地下洞室自然通风设计的探索与实践.pdf

水利技术监督 2005 年第 1 期 ·48· 地下洞室自然通风设计的探索与实践 ——云南丽江黑白水三级电站地下厂房自然通风设计 谭乃元 （四川大学水电学院，四川 成都 610065） 摘 要：常规设计中地下厂房的通风方式大多数是以机械通风为主，自然通风为辅的设计方案本文介绍了黑白水三级电站实现自然通风的设计思路和方法,经黑白水三级电站多年的运行实践证明，地下厂房自然通风效果良好 关键词：地下厂房 自然通风 机械通风 黑白水三级电站 丽江黑白水三级电站位于云南省滇西北丽江市 境内，电站总装机容量为 3×6300kw主副厂房置于 地下，厂房顶拱以上埋深 56～94m，主厂房外端距山 坡坡面为 32m，主副厂房内空体积约为 9340m3 该电站所处位置年平均气温 19.9oC，最高气温达 40.4oC，最低气温为－2.1oC，相对湿度 60%，为金沙江河谷温热地带电站初步设计为机械进风， 自然排风，通风量为 31200m3/h。

技施设计阶段，主要集中在研究地下厂房自然 通风设计方案地下厂房要实现自然通风其主要原 理就是要在进出口形成压力差要在进出口形成压 力差有两种方式：一种就是使用通风机械来形成； 另一种就是利用大气压力差，常见的利用大气压力 差的例子就是我们常见的烟囱效应显然，要实现 地下厂房的自然通风，就是要利用大气压力差我 们知道大气压力随海拔高度的增加，近似地按线性 规律下降，用公式表示为： B =0.0857（hj-hc）(mmHg) 式中 B ——进、 出风口的大气压力差 （mmHg） ; hj——进风口高程（m） ； hc——出风口高程（m） 根据上述原理，黑白水三级电站地下厂房实现 自然通风，其关键就是布置一个通风井，利用通风 井出口的高程与电站运输洞，母线洞，尾水闸门洞 等洞室进口高程差由此高程差产生的大气压力差 克服空气流动产生的阻力，只要大气压力差大于风 道阻力，那么自然通风就有可能形成 黑白水三级电站地下厂房自然通风布置就是利用进口高程在 1400m 附近的交通洞、母线出线洞、 尾水闸门运输洞、枯水期的无压尾水洞兼作地下厂 房的进风洞在主副厂房内侧端头设有一直径为 2.5m、出口高程为 1467.5m 的排风斜井（见图 1） 。

主厂房通风： 新鲜空气由 160m 长， 洞径为 4.5m ×5m(宽×高)的设备运输洞进入，与周围岩壁发生 热交换而降温，纵向穿过发电机层，吸收了热负荷 的空气经吊顶的孔洞和端头的百叶窗进入顶拱，从 排风斜井排出洞外水轮机层靠两端头的楼梯通道 进风经侧墙排风管进入防潮夹层，通向顶拱，排到 排风斜井 副厂房通风：新鲜空气经尾水闸门运输洞进入 副厂房段，经过副厂房各室后由预留孔排到防潮夹 层进入排风斜井 通风设计计算：黑白水三级电站地下厂房排风 井口高程为 1467.5m，进风口高程为 1400.00m，则 进出口压力差为： B = 0.0857(1400.00-1467.50) = -5.785(mmHg) = -78.71(mmH2O) 电站各进风洞面积总和较大，进风风速很小， 进风洞的摩擦阻力就很小，计算时忽略设计时主 要以排风斜井的摩擦阻力为限制条件出风斜井直 径为 2.5m，长 95m，风道为圆形混凝土衬护为减 少摩擦阻力，内壁刷油漆圆形混凝土风道的摩擦 阻力用下式计算：Rhy = 0.00168(V1.98/D 1.25) (mmH 2O) 作者简介：谭乃元(1962－)，男， 云南永胜人，高级工程师.地下洞室自然通风设计的探索与实践 2005年第1期 ·49·地下厂房的通风量按每小时为 31200m3设计， 则通风斜井要满足通风量要求的风道流速为不小 于 2.0m/s，当风道流速为 2.0m/s 时，则出风斜井 的沿程摩擦阻力为： Hm =RhyL =0.0168(21.98/2.51.25)×95=0.20(mmH 2O) 从计算知， 地下厂房进风口和出风口之间的大气压 力差远大于风道的摩擦阻力，其自然通风的条件成立。

进风进风进风排风金沙江副厂房主厂房尾水闸门室母线洞运输洞排风洞尾水洞尾水闸门井尾水闸门运输洞图 1 黑白水三级电站地下厂房自然通风设计示意图 其通风方案确定后，各通风洞就结合水工布置 自然形成，仅仅就只是将初步设计时设在厂房外端 的通风斜井移至厂房内端使其与交通洞形成于一穿过主副厂房的连续通道 按照拟定的通风方案，施工时首先开挖主厂房 导洞和通风斜井，在主副厂房的整个施工过程中， 通风斜井就充分发挥了作用从实际情况看，电站 施工期间，特别是地下厂房喷锚支护灰尘较大时， 厂房内部没有增加任何机械通风设备，其排风斜井 的排风效果良好电站投产运行后，经测试，夏季 在外界无风条件下，排风斜井的排风风速约为 2.5～3.0m/s，相当于 44000m3/h～52000 m3/h 通风量冬季排风斜井的排风风速约为 3.0m/s当有金 沙江的顺河风时，其顺江布置的运输洞和母线出线 洞就形成良好的通道，厂房内通风条件更好电站 投产以来的通风状况表明，黑白水三级电站地下厂 房自然通风效果良好 通过黑白水三级电站地下厂房自然通风设计的 实践证明， 地下洞室采用自然通风方案是一项经济效 益，环境效益良好的设计方案。

它既可以节约设备投 资，无需长期的运行费用，节约了能源，又减少了通 风机械设备的噪声污染 笔者认为地下洞室的自然通 风在不断的总结和实践中将具有良好的推广前景 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? （上接第42页） 7 不懈努力与争取外援 境外施工的工程款被拖欠，生产施工场所常被停 电，竟连日常生活费用都得赊账，艰苦奋斗的程度可 想而知但越是艰苦，越能考验人，越能体现一个集 体的拼搏精神我司领导在半年内30多次与老挝交通 部、财政部交涉，10多次拜会老挝国家主席、老挝总 理，向相关方递交了几十封付款申请信……通过不懈 的艰苦努力，争取到了老挝政府许多官员的同情和理 解与此同时，我司恳请中国驻老挝大使馆出面证明 我司是国家一级施工企业， 为2号路工程的承包商改为 “广东省建工集团水电三局老挝工程有限公司”铺平 了道路在谈判最关键时刻，大使馆商务处领导出面 对老挝方晓之以法，明之以律，为解决工程款等问题 做了巨大的努力。

8 履行合同兑现承诺 2号路工程补充合同签订后，双方开始履行合同 的约定，在不断兑现承诺我司通过周密组织，科学安排，精心施工，各个工作面全面铺开，掀起了施工 高潮，工程进度神速，工程质量更优，提前6个月完 成合同工程，质量达到国际先进标准这与《国务院 办公厅关于切实解决建设领域拖欠工程款问题的通 知》(国办发［2003］94号) 十分吻合：“要严格按 照合同加强工程质量、 工期等管理， 防止因工程质量、 工期问题造成拖欠工程款纠纷” 我司在2号路工程 施工中，高水平的管理，高速度的进度，高标准的质 量，受到了老挝国家主席、总理、交通部、财政部等 领导的高度赞扬鉴于我司在万象市2号路工程建设 中的突出表现，2004年3月17日，老挝政府授予广东 省水利水电第三工程局“国家一级劳动奖章”(最高 级)老挝交通运输邮政部授予万象市2号路工程“优 良样板工程”陈图钧、周志刚、钟贤香、刘国新、 黄韬、李宝中、李玉平、林利青8名工程管理人员被 评为老挝“建筑业优秀项目经理” 这是我司用非诉讼手段追讨境外工程款的一次 成功实践， 不但确保了合同的履行和所欠工程款的到 位，还维护了国格和民族尊严，也为今后拓展境外市 场和追讨境外拖欠的工程款积累了宝贵经验。