抽水蓄能电站地下厂房结构

厂房是抽水蓄能电站的心脏，厂区枢纽布置实际就是围绕电站厂房为中心展开的。无梁楼板作为一种成熟的楼板做法在工程中大量应用也有十几年了，相对梁板结构，无梁楼板模板更少，能够加快施工进度。

地下厂房的结构布置与机电设备布置是结合在一起进行的，因为具有高水头、高转速、双向运转、振源多、过渡过程复杂且开关机频繁等特点，与常规水电站相比，机组支撑结构承受的机械离心力、电磁不平衡力矩以及流道压力脉动产生的振动都大得多。我国抽蓄电站厂房各楼层支撑结构形式也是从以往抽蓄建设过程的经验不断完善。如GX2借鉴GX1厂房刚度较小，振动相对较大的经验教训，采取了以下措施：

(1)一台机组一个结构缝 

（ 2）各层楼板相应增加，梁柱截面也相应增大 

（3）上下游边墙改用混凝土边墙，紧贴岩壁浇筑，墙厚也相应增加 

（4）转轮拆御孔周边加强等。从运行效果看，振动明显减小。

如某抽蓄厂房结构的主体为大体积混凝土结构, 本身具有相当的刚度和抗振性能, 因此厂房结构因振动导致破坏的极少。结构振动的大小最直接的反应是人员对运行环境感觉上的安全感和舒适感, 其对结构本身的危害有个能量积累的过程。由于计算分析上的复杂性和边界条件假定上的不甚精确, 国内外目前对此并没有成熟的分析理论和分析方法, 也不作严格的数量上的规定, 而以满足结构安全要求为主。

地下厂房的结构设计不仅仅按照结构强度要求来确定, 而是通过系统的机墩组合结构刚度和动力影响分析, 结合结构减振措施要求来进行设计的, 这也是ABCDE地下厂房结构设计的一大特点。

我国抽水蓄能电站建设起步较晚，设计经验不足，没有成熟的规范参考。在A厂厂房结构中采用两机一缝，常规板梁柱结构，施工阶段为满足各台机组先后投产需要，在1#与2#机组、3#与4#之间各增设一条施工缝。但近年来，在A厂主厂房的发电机层、中间层、水泵水轮机层的梁、板构件上发现了一些裂缝，裂缝主要分布在施工缝、吊物孔和楼梯间等孔口部位。在分析研究这些裂缝产生的原因后，B厂及C、 D厂厂房结构采用一机一缝，加厚板梁柱结构。B厂、C、D厂厂房结构抗振性能极大改善，厂房运行至今还未发现明显裂纹。

影响机墩组合结构的刚度有效范围并不大, 基本上在一个机组段范围。由于两个机组段之间仅由普通梁板结构连接, 相邻机墩组合结构间的刚度增强影响非常有限, 起不了决定性作用, 相邻机墩组合结构间的振动影响因素却反而增大了。由于抽水蓄能机组的运行工况较为复杂, 为避免机组运行时的振动相互影响, 减少结构振动风险, 在每个机组段之间均设永久结构缝, 每个机组段成为一个相对独立的机墩组合结构, 结构受力状态和边界条件均较明确。

而某抽蓄厂房结构设计在吸取A B C D厂房结构设计成功经验的基础上进一步总结提高，采用无梁厚板结构形式，简化厂房楼板结构，提高厂房整体抗振性能，且利于厂房管路和电缆布置，机电设备布置整洁美观，改善厂房运行环境。

抽水蓄能电站地下厂房结构的混泥土尺寸较大，结构形式比较复杂，荷载大小不一。当机组台数较多时，需沿厂房长度方向（纵向）设置永久性的伸缩一沉降缝以适应温度变化，混凝土收缩和厂房坐落在软弱岩基或断层上时的不均匀沉降，将厂房分成若干结构独立的区段。

机组段永久变形缝的间距，主要取决于地基特性、机组容量、结构形式、气候条件、施工程序、温度控制措施等情况，宜为20~30m，经论证后可放宽到40~50m。由于结构形式和荷载的差别，在建基面高层上有突变、两者结构或应力情况差异较大的部位均需设置沉降缝，如主机间与安装场、主机间与副厂房之间，以避免两个不同性质的建筑物因地基应力相差太大而引起裂缝，如主机间与安装场、主机间与副厂房之间，以避免两个不同性质的建筑物因地基应力相差太大而引起裂缝。当厂房处于软岩的情况下，为了避免基础不均匀沉陷而需加强厂房的整体性，一般在主机间不设永久伸缩缝。

伸缩---沉降缝布置除了要考虑结构平面尺寸、地基及荷载等因素，还要结合结构形式、厂房布置、厂房结构动力特性来综合确定。对于板梁结构，多采用一级一缝的分缝形式，即每个机组段是个独立结构，在缝两侧一般布置双柱，广州、天荒坪抽水蓄能电站厂房即采用此种形式，这种分缝形式可以避免相邻机组段的振动传递。

对于厚板结构，采用一机一缝和两机一缝的均有，两机一缝结构即两个机组段作为一个整体结构，国内的十三陵及日本的下乡、玉原等抽水蓄能电站均采用此种形式。另外，当采用两台或两台以上机组共用一台变压器，并且主变压器室布置在厂房两侧或者中间时，为减少一些机电设备布置及封闭母线安装的跨缝处理，分缝设置应慎重考虑。但采用两机一缝结构具备一定优势，国内目前较多电站采用此结构，日本葛野川、神流川等抽水蓄能电站均属此类。

厂房的永久伸缩---沉降缝应做成贯通式，即由基础底面起，缝一直通至厂房顶，当采用岩锚吊车梁时，一般通至发电机顶面。为切断相邻结构段的振动传递途径，永久缝一般还需按隔振缝设计。缝宽一般取2CM，缝间填充隔振材料，通常使用2CM厚沥青杉板或闭孔泡沫板作为填充材料。