烏東德水電站右岸地下電站通風設計優化研究

陳德權

(中國水利水電第六工程局有限公司，沈陽，110013)

1 工程概況

烏東德水電站位于云南省祿勸縣和四川省會東縣交界的金沙江干流上，右岸隸屬云南省昆明市祿勸縣，左岸隸屬四川省涼山州會東縣，是金沙江下游河段四座水電站中最上游的梯級電站，電站上距攀枝花市214km，下距白鶴灘水電站182.5km，烏東德水電站裝機容量10200MW，多年平均發電量401.1億kW·h，正常蓄水位975m，相應庫容58.63億m3。

烏東德水電站右岸地下電站洞室多、洞室斷面尺寸大，施工支洞數量多、長度長、進口少、多數為分岔洞，開挖工作面交叉作業，與大氣相通的通道少。通風條件不好，開挖強度高，通風散煙非常困難。施工中不僅有大量的爆破煙塵、施工機械設備排放的尾氣，還有放射性有害氣體，施工期通風問題顯得較為突出。因此，尋求合理、有效的通風方案是保證工程進度、質量、安全和員工身體健康的關鍵。

2 右岸地下電站通風設計總體思路

針對烏東德右岸地下電站總體結構布置，充分研究、詳細分析右岸地下電站各洞室之間的平面及空間的位置關系，研究增設通往外界的通風排煙平洞。與新增設的排煙平洞相連的洞室直接通過通風平洞實現通風散煙；無法直接與通風平洞相通的洞室，通過增設通風豎井使之與通風平洞聯通，或與通風平洞相連的洞室相通。右岸地下電站引水系統、廠房系統及尾水系統共計新增4條通風平洞，10條通風豎井，增加反井鉆機鉆孔(φ1.4m)約500m，石方洞挖22550m3，各類錨桿共計8180根，噴混凝土量約1100m3，創造了較為客觀的產值，同時達到了通風散煙的目的。

在新增的通風平洞及直接與外界相通的洞室洞口設置大功率軸流風機配鋼骨架阻燃風筒通過平洞、豎井向洞室內壓入式通風，并極力爭取將國產的部分大功率軸流更換為性能優良的AVH系列進口軸流風機，以改善右岸地下電站的通風，同時整個開挖可以節約電費約265萬元，該種進口風機目前已在我單位承建的烏東德水電站左岸轉輪加工廠工程中應用，正努力爭取該種風機在右岸地下電站工程中得到廣泛應用。

3 通風設計優化方案

3.1 引水系統通風設計優化方案

引水系統通風主要分兩個階段，豎井段貫通前上平段與下平段采取獨立的通風設計；豎井段貫通后利用下平段的通風系統對整個引水系統進行通風。

引水上平段通風采取在右壩7#施工支洞臨江側新增7-1#、7-2#通風平洞，在新增7-1#通風平洞洞口安裝1臺2×110kW軸流風機接φ1.5m鋼骨架阻燃風筒向引水上平段正壓通風，通過7-2#通風平洞向洞外排風。

下平段施工通風采取在進廠交通洞洞口設置1臺2×110kW軸流風機接φ1.5m鋼骨架阻燃風筒向引水隧洞下平段壓入式通風，并且在右廠4#施工支洞與進廠交通洞交叉口處布置1臺2×110kW軸流風機接力。

引水系統通風優化布置方案如圖1所示。

圖1 引水系統通風布置示意

3.2 廠房系統通風設計優化方案

在主變室臨江側新增2-1#通風平洞，通過右廠1-2#施工支洞、右廠2#施工支洞分別與主廠房、主變室連通，通風平洞設計結構斷面尺寸為8.5m×6.5m，洞長83.5m。

在新增2-1#通風平洞洞口布置3臺2×110kW軸流風機，其中2臺軸流風機接φ1.5m鋼骨架阻燃風筒沿右廠1-1#施工支洞及廠房上、下游邊墻向主廠房內壓入式通風，另1臺軸流風機接φ1.5m鋼骨架阻燃風筒沿右廠2#施工支洞向主變室內壓入式通風。污濁空氣通過主廠房另一端的右廠1-2#施工支洞與右廠3#施工支洞交叉口附近布置的1臺2×110kW軸流風機接向φ1.5m鋼骨架阻燃風筒沿右廠1-2#施工支洞、右廠8#施工支洞及尾調室通氣洞向外排風。

廠房系統通風優化布置方案如圖2所示。

圖2 廠房系統通風布置示意

3.3 尾水系統通風設計優化方案

3.3.1 尾水系統新增通風豎井、平洞、旁洞設計

尾水系統共計新增10條通風豎井、6個側旁洞及1條通風平洞。

(1)新增通風平洞設計參數

在尾調交通洞0+212m樁號位置向尾水主洞方向新增通風平洞共1條，通風平洞靠江側與江邊貫通，設計凈斷面尺寸為8m×7m(寬×高)，總長度約為265m。

(2)新增通風豎井設計參數

新增通風豎井共10條，其中1#通風豎井布置于進廠交通洞與右廠5#施工支洞立面交叉處的側旁洞內，2#、3#通風豎井布置于WT1#施工支洞與右廠6#施工支洞立面交叉處，4#通風豎井布置于進廠交通洞與右廠6-1#施工支洞立面交叉處，5#-7#通風豎井布置于中層排水廊道與4#-6#尾水主洞立面交叉處，8#-10#通風豎井布置于新增通風平洞與4#-6#尾水主洞立面交叉處。

1#-4#通風豎井高度分別約為48m、37.7m、36.7m、43m，5#-7#通風豎井高度約為32m，8#-10#通風豎井高度約為52.5m，1#-7#為排風井，設計斷面為φ1.4m，采用反井鉆機鉆設直接成型；8#-10#為送風井，設計凈斷面為φ 4m，采用反井鉆機鉆φ 1.4m導井后再人工擴挖成φ 4m豎井。

(3)側旁洞設計參數

新增側旁洞共6個，分別布置于1#-3#、5#-7#通風豎井上井口位置，新增旁洞凈斷面尺寸為6m×6m×5m(長×寬×高)，邊頂拱系統素噴10cm厚C20混凝土，根據圍巖情況增加隨機錨桿，規格為φ 22，L=3m。

3.3.2 尾水主洞、支洞通風設計

尾水通風平洞及8#-10#通風豎井形成后，在通風平洞與尾調交通洞交叉口附近布置3臺2×110kW型軸流風機接φ1.5m風筒沿通風平洞、8#-10#通風豎井分別向4#-6#尾水洞內壓入式通風，在通風豎井與尾水洞交叉處上、下游設置φ1.2m岔管分別向尾水洞上下游通風，在通風平洞與尾調交通洞交叉處靠山側的洞口設置擋風墻，墻內布置1臺2×110kW型軸流風機接φ1.5m風筒沿通風平洞向洞外排風，并且通過1#-7#豎井自然排風。

3.3.3 尾水調壓室通風設計

在新增尾水通風平洞與尾調交通洞交叉口的尾調交通洞側布置1臺2×110kW型軸流風機接φ1.5m風筒經尾調交通洞尾、尾調室閘門廊道向尾調室正壓通風，并在右廠8#施工支洞末端、8-1#施工支洞、8-2#施工支洞洞口附近各布置1臺2×55kW型軸流風機接φ1.2m風筒沿右廠8#施工支洞、尾調通氣洞向洞外排風，并在尾調室通氣洞洞口砌筑擋風墻，墻內反向安裝1臺2×110kW型軸流風機輔助排風。

尾水系統通風優化布置方案如圖3所示。

圖3 尾水系統通風布置示意

4 結語

右岸地下電站通風設計方案優化以保證工程進度、質量、安全和員工的身體健康為目標，大膽提出優化方案，并進行充分的可行性研究及論證，征得參建各方的認同后落實，達到預期目的的同時也為項目增加了可觀的產值。

通過在右岸地下電站引水系統、廠房系統、尾水系統增加通風平洞及通風豎井，并投入大功率的軸流風機壓入式通風及輔助排風，大大改善了右岸地下電站的通風條件，在后續施工中極力爭取將AVH系列進口軸流風機應用于右岸地下電站中。為右岸地下電站施工創造更好的通風條件，同時可大大節約通風成本，為工程創造效益。