[00130352]大型高压泵站连续多卜型岔管技术及应用

(1)引黄工程是解决太原、大同、朔州三地区水资源紧缺矛盾的大型跨流域调水工程。工程由黄河上游的万家寨水库取水,线路全长450km,引水流量48m3/s,年引水量12亿m3,总扬程636m,总装机容量449MW。是国内已建成调水工程中规模最大的也是罕见的。 （2）工程沿线设五座泵站,总干三座泵站各站均装机10台;南干二座泵站各站均装机6台。单机流量均为6.45m3/s,最大水头230m。出水采用一机一管出流,合并成多个连续卜形岔管。由于分岔处水流及体形十分复杂,存在结构计算、焊接及消应等难题。课题组针对大型泵站、多机组、大流量、高扬程工程中连续岔管复杂,管径大、管壁厚、应力高、水损大、岔管整体残余应力消除难等问题,采用理论分析、数据计算、模型试验和原型观测相结合的技术方法,全面研究了高压连续多卜型岔管结构的关键技术问题。 技术创新性及先进性如下： 1)提出钢管与钢筋混凝土外加强梁联合作用,使复杂的岔管结构受力明确,应力集中显著降低,锐角主应力由360Mpa降到71Mpa、钝角处由235Mpa降到48Mpa,应力下降了70～80%。由于联合受力,减少了岔管管壁厚,壁厚由30～56mm减少到24mm,解决了焊接及消除残余应力等难题,使岔管采用常规钢材制安。 2)连续多卜型岔管外设钢筋混凝土加强梁,突破了传统岔管处大型镇墩型式,其结构设计合理、能承受较大的作用力,减少了镇墩混凝土量、改善了基础受力条件。 3)优化渐变连续多岔管外加强布置,岔管处平均水头损失系数0.45,未形成水流对冲及加强梁深入管道内的局部阻水现象,使水流平顺、流态良好,水头损失减少,运行过程能量消耗较少。 （3）该成果已应用在山西省万家寨引黄工程总干三级泵站、南干一、二级泵站工程中。 引黄工程已安全运行10年,截止目前已从黄河取水9.94亿m3,向太原供水6.63亿m3,向汾河上中流域送生态水2.85亿m3,工程运行正常并已发挥了良好的效益。针对大型泵站、多机组工程进行的本工程岔管结构技术研究及应用,对其他国内、外类似工程有很高的应用价值。 （4）随着经济的发展和城市规模不断扩大,城市水资源短缺与经济社会发展及生态环境保护之间的矛盾日益突出,兴建跨流域引水工程已势在必行,这些工程中多数需要修建泵站逐级提水。岔管处结构复杂、应力集中、管壁较厚、焊接及消应难题大。 本课题的研究,就是解决上述难题而进行的研究。该研究成果给引水工程的设计起到重要作用,可推广至国内类似的工程中。