CN112982483A - 一种地下泵站高转速机组抗振结构的施工方法 - Google Patents

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吴奎
阎培林
徐爱忠
王勇
刘勇
陆冬生
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

本发明公开了一种地下泵站高转速机组抗振结构的施工方法，包括以下步骤：S1：在地下泵站厂房开挖时，在地下泵站厂房的上游侧边墙和下游侧边墙外侧的岩壁上，从进水管/出水管的顶部开始延伸到电动机层楼板位置开挖抗振槽；S2：在抗振槽表面喷设混凝土，在抗振槽内安装系统锚杆，系统锚杆一端锚入厂房岩壁内，另一端弯折与边墙钢筋绑扎或焊接；S3：抗振槽与厂房上下游侧边墙同时浇筑混凝土，将围岩和地下泵站厂房结构结合为一体。采用本发明的方法可有效提高围岩和厂房结构的整体性，通过增加厂房结构自振频率，加大与高转速机组转动频率的错开度，从而避开共振区域，保证了地下泵站厂房结构的抗振安全。

Description

一种地下泵站高转速机组抗振结构的施工方法
技术领域
本发明涉及地下工程技术领域，尤其是一种地下泵站高转速机组抗振结构的施工方法。
背景技术
地下泵站厂房结构是承受机组动荷载的主体结构，结构体型复杂。当厂房结构自振频率f自与机组转动频率f转错开度不足(|(f自-f转)/f自|≤20％)时，可能产生共振。
对于高转速水泵机组，机组转动频率与厂房结构自振频率往往错开度不足。为承受机组振动荷载，厂房结构体系必须具有足够的整体抗振刚度。一般而言，不会通过削弱厂房结构去避开共振区域，而是通过采取一定的工程措施提高厂房结构整体刚度，加大厂房结构自振频率，以满足机组转动频率与厂房结构自振频率错开度要求，从而保证厂房结构抗振安全。
目前已建和在建的水电站地下厂房，普遍通过在厂房上下游边墙楼板顶面及底部设置附加锚杆来达到一定的抗振效果。附加锚杆直锚入楼板混凝土结构内，即通过附加锚杆将厂房围岩和边墙混凝土相结合，以提高厂房围岩与混凝土结构的整体性，但结合程度无法定量计算。
对于高转速机组(600rpm以上)而言，厂房结构与机组共振问题较为突出。这就要求厂房围岩提供的法向约束和沿机组纵轴方向的切向约束必须得到可靠的保证，需要定量计算出围岩对厂房提供的约束力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种地下泵站高转速机组抗振结构的施工方法，使围岩的法向约束和沿厂房纵轴方向的约束有效可靠，切实提高厂房结构和围岩的整体性。当厂房结构自振频率与机组转动频率错开度不足时，通过提高厂房结构自振频率，有效避开共振区域。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种地下泵站高转速机组抗振结构的施工方法，包括以下步骤：
S1：在地下泵站厂房开挖时，在地下泵站厂房的上游侧边墙和下游侧边墙外侧的岩壁上，从进水管/出水管的顶部开始延伸到电动机层楼板位置开挖抗振槽；
S2：在抗振槽表面喷设混凝土，在抗振槽内安装系统锚杆，系统锚杆一端锚入厂房岩壁内，另一端弯折与边墙钢筋绑扎或焊接；
S3：抗振槽与厂房上下游侧边墙同时浇筑混凝土，将围岩和地下泵站厂房结构结合为一体。
所述抗振槽的宽度至少1.0m，深度至少0.5m。
所述地下泵站厂房中的每台高转速机组对应设置一对抗振槽。
本发明的有益效果是：抗振槽的开挖施工方便，对工期无影响。抗振槽的设置可增加围岩沿厂房纵轴方向的约束力，抗振槽内系统锚杆的设置可增加围岩法向约束力，形成的抗振结构将围岩和厂房结构有效结合为一体，提高了厂房结构和围岩的整体性。通过提高厂房结构自振频率，避开共振区域，为地下洞室结构抗振安全提供有力保障，可广泛应用于需要提高结构自振频率和整体抗振刚度的地下厂房工程。
附图说明
图1是采用本发明的地下泵站高转速机组抗振结构的施工方法形成的抗振结构立面图；
图2是采用本发明的地下泵站高转速机组抗振结构的施工方法形成的抗振结构平面图。
图中：1---抗振槽；2---系统锚杆；3——边墙钢筋。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1、2所示，本发明的地下泵站高转速机组抗振结构的施工方法，包括以下步骤：
S1：在地下泵站厂房开挖时，在地下泵站厂房的上游侧边墙和下游侧边墙外侧的岩壁上，从进水管/出水管的顶部开始延伸到电动机层楼板位置开挖抗振槽；
S2：在抗振槽表面喷设混凝土，在抗振槽内安装系统锚杆，系统锚杆一端锚入厂房岩壁内，另一端弯折与边墙钢筋绑扎或焊接；
S3：抗振槽与厂房上下游侧边墙同时浇筑混凝土，将围岩和地下泵站厂房结构结合为一体。
所述抗振槽的宽度至少1.0m，深度至少0.5m。
所述地下泵站厂房中的每台高转速机组对应设置一对抗振槽。
本发明方法形成的抗振结构，对系统锚杆2的材料、长度和间距不做限定。
本发明有效增强围岩在法向和机组纵轴方向的约束力，提高厂房结构整体性及抗振刚度，通过提高厂房结构自振频率，避开厂房结构与高转速机组的共振区域，为地下洞室结构抗振安全提供有力保障。
下面以采用了本发明技术方案的某工程地下泵站厂房新型抗振结构为例，进一步说明：
某工程两期水泵额定转速分别为750r/min和600r/min，机组额定转动频率分别为12.5Hz和10Hz。不设置抗振槽，只考虑围岩法向约束时，厂房结构自振频率约10Hz，共振问题较为突出。为使厂房结构自振频率与机组额定转动频率有足够的错开度，采用了本发明的地下泵站高转速机组抗振结构，实现该结构的施工方法如下。
在地下泵站厂房开挖时，在地下泵站厂房的上游侧边墙和下游侧边墙外侧的岩壁上，从进水管/出水管的顶部开始延伸到电动机层楼板位置开挖抗振槽，抗振槽深度0.5m，宽度1m，高度约14m～10m(电动机层至水泵层、水泵夹层)。在抗振槽表面喷设混凝土，厚15cm，在抗振槽内安装系统锚杆，系统锚杆一端锚入厂房岩壁内，另一端弯折与边墙钢筋绑扎或焊接。抗振槽与厂房上下游侧边墙同时浇筑混凝土，将围岩和地下泵站厂房结构结合为一体。
抗振槽的开挖施工方便，对工期无影响。抗振槽的设置可增加围岩沿厂房纵轴方向的约束力，抗振槽内系统锚杆的设置可增加围岩法向约束力，该抗振结构将围岩和厂房结构有效结合为一体，提高了厂房结构和围岩的整体性。通过提高厂房结构自振频率，避开共振区域，为地下洞室结构抗振安全提供有力保障，可广泛应用于需要提高结构自振频率和整体抗振刚度的地下厂房工程。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容，并在不付出创造性劳动的前提下能够据以实施。不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (3)

1.一种地下泵站高转速机组抗振结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在地下泵站厂房开挖时，在地下泵站厂房的上游侧边墙和下游侧边墙外侧的岩壁上，从进水管/出水管的顶部开始延伸到电动机层楼板位置开挖抗振槽；
S2：在抗振槽表面喷设混凝土，在抗振槽内安装系统锚杆，系统锚杆一端锚入厂房岩壁内，另一端弯折与边墙钢筋绑扎或焊接；
S3：抗振槽与厂房上下游侧边墙同时浇筑混凝土，将围岩和地下泵站厂房结构结合为一体。
2.根据权利要求1所述地下泵站高转速机组抗振结构的施工方法，其特征在于，所述抗振槽的宽度至少1.0m，深度至少0.5m。
3.根据权利要求1所述地下泵站高转速机组抗振结构的施工方法，其特征在于，所述地下泵站厂房中的每台高转速机组对应设置一对抗振槽。
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