| 单词 | 下游坝面管 |
| 释义 | 【下游坝面管】 拼译：penstock on downstream surface of dam 又称坝后背管，是布置和固定在混凝土坝下游坝面上的水电站水轮机输水管道。与埋设在坝体内的管道，即坝内埋管相比，下游坝面管有很多优点：(1)便于布置；(2)减少管道空腔对坝体的削弱，有利于坝体安全；(3)坝体施工不受管道施工与安装的干扰，可以提高坝体质量，加快进度；(4)管道可以随机组的投产先后分期施工，有利于合理安排施工进度，且减少投资积压。对于高的轻型混凝土坝和大直径管道，这些优点就更加明显。 苏联在60年代开始对这种大量研究，主要是仿真材料的模型试验，并在1967年投产的装机容量为5MkW的克拉斯诺雅尔斯克水电站首先采用。该电站重力坝高124m，共10台机组，单机0．50MkW。管道是内衬钢板外包钢筋混凝土的组合结构，二者共同承受内水压力等荷载。管道用坝下游面上键槽及锚筋与坝体固定。由于当时技术水平的限制，每台机组用两根内径为7．5m的管道引水，两管在厂房前的水平段处汇合成单管后与蜗壳进口相接。在管道强度设计中，考虑钢衬和外包的钢筋混凝土能分别承受内水压力，总安全系数达到了3，因而用钢材比较多。实践证明，这种管道是成功的。此后，苏联进行了大量研究工作，施工工艺不断改进。能代表当前水平的是80年代建成的萨扬舒申斯克水电站的下游坝面管，重力拱坝高242m，单机容量0．64MkW，共10台机组，每台机组用一条内径为7．5m的管道。强度设计中取消了钢衬和外包钢筋混凝土都能分别承受内水压力的规定，总安全系数仅为1．8，钢衬厚16～30mm，外包钢筋混凝土厚1．5m，节省了大量钢材。由于大型水电站单机容量不断提高，坝内埋管的一些技术经济问题更难于解决，因此下游坝面管将具有优势，得到更多采用。下游坝面钢衬钢筋混凝土管道结构的实质是用钢筋混凝土代替了部分钢板，可以减少钢板厚度，避免采用高强钢、厚钢板引起的问题。这种管道还具有相当高的极限承载能力，不会出现突发的整体性破坏，因而无需采用防爆破措施。中国在80年代初就开始对它进行研究，并首先在80年代后期投产的东江、紧水滩等水电站的双曲拱坝中应用，并获得成功。采用拱坝的李家峡水电站和采用重力坝的五强溪水电站也用了这种管道。三峡水电站已将这种型式管道作为推荐方案。近10年来，国内在这方面进行了广泛、深入的研究。在结构分析方面，除应用三维有限元静力、动力计算分析管道与坝体的相互作用外，还可应用钢筋混凝土非线性有限元进行分析。对于管道从施工期至运行期的混凝土温度应力，已研制出专用计算程序。在结构试验方面，对仿真材料结构模型试验尤为重视，进行了大量的大小比例尺(1∶5～1∶30)平面和简体模型试验，现已较充分地掌握了钢衬钢筋混凝土管道联合工作时的强度和变形特性，实验技术也日臻完善。目前对管坝接缝面的结构措施、钢筋混凝土管壁裂缝定量分析和限裂措施、温度场对应力和变形的影响、弯管强度、管道抗震等问题，还在继续进行理论和试验研究。西方国家在80年代也开始采用下游坝面管，但与苏联和中国不同，其结构型式是下游坝面上的明钢管，其布置和结构与地面明钢管无原则区别，将上下弯段作为镇墩，直段用支承环支承在下游坝面上，上弯段下游侧设伸缩节。采用这种管道的有巴西和巴拉圭合建的伊泰普水电站，还有加拿大的里维尔斯托克水电站等。采用明钢管的主要问题是采用高强钢材和相应的加工、焊接工艺，要确保防止钢管破裂事故对厂房的危害。西方国家由于钢材及其工艺比较先进，认为采用明管比较有利。预计下游坝面明钢管将继续在生产实践中得到应用。总之，与坝内埋管相比，大直径高水头管道的下游坝面管将有较多应用。苏联和中国迄今只采用钢衬钢筋混凝土的下游坝面管，因此避免了厚钢板的技术问题，技术经济效益显著，而且比较重视这种结构具有的高度安全性。西方国家采用下游坝面管还不普遍，而且只采用明钢管，这种情况与各国国情有关，还将持续一定时期。【参考文献】：1 董哲仁．水利水电技术，1984，10∶61～642 宋常春，赵贵发，张自敬．水力发电，1987，11∶38～433 马善定，周润坚，熊德炎，等．水力发电学报，1988，4∶37～484 米．格．阿列克山特洛夫，等．萨扬舒申斯克水电站科研论文集(武汉水利电力大学马善定教授撰) |
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