压力水管

一、压力水管的功用与要求

　　压力水管是指从水库或水电站平水建筑物(压力前池或调压室)向水轮机输送水量的管道。它是水电站的重要组成部分，其特点是坡度陡，内水压力大，靠近厂房，且承受水击的动水压力，故又称为高压管道或高压水管。

　　 压力水管的功用是输送水能。由于内水压力大，运行中可能爆裂，承受外压时则可能失稳。管道失事将危及厂房，因此要求压力水管的布置应适应所处地形地质条件，尽量缩短长度，降低水击压力，减小水头损失，与水库、前池、调压室及厂房应妥善连接，提高水电站运行的经济性。

    二、压力水管的结构型式与适用条件

　　按结构、材料、管道布置及周围介质的不同，压力水管的结构型式也不同。

　　(一)坝体压力管道

　　堤坝式水电站厂房紧靠坝体布置，压力管道穿过坝身成为坝体压力管道。根据布置型式不同，有以下两种结构型式。

　　1．坝内埋管

　　埋设在坝体混凝土中的压力管道称为坝内埋管，常采用钢管，布置型式有：

　　(1)斜式，如图8—1所示。这种布置型式，进水口高程较高，上部管道内水压力小；管道轴线可平行于大坝主应力线，降低孔口应力，减少钢管周围钢筋用量；进口闸门及启闭设备的造价较低，运行管理方便。缺点是转弯多，用钢量较大。常用于坝后式水电站。

　　(2)平式，如图8—2所示。这种布置型式进水口高程较低，进口闸门承受的水头较高，闸门结构复杂，压力管道内水压力较大；但管线短，转弯少，水头损失和水击压力均较小。常用于混凝土薄拱坝、支墩坝及较低的重力坝坝后式水电站。

　　(3)竖井式，如图8-3所示。当进水口与厂房水平距离近而垂直高差大时，宜采用此布置型式。此时，管道长度短，但弯管段弯曲半径小，水头损失大，管道孔洞对坝体应力影响较大。常用于坝内式和地下式厂房的水电站。

　　2．坝后背管

　　坝内埋管的安装与大坝施工干扰较大，且影响坝体强度。为此，可使钢管穿过上部坝体后布置在下游坝坡上，成为坝后背管，如图8-4所示。这样布置的管道较布置在坝内时稍长，且管壁要承受全部内水压力，壁厚较大，用钢量多。常用于宽缝重力坝、支墩坝及薄拱坝的坝后式水电站。

　　(二)地面压力管道

　　引水式地面厂房的压力管道通常沿山坡脊线露天敷设成地面压力管道，称为明管，又称露天式压力水管。无压引水式水电站多采用此种结构型式，如图8-5所示。

　　根据管道材料不同，常有以下两种。

　　1．钢管

　　钢管一般为钢板焊接而成。它具有强度高、抗渗性能好等优点，广泛应用于中高水头水电站和坝后式水电站。其适用水头范围可由数十米至几千米。高水头、小流量、直径在1m以下的地面压力管道可采用无缝钢管，但造价较高。

　　钢管所用钢材的性能必须符合现行国家标准，钢管的主要受力构件应使用镇静钢。钢种宜用A3、16Mn和15MnV或15MnTi等低合金钢，但目前最常用的是A3、16Mn钢种。

　　2．钢筋混凝土管

　　钢筋混凝土管造价低，经久耐用，可就地制造，能承受较大外压，但管壁承受拉应力的能力较差。钢筋混凝土管可分为普通钢筋混凝土管、预应力和自应力钢筋混凝土管、钢丝。 

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