交通条件、运行维护的便利性、施工的难易性、电缆长度的限制、征地及环保等多种因素，进行技术、经济比较分析确定。

出线斜井的交通一般是利用台阶步行，设置缆车的工程较少，且缆车的可靠性和运行速度也较低，地下厂房与地面开关站间通过斜井步行交通较困难，北方严寒地区冬季路面积雪现象比较普遍，通过公路到达开关站不是很方便，这会造成开关站的运行维护不方便。因此“通用设计”中提出：北方严寒地区可采用竖井加平洞方式，竖井内一般设有电梯，从地下厂房至开关站通过电梯交通，有利于运行管理。3附属洞室布置出线方式的选择，需要结合开关站位置、53⑤交通电缆洞连接主副厂房和变副厂房，作为交通检修通道及电缆通道。

3附属洞室布置交通电缆洞⑤交通电缆洞3附属洞室布置交通电缆洞54⑥排水洞排水洞主要作用是厂房洞室群外围截、排水，以减少厂内渗漏水量。

地下厂房深埋于山体中，地下水通过结构面、裂隙及节理等向地下洞室渗漏，排水系统设置是地下式厂房的一大特点也是一大难点。地下厂房排水系统应首先要考虑以下几个方面：

（1）地下洞室与水库的连通问题，若洞室群靠近上水库或下水库，首先要根据地质条件分析其连通可能性，其次要采取可靠地防渗排水措施。

（2）不确定的地质因素，由于地质条件的复杂多变，应尽可能的提高排水系统的有效性、可靠性和安全性。

3附属洞室布置⑥排水洞3附属洞室布置55一般来说，由于地质条件的不确定性，系统排水必不可少，有些洞室开挖时基本不渗漏或渗漏量较小，但随着水库蓄水、地下水位线的变化或者由于洞室开挖引起地应力重新分布，从而导致围岩条件变化，都可能造成原本基本不渗漏的部位又产生了渗漏。局部渗水点的二次处理往往比系统排水更有效、更有针对性，所以施工中对于局部渗水点的处理应该更为重视。

（3）对外排水应优先考虑自流排水，充分利用地形条件，如天荒坪、惠州、清远等。受地形条件限制，多数电站采用了机械泵排或水泵抽排与自流排水结合的方式。

3附属洞室布置一般来说，由于地质条件的不确定性，系统排水必不可少，56

囯网“通用设计”中曾提出，自流排水洞长度不超过5km时，优先采用自流排水，这可能是有一定的统计经验在内，但目前采用纯自流排水的工程并不多，以清远长度最长，约4.8km，所以5km的参照依据并不充分。还是应以自流排水和机械抽排的综合比较结果为依据。

3附属洞室布置

地下厂房洞室群排水系统一般分为三个部分

（1）厂前截、排水（2）厂区截、排水（3）厂内排水囯网“通用设计”中曾提出，自流排水洞长度不超过5km57

地下厂房洞室群排水系统一般分为三个部分（1）厂前截、排水

厂前截水一般设置在厂房上游侧压力钢管上部。排水廊道展示.pdf主要功能：①减小压力钢管外水压力；②防止钢筋混凝土衬砌管道内水外渗对厂房围岩产生不利影响。3附属洞室布置地下厂房洞室群排水系统一般分为三个部分3附属洞室58

（2）厂区排水

厂区排水由环向两层或三层排水廊道组成，以三层居多。廊道距离厂房10~15m，各层廊道间通过设置排水孔形成排水帷幕，厂房洞室顶拱和主变洞室顶拱上部通过交叉排水孔形成封闭性排水体系，通过排水孔使各层廊道相通，并保障渗漏水排至底层排水廊道，底层排水廊道一般与渗漏集水井相通。3附属洞室布置三层排水廊道（2）厂区排水3附属洞室布置三层排水廊道593附属洞室布置三层排水廊道集水井：位于尾闸洞端部3附属洞室布置三层排水廊道集水井：位于尾闸洞端部603附属洞室布置上、中、下三层排水廊道3附属洞室布置上、中、下三层排水廊道613附属洞室布置囯网“通用设计”中规定：渗漏集水井布置在尾闸洞端部，地下洞室渗漏排水通过排水廊道排至渗漏集水井中，渗漏排水控制盘柜等也布置在尾闸洞端部。

尾闸洞渗漏集水井下层排水廊道渗漏排水控制盘柜3附属洞室布置囯网“通用设计”中规定：渗漏集水井623附属洞室布置以往渗漏集水井通常布置在主机间下部，此次“通用设计”移至尾闸洞布置，主要是基于两点考虑（1）避免集水井施工影响主机间下部施工工期，通常集水井开挖及混凝土衬砌需要至少两个月工期，集水井移走后，主机间开挖完成后可直接进行尾水管施工。（2）可以有效改善主厂房内的运行环境，减少潮湿。

集水井布置在尾闸洞内也存在两个弊端（1）主厂房洞至尾闸洞距离较远，控制系统过于分散，不利于集中管理。（2）下层排水廊道长度增加较多，工程量相对较大。

3附属洞室布置以往渗漏集水井通常布置在主机间下部633附属洞室布置尾闸洞下层排水廊道与渗漏集水井相接，下层排水廊道长度增加较多。渗漏集水井3附属洞室布置尾闸洞下层排水廊道与渗漏集水井相接，下层排644厂房内部布置4厂房内部布置65

4.1主机间与安装间、主副厂房的位置关系4.2

主机间布置4.3安装间布置4.4主副厂房布置4.5主变室布置4.6变副厂房布置4.7尾闸室布置

厂房内部布置4.1主机间与安装间、主副厂房的位置关系664.1主机间与安装间、主副厂房的位置关系

4.1主机间与安装间、主副厂房的位置关系67主厂房洞主要分为三个部分：主机间、安装间、主副厂房。三个部分相对位置关系一般为以下三种：

①主机间居中，安装间与主副厂房分置于两端，也是“通用设计”推荐布置方式。其优点在于布置清晰、有利于分期机组投产，运行与检修互不干扰；缺点在于安装间与主副厂房距离过远，需跨越整个主机间，不方便运行管理。

4.1主机间与安装间、主副厂房的位置关系主厂房洞主要分为三个部分：主机间、安装间、主副厂房。68②安装间、主副厂房布置在主机间的一端。其优点在于两者均是人员活动的主要场所，两者距离较近，方便安装、检修；缺点在于主机间与主副厂房电缆联络需跨越安装间，增加电缆长度。

4.1主机间与安装间、主副厂房的位置关系主机间安装间主副厂房②安装间、主副厂房布置在主机间的一端。其优点在于两者69

③安装间居中，主机间布置在安装间两侧，副厂房布置在端部。其优点在于：当主厂房洞较长的情况下，由于安装间高度较小，可以避免长洞室高边墙对于围岩稳定的不利影响；

4.1主机间与安装间、主副厂房的位置关系缺点在于：安装间下需布置交通、电缆、排水等附属洞室来沟通两侧主机间，同时厂房交通洞需穿越下游主体洞室（主变洞、尾闸室）。琅琊山“一”字型布置安装间③安装间居中，主机间布置在安装间两侧，副厂房布置在端704.1主机间与安装间、主副厂房的位置关系安装间居中厂房交通洞4.1主机间与安装间、主副厂房的位置关系安装间居中厂房交通714.2主机间布置

4.2主机间布置72发电机层

母线层主机间一般分五层：水泵水轮机层蜗壳层

尾水管层

4.2主机间布置主机间分五层吊顶采用网架结构4.2主机间布置主机间分五层吊顶采用网架结构73

发电机层以下各层层高基本上6~8m，以上超过20m，厂房总高度50m左右。

4.2主机间布置发电机层以下各层层高基本上6~8m，以上超过20m，74

主机间纵剖面

4.2主机间布置桥机采用2台单小车桥机主机间纵剖面4.2主机间布置桥机采用2台单小车桥75

发电机层平面

4.2主机间布置结构缝采用一机一缝两个机组段布置一部楼梯，楼梯布置在中部每台机组设置一个进水阀吊物孔机旁盘靠一侧布置发电机层平面4.2主机间布置结构缝采用一机一缝两764.2主机间布置

机组型式主机间布置与机组型式有一定的关系，因此简单介绍一下机组型式。发电电动机型式不同，对厂房高度、辅机设备布置、支撑结构型式、强度、刚度要求也不同。

国内的广蓄、天荒坪、仙游等采用的悬式机组，十三陵、蒲石河等采用的半伞式机组。

4.2主机间布置

机组型式779机组支撑结构设计水轮发电机按轴线位置可分为立式与卧式两类，大中型机组一般采用立式布置，立式机组的支撑是靠推力轴承将力传到机架上。根据推力

轴承的位置可分为悬式和伞式两种型式。发电机推力轴承位于转子上部的统称为悬式，位于转子下部的统称为伞式。推力轴承位置不同，其对应的外循环装置布置位置也有差异。

发电机推力轴承发电机上导轴承发电机下导轴承水轮机导轴承三导悬式机组转子9机组支撑结构设计水轮发电机按轴线位置可分789机组支撑结构设计伞式机组按推力轴承位于上下机架的不同位置又分为全伞式、半伞式等。二导半伞式二导全伞式发电机推力轴承位于转子以下，仅有上导和水导，无下导，故称为二导半伞式。发电机推力轴承位于转子以下，仅有下导和水导，无上导，故称为二导全伞式。9机组支撑结构设计伞式机组按推力轴承位于794.2主机间布置

水泵水轮机转轮拆卸方式蓄能电站水泵水轮机的主要部件转轮、座环等支撑型式基本相同，即无论是五叶片、七叶片还是九叶片转轮，其支撑结构没有本质区别。与厂房结构及布置有直接关系的是转轮的检修拆卸方式。拆卸方式不同，机墩核心部位的结构有差异，也同样影响到辅机设备的布置。

蓄能电站立式机组转轮有上拆、中拆、下拆三种拆卸方式，拆卸方式不同，厂房结构、埋件及混凝土施工顺序等也有所不同。

一般发电电动机的检修周期比水轮机的检修周期长，尤其是过机泥沙含量较多的电站，其转轮的检修周期较短，如果能避免拆卸电动机，采用中拆、下拆方案来检修转轮还是比较方便的，但中拆和下拆方案均对厂房结构影响较大，不利于机组的抗振性能，目前国内蓄能电站通常采用的是上拆方式。“通用设计”中也均按照上拆方式进行布置设计。

4.2主机间布置

水泵水轮机转轮拆卸方式80发电机层设备较少，靠一侧布置一排机旁盘，中部为发电机装置和楼梯，上游侧为进水阀吊物孔及辅机设备小吊物孔（2台机一个）。

发电机层布置下游侧布置二次设备机旁盘上游侧为运行、巡视通道，原则上不布置设备发电机层设备较少，靠一侧布置一排机旁盘，中部为发电机81蒲石河/东北院

发电机层布置弧形网架吊顶上游侧机旁盘楼梯在中部双层母线洞，发电机层可直接通至主变洞。蒲石河/东北院发电机层布置弧形网架吊顶上游侧机旁盘楼梯在中部82张河湾/北京院发电机层布置平顶桁架吊顶上下游均布置机旁盘楼梯布置在上游侧单层母线洞，发电机层不能直接通至主变洞张河湾/北京院发电机层布置平顶桁架吊顶上下游均布置机旁83仙游/华东院发电机层布置平顶网架吊顶下游布置机旁盘楼梯布置在中部单层母线洞，发电机层不能直接通至主变洞仙游/华东院发电机层布置平顶网架吊顶下游布置机旁盘楼梯布置在84黑麋峰/中南院发电机层布置小弧形桁架吊顶上下游均布置机旁盘楼梯布置在中部单层母线洞，发电机层不能直接通至主变洞黑麋峰/中南院发电机层布置小弧形桁架吊顶上下游均布置机旁盘楼85母线层布置母线层又称中间层，下游侧与母线洞相接，除布置与发电机层对应的中部机组设备、楼梯，上游吊物孔等，主要布置还有：上游侧展示调速器油压装置机组自用变及机组自用盘柜主引出中性点上下游电缆桥架母线86母线层布置风罩边：G/M端子箱、灭火箱、油位计等主引出一般与进水阀布置于同一侧；主引出与桥架交叉处是关键节点。母线87母线层布置母线层上游实景照片母线88母线层布置某两个工程母线层下游母线89水轮机层布置水轮机层中部为机墩，除布置与上层对应的楼梯、吊物孔外，主要布置布置还有：球阀油压装置调相压水气罐高压油顶起装置推力轴承油冷却器：半伞式机组宜布置在水轮机层，悬式机组宜布置在母线层。主轴密封控制柜及顶盖排水控制柜发电机制动柜主轴密封装置等水轮机层布置水轮机层中部为机墩，除布置与上层对应的楼梯、吊物90水轮机层布置圆形机墩和多边形机墩是常用的两种结构型式，两种型式各有优缺点。圆形机墩受力条件好，应力分布均匀，同样混凝土量的情况下，其机墩刚度易于保证；多边形机墩有利于周边辅机设备布置。上游侧展示水轮机层布置圆形机墩和多边形机墩是常用的两种结构型式，两种型91水轮机层布置油罐和桥架之间关系需重点关注。某两个工程水轮机层上游水轮机层布置油罐和桥架之间关系需重点关注。某两个工程水轮机层92蜗壳层布置蜗壳层除了上游纵向球阀廊道及机组段分缝处的上下游横向廊道外，均为蜗壳外包大体积混凝土结构。主要布置进水阀（球阀）、技术供水系统、公共供水、上库充水泵、主变空载供水泵、水导外循环装置等。上游廊道展示球阀技术供水泵消防供水泵上库充水泵主变空载供水泵蜗壳层布置蜗壳层除了上游纵向球阀廊道及机组段分缝处的上下游横93蜗壳层布置楼梯间廊道设备廊道单廊道进水方向分正向与斜向进水，进水方式不同导致厂房跨度不同，同时机组+X与-X尺寸也不同，因而上下游横向廊道设置方式也不同。正向进水：厂房跨度相对较大，机组段长度可相对缩小。机组中心线位置相对灵活，可以设置双横向廊道或单廊道。斜向进水：厂房跨度相对较小，有利于大跨度洞室的围岩稳定。进水方向的选择要根据输水系统布置情况，结合地应力、地质构造等地质条件，进行经济技术比较综合确定。蜗壳层布置楼梯间廊道设备廊道单廊道进水方向分正向与斜向进水，94蜗壳层布置楼梯间廊道蜗壳层上游实景蜗壳层布置楼梯间廊道蜗壳层上游实景95尾水管层布置纵向检修排水廊道检修排水泵室主要布置有机组检修排水系统及水淹厂房检测报警装置等。尾水管层布置纵向检修排水廊道检修排水泵室主要布置有机组检修排964.3安装间布置

4.3安装间布置97

安装场端部后期建安装间副厂房。安装期布置定子（2个）、转轮、上机架、下机架、顶盖、转子和主轴等。

4.3安装间布置

考虑到安装间尽早形成，可以使桥机尽早投入使用，对厂房工期有利，因此“通用设计”中提出：安装间下部不宜布置副厂房，安装场直接坐落在岩基上，不仅有利于施工工期，同时可以使安装间大件摆放位置灵活。

安装场端部后期建安装间副厂房。安装期布置定子（2个）98安装间副厂房：主要布置工具间、检修间、保安室、卫生间、会议室等。

4.3安装间布置安装间下部施工支洞内布置：透平油罐室、油处理室、风机房等。

安装间副厂房安装间下部施工支洞安装间副厂房：主要布置工具间、检修间、保安室、卫生间、会议室994.3安装间布置安装间安装间副厂房油罐室4.3安装间布置安装间安装间副厂房油罐室100主厂房机电设备全景图主厂房机电设备全景图1014.4主副厂房布置

4.4主副厂房布置1024.4主副厂房布置

主副厂房位于主厂房洞端部，一般为九层框架结构，按《通用设计》要求，每层面积约为500m2。长度约为20m，高度40~50m，设有一部电梯和一部楼梯。-4污水处理层-3空压机层-2空调机层-1厂用变压器层1低压配电盘层2监视设备层3电缆夹层4蓄电池层5通风设备层发电机层主副厂房横剖面主副厂房纵剖面污水处理层面积较小，占半层，空压机坐落在岩石基础上。发电机层以下不设置吊物孔，设备运输从主机间运输。各层房间尽量减少隔墙，采用大房间布局。4.4主副厂房布置主副厂房位于主厂房洞端部1034.4主副厂房布置第一层（-4）：污水处理层，占半层，布置有：生活污水处理设备、含油废水处理设备和调节池。平面三维俯视4.4主副厂房布置第一层（-4）：污水处理层，占半层，布置1044.4主副厂房布置第二层（-3）：空压机层布置有中、低压空压机设备及管路、控制屏，与蜗壳层同高。平面三维俯视4.4主副厂房布置第二层（-3）：空压机层布置有中、低压空1054.4主副厂房布置第三层（-2）：空调机层布置有主空调机设备、机修间、通风设备等，与水轮机层同高。平面三维俯视4.4主副厂房布置第三层（-2）：空调机层布置有主空调机1064.4主副厂房布置第四层（-1）：厂用变压器层与母线层同高。布置公用变、照明变、检修变、保安变及通风设备等，按“通用设计”要求，将变压器与控制盘柜分开布置。平面三维俯视4.4主副厂房布置第四层（-1）：厂用变压器层与母线层同1074.4主副厂房布置第五层（+1）：低压配电盘层，公用盘、照明盘、检修盘、保安盘及卫生间、工具间等，与发电机层同高，该层通过交通电缆洞与变副厂房相通。平面三维俯视4.4主副厂房布置第五层（+1）：低压配电盘层，公用盘、照1084.4主副厂房布置第六层（+2）：监视设备层，布置共用LCU和UPS等设备，该层为安装调试期间主要监控层，应布置有值班室、二次工具间、资料室及卫生间等，为满足消防和巡视，值班室与窗前留出2m宽通道。平面三维俯视4.4主副厂房布置第六层（+2）：监视设备层，布置共用LC1094.4主副厂房布置第七层（+3）：电缆夹层，主要布置电缆桥架和通风管路。平面三维俯视4.4主副厂房布置第七层（+3）：电缆夹层，主要布置电缆桥1104.4主副厂房布置第八层（+4）：蓄电池层，主要布置蓄电池、直流系统盘柜、二次盘柜室、通风机室和水工监测终端室等。平面三维俯视4.4主副厂房布置第八层（+4）：蓄电池层，主要布置蓄电池1114.4主副厂房布置第九层（+5）：通风设备层，主要布置通风管路及逃生通道等。为了减少风机振动及噪音对副厂房的影响，通常将风机室单独布置在附属洞室内，风机坐落在岩石基础上。平面进风机室进风机室纵剖面4.4主副厂房布置第九层（+5）：通风设备层，主要布置通风1124.4主副厂房布置

主副厂房主要布置电气设备及临时操作间，遵循“无人值班、少人值守”的原则。主副厂房设备全景图4.4主副厂房布置主副厂房主要布置电气设备1134.5主变室布置

4.5主变室布置114①第一层：主变层主变洞分为三层布置②第二层：GIS层③第三层：通风设备层

按照防火要求，每台主变压器都布置在单独的主变室内。

4.5主变室布置电缆廊道对应主机间母线层，用于交通和电缆。主变洞段变副厂房段主变层GIS层通风设备层①第一层：主变层115第一层：主变层平面楼梯间厂用变4.5主变室布置靠近交通洞侧设置变压器运输回车场中部为变压器室，每台变压器单独布置在主变室内主变洞端侧布置变副厂房事故油池上游电缆道第一层：主变层平面楼梯间厂用变4.5主变室布置靠近交通洞侧1164.5主变室布置主变室平面厂用变室主变搬运道主变室楼梯间：四台机不少于2个，六台机不少于3个。4.5主变室布置主变室平面厂用变室主变搬运道主变室楼梯间：1174.5主变室布置GIS层平面主变压器出线洞上游为启动母线，三相竖向布置下游为汇流母线，竖向布置对应厂用变上方，布置限流电抗器主变室独占两层，GIS层可利用的为变压器室以外空间。4.5主变室布置GIS层平面主变压器出线洞上游为启动母线，1184.5主变室布置通风设备层平面单独设置进风机室单独设置排风机室排风管路进风管路4.5主变室布置通风设备层平面单独设置进风机室单独设置排风1194.6变副厂房布置

4.6变副厂房布置1204.6变副厂房布置变副厂房分五层