浅议抽水蓄能电站基建期地下厂房安全通道设置

付 强，曹 玺

（浙江仙居抽水蓄能有限公司，浙江省仙居县 317300）

浅议抽水蓄能电站基建期地下厂房安全通道设置

付 强，曹 玺

（浙江仙居抽水蓄能有限公司，浙江省仙居县 317300）

结合日益快速发展的抽水蓄能电站建设，从施工期的施工组织设计角度，分析目前抽水蓄能电站建设过程中地下厂房安全通道设置面临的困难，以浙江仙居抽水蓄能电站为例，着重阐述了基建期地下厂房安全通道布设的方案，为进一步优化抽水蓄能电站地下厂房基建期安全通道布设提供参考。

抽水蓄能；基建；地下厂房；安全通道

0 引言

浙江仙居抽水蓄能电站（以下简称仙居电站）位于浙江省仙居县湫山乡境内，为日调节纯抽水蓄能电站基建项目工程，安装4台375MW抽水蓄能机组，总装机容量为1500MW，年平均发电量为25.125亿kWh，年平均抽水电量32.63亿kWh。

枢纽工程主要由上水库、输水系统、地下厂房、地面开关站及下水库等建筑物组成。上水库由一座主坝、一座副坝及库周山岭围成，总库容1294万m3。主坝和副坝均为混凝土面板堆石坝，坝顶高程679.20m，主坝坝顶长263.66m，最大坝高88.2m；副坝坝顶长度222m，最大坝高59.7m。输水系统采用一洞两机的布置方式，上、下水库进/出水口高差463m，上、下水库进/出水口之间输水管道总长度为2216.9m（3号机输水系统），其中引水系统长1216.2m，尾水系统长1000.7m。地下厂房洞群包括主副厂房洞、主变洞、母线洞、尾闸洞、500kV出线洞等。下水库利用已建下岸水库，新增一泄放洞，全长703m，隧洞内径8.4m。

该工程属大（1）型一等工程，主要永久性建筑物按1级建筑物设计，次要永久性建筑物按3级建筑物设计。电站建成后主要承担浙江和华东电网的调峰、填谷、调频、调相和紧急事故（事件）备用等任务，保障电网安全、稳定、经济运行。

鉴于目前勘察设计对施工期的通道、通风等设计深度不足，为确保抽水蓄能电站基建期施工安全与作业便利，需合理设置地下厂房安全通道。

1 基建期地下厂房安全通道设置的必要性

浙江仙居抽水蓄能电站主、副厂房洞总长176.0m，下部开挖宽度25.0m，上部开挖宽度26.5m，最大开挖高度为55m。厂内透平油罐室位于安装场下方，上游侧与安装场上游边墙齐平，外与4号施工支洞相连，内与主厂房水轮机层相通，开挖断面为城门洞形，尺寸7.2m×6.5m （宽×高），洞长52m。

抽水蓄能电站主、副厂房洞开挖是工程的关键线路。主、副厂房洞分七层开挖：首先利用通风兼安全洞（厂顶施工支洞）进入进行厂房顶拱层开挖、支护。第二，完成顶拱层开挖支护及吊顶小牛腿施工后，从通风兼安全洞（厂顶施工支洞）降坡开挖第二层，并进行岩壁吊车梁施工。第三，从进厂交通洞进入第三层开挖、支护，同样从进厂交通洞降坡开挖第四层，并进行母线洞的开挖。第四，从增设的4号施工支洞进入，进行厂房第五层开挖，并提前从尾水隧洞进入开挖厂房机坑。最后爆通机坑层从尾水隧洞出渣。每层开挖时锚喷支护作业滞后跟进。

抽水蓄能电站地下厂房基建期，空间狭小，作业面众多，且目前抽水蓄能电站建设标准逐步提升，安全文明施工要求进一步提高，所设置通道不仅要满足安全、施工作业要求，同时也要美观大方，即达到实用与外观相结合的效果。

2 安全通道的设计

2.1 组合式旋转钢爬梯设计

水平栈道通往机坑的垂直高度为24m，利用旋转爬梯作为通道，为了便于拆装，爬梯设计为组合式钢结构，由10套独立爬梯累加而成，每套高度为2.4m，安装效果图如图1所示。

旋转爬梯4根主支柱采用φ114mm×4mm的钢管，用100mm槽钢焊接组合成3460mm×2600mm×2400mm的结构框架。为了安全可靠，在上层组合式旋转爬梯的支柱底部设计一截长150mm的定位销，采用φ108mm×4mm钢管制作，上、下层爬梯组合时，可套于下层主支柱φ114mm×4mm的钢管里面，露出长度为150mm。

单节爬梯转向处平台，采用槽钢与立柱焊接成框架结构，尺寸为800mm×2400mm，上面铺设4mm厚花纹钢板；底部安装有不低于200mm的踢脚板，采用4mm厚的钢板制作。楼梯边缘板采用260mm×4000mm×10mm钢板制作，倾爬度为35˚。楼梯踏板采用260mm×1100mm的花纹钢板制作。爬梯的扶手栏杆采用φ20mm碳钢管，栏杆高不低于1200mm，安装于平台及楼梯边缘。栏杆间的横档采用φ20mm碳钢管[1]。

图1 组合式钢爬梯安装效果图

2.2 水平栈道设计

（1）水平段栈道主要为钢结构，安装效果如图2所示。

图2 水平段栈道安装效果图

（2）安装间通往主副厂房水平段栈道采用50mm的角钢制作结构架，借助土建安装好的锚杆进行固定，两锚杆之间间隔为1m，人行走道采用4mm厚的花纹钢板，上面铺设橡胶地垫。

（3）水平段栈道护栏制作高度不低于1500mm。

（4）护栏底部安装有不低于200mm的踢脚板，采用4mm厚的钢板制作。

2.3 栈道设计载荷计算

根据整个平台区域内能承受不小于3kN/m2均匀分布载荷进行允许载荷核算。行人的重量以70kg计算，每平方米以允许4个人同时通过，核算结果如表1所示。

表1 四边简支无肋铺板的弯矩和挠度计算系数值

均 布 恒 载：gk=2.744kN/m2[G=m×g（g=9.8N/kg）=2.744kN]。

等效均布活载：qe=3.4kN/m2。

平台板厚：t=4mm。

加劲肋间距：a=0.5m。

次梁间距：b=1m；b/a=2.00。

查上表：αmax=0.1017。

查上表：β=0.1106。

均布荷载设计值：q=1.2×gk+1.3×qe=1.2×2.744+1.3×3.4=7.7128kN/m2。

均布荷载设计值：qk=gk+qe=2.744+3.4=6.144kN/m2。

弯矩值：M=αmaxq×a2=0.1017×7.7128×0.52=0.20kN。其中，α为均布载荷作用下四边支承板弯矩系数。

强度值 ：σmax=6Mmax/（γxt2）=（6×0.2×1000）/（1.2×42）=62.5N/mm2＜f=215N/mm2，满足要求。式中，γ为截面塑性发展系数，取1.2；f为铺板钢材的强度设计值。

扰度值：νmax=βqka4/（Et3）=[0.1106×（6.144/1000）×5004]/2.06×105×43=3.22mm＜[ν]=3.33mm， 满 足要求。式中，β为均布载荷作用下四边简支承板弯的扰度系数（与b/a有关）；E为钢材弹性模量，为2.06×105N/mm2。

3 地下厂房安全通道的现场安装实施

3.1 栈道现场安装实施

3.1.1 安装平台的制作

栈道安装平台采用厂房桥机负荷试验吊笼改装（如图3和图4所示）。

栈道安装的工装平台采用桥机负荷试验完成后的吊笼，在吊笼侧边焊接［100mm的槽钢，槽钢伸出平台900mm，槽钢与吊笼搭接长度为500mm，与吊笼搭接部分应满焊。

在工装平台沿边缘安装防护栏杆。栏杆采用φ50mm钢管制作。

3.1.2 栈道现场安装

图3 栈道安装平台平面图

图4 栈道安装平台剖面图

根据现场锚杆的尺寸，在安装间把整根50mm的角钢拼装成框架结构后，安装栈道下游侧护栏（焊角应不小于6mm）以及走道（4mm厚花纹钢板）。同时利用1号桥机吊着安装平台，把全部锚杆进行搭接焊接在一起，利用电动葫芦把拼装成型的栈道吊在锚杆上面，调整好位置后，安装人员站在施工平台上面进行焊接加固。

4mm厚花纹钢板走道焊接过程采用间断焊，焊接距离500mm。

由于安装间的高程为123m，栈道的高程为124.5m，所以安装间至栈道要设置一道爬梯，具体制作。

3.2 旋转钢爬梯制作与实施

由于现场地面不平整，对安装第一层钢斜梯造成了很大的难度，为了更好地找平固定，利用400mm×400mm×20mm制作基础，在钢板的对角线中心，利用φ108mm×4mm的钢管，高度为500mm，制作定位销，底部利用150mm的工字钢作支撑。根据钢斜梯的支柱的实际尺寸，在现场利用φ28mm的钢筋在地面上打好地锚，深度为1000mm左右，用以焊接固定基础板支撑。基础板的调整过程需要测量人员配合施工。

3.2.1 钢爬梯现场安装

钢斜梯后方制作完成后，进行预装并做好编号，运至现场，利用电动葫芦吊至预先做好的基础上，先找正垫平，利用焊机把基础板与钢斜梯焊接固定。

待第一层钢斜梯模块安装完成后，依照标好的对接编号依次吊装并组合，必要时利用钢筋把每节钢斜梯固定在山体上。钢斜梯跟栈道的连接处尽量调平且固定牢靠。

3.2.2 涂装处理

栈道以及旋转钢爬梯先整体刷一道防锈漆后刷银粉漆，栏杆贴上反光条。

3.2.3 应急疏散指示及应急照明

栈道及旋转钢爬梯均布设了应急照明。应急照明距地的高度为2.0m，间距为10m，过低对安全不利，远处也不便看清楚，过高则在火灾时烟雾可能遮蔽光线，看不见；荧光疏散指示标志间距应不大于20m，高度为800mm，荧光疏散指示牌的箭头指向通往出口的方向。设备的固定利用角钢做支架，靠山体采用膨胀螺栓固定，安装确保水平，高程统一。荧光性疏散指示牌安装在应急照明灯的正下方。

电缆全程穿φ20mm PVC管敷设，PVC管利用角钢制作支架，靠山体采用膨胀螺栓固定，施工过程要注意美观且牢靠[2]。设备的自带电线与主干线连接时，留有一定的余量，并做好绝缘保护，以免影响设备的运行及后期维护。

3.2.4 主要材料

（1）栈道下料尺寸（见表2）。

（2）钢爬梯下料尺寸（见表3）。

4 结束语

浙江仙居抽水蓄能电站地下厂房通过栈桥和旋转钢爬梯的设置，切实解决了人员通行问题，极大

表2 栈道下料尺寸

表3 钢爬梯下料尺寸

地方便了施工，使得狭小的地下厂房空间布置井然有序。此外，因旋转钢爬梯为组合拼装而成，拆卸、移动方便，为蜗壳层底板混凝土浇筑提供了便利条件。浙江仙居抽水蓄能电站在机电安装伊始，旋转钢爬梯布置于4号机组段，待4号机组段底板混凝土浇筑时，将旋转钢爬梯移动至2号机组与3号机组段之间，不仅满足了施工作业要求，同时于旋转钢爬梯顶层可以一览地下厂房全貌，为工程建设管理提供了较好的观测条件。同时，通过应急疏散指示及应急照明的布设，为地下厂房施工作业人员增加了一条应急逃生通道。

[1] GB 4053—2009固定式钢梯及平台安全要求[S].北京：中国标准出版社，2009.

[2] JGJ 46—2005施工现场临时用电安全技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2005.

付 强（1986—），男，助理工程师，主要研究方向：水电工程及安全管理。E-mail:fuqiang5fu@sina.com

曹 玺（1984—），男，工程师，主要研究方向：水电工程及安全管理 。E-mail:caoxi 0318@hotmail.com

The Underground Powerhouse of Infrastructure Security Channel is Arranged on the Pumping Energy Storage

FU Qiang , CAO Xi
（Zhejiang Xianju Pumped-Storage Power Co. Ltd.，Xianju 317300，China）

With the increasingly rapid development of construction of pumped storage power station, from the construction organization design point of construction period,the analysis of the current pumped storage power station construction process of underground powerhouse in the security channel is set to face the difficulties, to Zhejiang Xianju pumped storage power station as an example, focuses on the underground powerhouse construction period safety channel layout scheme, for the further optimization provides the reference of Pumped Storage Power Station Underground Workshop infrastructure period safety channel layout.

pumped storage; construction period; underground powerhouse; secure channel