乌东德水电站右岸地下电站通风设计优化研究

陈德权

(中国水利水电第六工程局有限公司，沈阳，110013)

1 工程概况

乌东德水电站位于云南省禄劝县和四川省会东县交界的金沙江干流上，右岸隶属云南省昆明市禄劝县，左岸隶属四川省凉山州会东县，是金沙江下游河段四座水电站中最上游的梯级电站，电站上距攀枝花市214km，下距白鹤滩水电站182.5km，乌东德水电站装机容量10200MW，多年平均发电量401.1亿kW·h，正常蓄水位975m，相应库容58.63亿m3。

乌东德水电站右岸地下电站洞室多、洞室断面尺寸大，施工支洞数量多、长度长、进口少、多数为分岔洞，开挖工作面交叉作业，与大气相通的通道少。通风条件不好，开挖强度高，通风散烟非常困难。施工中不仅有大量的爆破烟尘、施工机械设备排放的尾气，还有放射性有害气体，施工期通风问题显得较为突出。因此，寻求合理、有效的通风方案是保证工程进度、质量、安全和员工身体健康的关键。

2 右岸地下电站通风设计总体思路

针对乌东德右岸地下电站总体结构布置，充分研究、详细分析右岸地下电站各洞室之间的平面及空间的位置关系，研究增设通往外界的通风排烟平洞。与新增设的排烟平洞相连的洞室直接通过通风平洞实现通风散烟；无法直接与通风平洞相通的洞室，通过增设通风竖井使之与通风平洞联通，或与通风平洞相连的洞室相通。右岸地下电站引水系统、厂房系统及尾水系统共计新增4条通风平洞，10条通风竖井，增加反井钻机钻孔(φ1.4m)约500m，石方洞挖22550m3，各类锚杆共计8180根，喷混凝土量约1100m3，创造了较为客观的产值，同时达到了通风散烟的目的。

在新增的通风平洞及直接与外界相通的洞室洞口设置大功率轴流风机配钢骨架阻燃风筒通过平洞、竖井向洞室内压入式通风，并极力争取将国产的部分大功率轴流更换为性能优良的AVH系列进口轴流风机，以改善右岸地下电站的通风，同时整个开挖可以节约电费约265万元，该种进口风机目前已在我单位承建的乌东德水电站左岸转轮加工厂工程中应用，正努力争取该种风机在右岸地下电站工程中得到广泛应用。

3 通风设计优化方案

3.1 引水系统通风设计优化方案

引水系统通风主要分两个阶段，竖井段贯通前上平段与下平段采取独立的通风设计；竖井段贯通后利用下平段的通风系统对整个引水系统进行通风。

引水上平段通风采取在右坝7#施工支洞临江侧新增7-1#、7-2#通风平洞，在新增7-1#通风平洞洞口安装1台2×110kW轴流风机接φ1.5m钢骨架阻燃风筒向引水上平段正压通风，通过7-2#通风平洞向洞外排风。

下平段施工通风采取在进厂交通洞洞口设置1台2×110kW轴流风机接φ1.5m钢骨架阻燃风筒向引水隧洞下平段压入式通风，并且在右厂4#施工支洞与进厂交通洞交叉口处布置1台2×110kW轴流风机接力。

引水系统通风优化布置方案如图1所示。

图1 引水系统通风布置示意

3.2 厂房系统通风设计优化方案

在主变室临江侧新增2-1#通风平洞，通过右厂1-2#施工支洞、右厂2#施工支洞分别与主厂房、主变室连通，通风平洞设计结构断面尺寸为8.5m×6.5m，洞长83.5m。

在新增2-1#通风平洞洞口布置3台2×110kW轴流风机，其中2台轴流风机接φ1.5m钢骨架阻燃风筒沿右厂1-1#施工支洞及厂房上、下游边墙向主厂房内压入式通风，另1台轴流风机接φ1.5m钢骨架阻燃风筒沿右厂2#施工支洞向主变室内压入式通风。污浊空气通过主厂房另一端的右厂1-2#施工支洞与右厂3#施工支洞交叉口附近布置的1台2×110kW轴流风机接向φ1.5m钢骨架阻燃风筒沿右厂1-2#施工支洞、右厂8#施工支洞及尾调室通气洞向外排风。

厂房系统通风优化布置方案如图2所示。

图2 厂房系统通风布置示意

3.3 尾水系统通风设计优化方案

3.3.1 尾水系统新增通风竖井、平洞、旁洞设计

尾水系统共计新增10条通风竖井、6个侧旁洞及1条通风平洞。

(1)新增通风平洞设计参数

在尾调交通洞0+212m桩号位置向尾水主洞方向新增通风平洞共1条，通风平洞靠江侧与江边贯通，设计净断面尺寸为8m×7m(宽×高)，总长度约为265m。

(2)新增通风竖井设计参数

新增通风竖井共10条，其中1#通风竖井布置于进厂交通洞与右厂5#施工支洞立面交叉处的侧旁洞内，2#、3#通风竖井布置于WT1#施工支洞与右厂6#施工支洞立面交叉处，4#通风竖井布置于进厂交通洞与右厂6-1#施工支洞立面交叉处，5#-7#通风竖井布置于中层排水廊道与4#-6#尾水主洞立面交叉处，8#-10#通风竖井布置于新增通风平洞与4#-6#尾水主洞立面交叉处。

1#-4#通风竖井高度分别约为48m、37.7m、36.7m、43m，5#-7#通风竖井高度约为32m，8#-10#通风竖井高度约为52.5m，1#-7#为排风井，设计断面为φ1.4m，采用反井钻机钻设直接成型；8#-10#为送风井，设计净断面为φ 4m，采用反井钻机钻φ 1.4m导井后再人工扩挖成φ 4m竖井。

(3)侧旁洞设计参数

新增侧旁洞共6个，分别布置于1#-3#、5#-7#通风竖井上井口位置，新增旁洞净断面尺寸为6m×6m×5m(长×宽×高)，边顶拱系统素喷10cm厚C20混凝土，根据围岩情况增加随机锚杆，规格为φ 22，L=3m。

3.3.2 尾水主洞、支洞通风设计

尾水通风平洞及8#-10#通风竖井形成后，在通风平洞与尾调交通洞交叉口附近布置3台2×110kW型轴流风机接φ1.5m风筒沿通风平洞、8#-10#通风竖井分别向4#-6#尾水洞内压入式通风，在通风竖井与尾水洞交叉处上、下游设置φ1.2m岔管分别向尾水洞上下游通风，在通风平洞与尾调交通洞交叉处靠山侧的洞口设置挡风墙，墙内布置1台2×110kW型轴流风机接φ1.5m风筒沿通风平洞向洞外排风，并且通过1#-7#竖井自然排风。

3.3.3 尾水调压室通风设计

在新增尾水通风平洞与尾调交通洞交叉口的尾调交通洞侧布置1台2×110kW型轴流风机接φ1.5m风筒经尾调交通洞尾、尾调室闸门廊道向尾调室正压通风，并在右厂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台2×55kW型轴流风机接φ1.2m风筒沿右厂8#施工支洞、尾调通气洞向洞外排风，并在尾调室通气洞洞口砌筑挡风墙，墙内反向安装1台2×110kW型轴流风机辅助排风。

尾水系统通风优化布置方案如图3所示。

图3 尾水系统通风布置示意

4 结语

右岸地下电站通风设计方案优化以保证工程进度、质量、安全和员工的身体健康为目标，大胆提出优化方案，并进行充分的可行性研究及论证，征得参建各方的认同后落实，达到预期目的的同时也为项目增加了可观的产值。

通过在右岸地下电站引水系统、厂房系统、尾水系统增加通风平洞及通风竖井，并投入大功率的轴流风机压入式通风及辅助排风，大大改善了右岸地下电站的通风条件，在后续施工中极力争取将AVH系列进口轴流风机应用于右岸地下电站中。为右岸地下电站施工创造更好的通风条件，同时可大大节约通风成本，为工程创造效益。