淺析中小型水電站建筑施工設(shè)計(jì)及方案選擇

鄭博

摘? ?要：在水電站工程施工過程中，主體建筑的形式、位置等設(shè)計(jì)在整個(gè)水電站建設(shè)中占據(jù)重要地位。文章主要論述了水電站廠房的建筑設(shè)計(jì)，分析了廠房設(shè)計(jì)的原則和特點(diǎn)，并提出了對水電站廠房建筑設(shè)計(jì)的一些探討。

關(guān)鍵詞：中小型水電站;建筑施工設(shè)計(jì);方案選擇

廠房設(shè)計(jì)是建筑的基礎(chǔ)，伴隨經(jīng)濟(jì)的飛速增長，工業(yè)化廠房的建設(shè)也不斷推陳出新。水電站廠房屬于工業(yè)化廠房的范疇，其具有一般民用建筑的基本要求，也具有現(xiàn)代化工業(yè)化廠房的某些特定要求，具體在建筑的構(gòu)造、布局、建筑水平等方面對其建造的工藝性有差異化的要求。和其他工業(yè)化建筑相較而言，水電站廠房的設(shè)計(jì)也同樣應(yīng)該走可持續(xù)發(fā)展的建筑設(shè)計(jì)道路，廠房內(nèi)外設(shè)計(jì)要秉持技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合宜的設(shè)計(jì)理念。

1? ? 廠房的劃分

1.1? 空間劃分

（1）主廠房：一般會(huì)用來放置水電站的核心動(dòng)能設(shè)施和一些附加設(shè)施裝配間等。（2）副廠房：一般用來設(shè)置主廠房中核心動(dòng)能機(jī)組的控制設(shè)施、電氣和輔助設(shè)施等，是水電站具體運(yùn)行的工作和控制區(qū)域。（3）變壓場地：設(shè)置主要變壓器機(jī)組的場地。水電廠產(chǎn)生的電力需要經(jīng)過變壓后才能輸送進(jìn)入電網(wǎng)。（4）高壓廠：主要設(shè)置高壓變電開關(guān)和其他系列保險(xiǎn)設(shè)備的場地，高壓輸電線由此送往用戶。

廠房設(shè)施中還應(yīng)該包括：進(jìn)水和出水通道，還有連通上述4個(gè)核心區(qū)域及外界的基本交通線路等，共同被稱為廠區(qū)樞紐。

1.2? 結(jié)構(gòu)劃分

（1）按平面結(jié)構(gòu)劃分：一般分為主機(jī)室和安裝室。主機(jī)室是運(yùn)營管理的主要場地，一般用來放設(shè)水輪發(fā)電機(jī)組設(shè)備和一些輔助附加設(shè)施等。安裝室一般用來檢修、維護(hù)、拆卸設(shè)備等。（2）按垂直平面劃分：主要分為上部和下部空間。上部結(jié)構(gòu)主要是結(jié)構(gòu)設(shè)施如橫梁、龍吊、起重設(shè)備等;廠房的下部設(shè)施主要是混凝構(gòu)造的基礎(chǔ)場地。

2? ? 水電站廠區(qū)建筑設(shè)計(jì)要求

水電站廠房的眾多設(shè)備的具體目的是將水流通過工程方法導(dǎo)入水輪機(jī)組中，將水能轉(zhuǎn)換成可供用戶使用的標(biāo)準(zhǔn)電能，此外還需要合理地規(guī)劃各個(gè)設(shè)備及其廠區(qū)建筑的布局空間，使其合理、高效，為廠區(qū)工作人員營造良好的工作和生活空間。因此，水電站廠房的設(shè)計(jì)和施工需要協(xié)同設(shè)備安裝和具體施工人員協(xié)同合作，制定合適的施工方案計(jì)劃。

水電站廠房一般可以按照具體的用途和設(shè)計(jì)要求分為兩種或者3個(gè)階段。通常普通的小型或者中型水電站設(shè)計(jì)大多分為初步和施工詳圖設(shè)計(jì)兩個(gè)階段，而一些大型或者復(fù)雜的水電廠需要按照初步、技術(shù)、施工詳圖3個(gè)階段進(jìn)行建造設(shè)計(jì)。

2.1? 初步設(shè)計(jì)

初步設(shè)計(jì)是在可行性研究之后進(jìn)行的，是為了進(jìn)一步認(rèn)證項(xiàng)目的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的可行與合理，一般主要涵蓋以下方面。

（1）初步設(shè)計(jì)通常需要闡述各種設(shè)計(jì)方案中關(guān)于廠區(qū)具體建設(shè)及廠區(qū)周邊站點(diǎn)布置的地形地貌、預(yù)計(jì)工程施工量、施工條件、基本建筑費(fèi)用估計(jì)等。進(jìn)一步比較不同方案的優(yōu)劣勢，選定預(yù)計(jì)方案并對其進(jìn)行具體論證。（2）主廠和副廠建筑的具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)擬定，廠區(qū)結(jié)構(gòu)的承載能力和地質(zhì)水平的計(jì)算。（3）進(jìn)水建筑的結(jié)構(gòu)型式、輪機(jī)尺寸、閥門結(jié)構(gòu)、具體布置等。尾水建筑物的壓力計(jì)算以及提出尾水渠和下游河床的防護(hù)和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)計(jì)劃等。（4）開關(guān)還有變壓場地的具體設(shè)計(jì)等。

2.2? 技術(shù)設(shè)計(jì)

技術(shù)設(shè)計(jì)是初步設(shè)計(jì)確定以后在具體技術(shù)角度進(jìn)一步論證進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括各個(gè)廠區(qū)建筑的具體設(shè)計(jì)尺寸，編寫具體的設(shè)計(jì)大綱、確定建筑物的計(jì)算要求并進(jìn)行廠區(qū)建筑以及設(shè)備的具體尺寸和精度設(shè)計(jì)。為之后的具體施工和編制預(yù)算提供更翔實(shí)的工程量方案，具體需要提供技術(shù)論證階段的技術(shù)設(shè)計(jì)書、專題報(bào)告等文本資料。

2.3? 施工圖設(shè)計(jì)

施工圖設(shè)計(jì)為工程設(shè)計(jì)的一個(gè)階段，在初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)兩階段之后。這一階段主要通過圖紙，把設(shè)計(jì)者的意圖和全部設(shè)計(jì)結(jié)果表達(dá)出來，作為施工制作的依據(jù)，是設(shè)計(jì)和施工工作的橋梁。

3? ? 對水電站廠房建設(shè)的建議

水電站廠房作為工業(yè)廠房，具體的建設(shè)要根據(jù)實(shí)際的建設(shè)過程、性能要求、環(huán)境條件、建筑材料和技術(shù)等多種因素。再根據(jù)相應(yīng)的工藝流程和具體設(shè)備要求來組織生產(chǎn)，同時(shí)水電廠廠房的設(shè)計(jì)也具備一般廠房的共性，在建筑材料、建造技術(shù)等方面大部分相近，但由于水電站廠房所需要具備的具體性能要求不同，這些都是建筑的布局、結(jié)構(gòu)具體施工等方面考慮的重要因素，因此，在水電站廠房的具體設(shè)計(jì)中需要考慮以下因素：

（1）結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需要。水電站建筑必須要滿足水電站發(fā)電的一系列具體要求，需要合理設(shè)計(jì)，充分考慮，為電站員工的工作生活需要營造良好的環(huán)境，此舉有利于提高電廠的生產(chǎn)效率。

（2）嚴(yán)格保障水電站廠房建設(shè)的工程質(zhì)量。水電站廠房建筑的生產(chǎn)差別很大，水電站的設(shè)備也都是大型化、重型化程度較高，而且設(shè)備維修更換不易，因此對工程建筑的使用壽命和性能要求較高。此外有些場地還需要滿足較高的密封性、冷熱變形低等要求，對建筑的設(shè)計(jì)、建造水平等方面均有較高要求。

（3）水電站廠房的實(shí)際使用中經(jīng)常會(huì)使用大型設(shè)備和起重裝置等，因此要求建筑具有較大的使用空間、較好的采光效果和給排水能力等，比普通民用建筑的建設(shè)復(fù)雜很多，建設(shè)要求的技術(shù)水平也較高。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國已經(jīng)形成了一套成熟的工業(yè)制造體系，隨著建造水平和建筑性能要求的不斷進(jìn)步和提高，我國在工業(yè)化建筑的建筑過程中，逐漸形成了以堅(jiān)固耐用、精簡節(jié)約、設(shè)計(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)為設(shè)計(jì)原則的設(shè)計(jì)要求。

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