水電站出線豎井結構外水壓力計算分析

張曉昕，陳鵬，谷金操，胡正凱

（中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江 杭州 311122）

水電是重要的可再生能源，目前我國水電裝機總量近3.0億kW·h，居世界第一，近年來越來越多的中資水電企業走向國際市場，國外結構工程師、監理工程師在相關結構設計理念上與國內設計人員存在不少分歧。在國際水電工程設計中，采用國外結構、監理工程師所認同的手段，解決工程實際問題是極其重要的，有時候甚至可以有效地推進項目的實施。

豎井式洞室邊界條件模擬是相關數值計算中很重要的部分，文中以烏干達Karuma水電站出線豎井結構為研究對象，采用ANSYS有限元計算軟件對不同邊界條件模擬情況下的出線豎井結構，受外水作用下的受力變形進行計算分析，并總結相關經驗，為類似工程設計提供相應的參考意見。

1 工程概況及設計背景

烏干達卡魯瑪水電站(Karuma Hydropower Project)位于烏干達境內西北部卡魯瑪村附近,距離首都坎帕拉270 km，是烏干達在建的最大水電站。該電站總裝機為600 MW，單機容量為100 MW，共6臺機組，年平均發電量約43.09億kW·h，電站采用的開發方式為首部開發，整個樞紐有重力式混凝土攔河大壩、引水系統和地下發電廠房組成。出線豎井結構地面高程以下共計109.95 m，上部38 m段襯砌厚度1.0 m，下部72 m段襯砌厚度0.5 m。內部樓板及樓梯為預制結構。

烏干達Karuma水電站為國外工程，外國監理工程師對結構設計要求更偏于保守，對結構設計提出必須考慮外水作用和圍巖與襯砌脫開的要求，并只認同有限元軟件計算結果?！?br>