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压力管道

从水库、调压室或前池向水轮机输水的(或由水泵向高处送水的)承受较大的内水压力和水击压力的管道。压力管道常采用可分为钢管、钢筋混凝土管。钢管的敷设方式有明管、埋管和回填管三大类。由于敷设方式决定管道的结构计算图式,因此这是钢管的最重要分类。明管是指敷设在地面或地下洞室内支座上的管道,按其管壁结构的不同,又可分为普通焊接管和箍管。明管的结构受力明确,且具有良好的检修条件。

从水库、调压室或前池向水轮机输水的(或由水泵向高处送水的)承受较大的内水压力和水击压力的管道。压力管道常采用可分为钢管、钢筋混凝土管。钢管的敷设方式有明管、埋管和回填管三大类。由于敷设方式决定管道的结构计算图式,因此这是钢管的最重要分类。明管是指敷设在地面或地下洞室内支座上的管道,按其管壁结构的不同,又可分为普通焊接管和箍管。明管的结构受力明确,且具有良好的检修条件。埋管是指埋于混凝土体内(如坝内钢管)及岩体内(如隧洞式钢管)的钢管。埋管周围的混凝土或坚硬岩石,一般能承受一部分内水压力,可使管壁减薄。对埋管要特别重视在外力作用下的薄壁钢管失稳问题。实践表明,隧洞式埋管事故中,比较多的是管壁失稳事故,因此,对岩体中的埋管要采取降低外压的措施,如正确选择管道线路,设置可靠的有效的排水措施等。回填管埋置于开挖的土体内,填土夯实,较之明管增加挖填工程量。当直径很大而地基又不好时,易产生不均匀沉陷,影响管壁强度,因此回填管的直径一般限制在3米以内。

钢管在水电站中应用最广泛,其最大水头已达1767米(奥地利莱塞克水电站),最大直径已达10.5米(巴西伊泰普水电站)。钢筋混凝土管,通常用于水头不高(小于50米)的中小型水电站。除普通钢筋混凝土管外,尚有预应力钢筋混凝土管、钢丝网水泥管和预应力钢丝网水泥管等。

压力管道的经济直径,由管道造价和水电站电能损失的动能经济比较来确定。相应于管道设计流量和经济直径的流速称为经济流速,一般为4~7米/秒。

随着岩石力学和地下结构施工技术的迅速发展,在常规水电站抽水蓄能电站上采用地下厂房更为广泛。由此,研究改进隧洞式压力管道的设计和施工方法,以充分发挥围岩的承载力,是当前主要发展方向之一。对坝内钢管,应更深入研究钢管与坝身混凝土联合作用的机理,以简化钢管的结构,或取得更高的经济效益。将钢管从坝内移至坝体外,即布置在坝上游面或下游面的型式,具有坝体混凝土施工不受干扰、钢管可以分期施工、减少投资积压等优点,将获得更多的应用。当前压力钢管道的PD(P为内水压力,千克/厘米;D为直径,厘米)值日益增大,采用高强度、高塑韧性的合金钢制作钢管,是合理解决管壁结构和厚度问题的有效途径。