影響氣墊式控壓室位置選擇的幾個(gè)控制條件

　　挪威已建的10座氣墊式調(diào)壓室設(shè)計(jì)一般遵循不襯砌隧洞的有關(guān)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，中國(guó)已建的自一里水電站、小天都水電站及在建的木座水電站3座氣墊式調(diào)壓室，對(duì)其布置設(shè)計(jì)是仁者見(jiàn)仁、智者見(jiàn)智。事實(shí)上，合理進(jìn)行氣墊式調(diào)壓室的布置設(shè)計(jì)，對(duì)保證氣室及水幕的安全、可靠及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有十分重要的意義。文章通過(guò)挪威9個(gè)工程(Engineering)及中國(guó)3個(gè)工程共12座氣墊式調(diào)壓室布置設(shè)計(jì)的資料，論述并總結(jié)了影響氣墊式調(diào)壓室位置選擇的控制（control)條件、氣墊式調(diào)壓室與水道立面布置的關(guān)系、交通檢修洞、空壓機(jī)室等附屬洞室的布置、氣室形狀及水幕布置設(shè)計(jì)等方面網(wǎng)站內(nèi)容，希望能夠和該方面的專家們一起探討。
　　1影響氣墊式調(diào)壓室位置選擇的幾個(gè)控制（control)條件
　　1. 1地應(yīng)力條件地應(yīng)力條件是氣墊式調(diào)壓室位置比選時(shí)必須滿足的必要條件，一般稱之為最小主應(yīng)力準(zhǔn)則，即最小主地應(yīng)力應(yīng)大于氣墊式調(diào)壓室的最大內(nèi)水壓（特指：壓強(qiáng)）力和最大氣體壓力，更確切的說(shuō)，應(yīng)是巖石中節(jié)理內(nèi)的法向壓力大于調(diào)壓室內(nèi)(indoor)最大氣壓和水壓力。
　　問(wèn)題的關(guān)鍵在于最大內(nèi)水壓力(pressure)或最大氣體壓力的代表值是按動(dòng)水壓力或動(dòng)態(tài)下的最大氣壓考慮，還是采用靜態(tài)工況下的對(duì)應(yīng)值。有的認(rèn)為最小主應(yīng)力應(yīng)按大于最大動(dòng)水壓力或動(dòng)態(tài)氣體壓力考慮，并留有
　　1. 4～
　　1. 6倍的安全(security)系數(shù)。通過(guò)研究挪威數(shù)個(gè)工程的資料后認(rèn)為，上述的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)是不合適的，甚至是不正確的。這樣做的結(jié)果，過(guò)于嚴(yán)格地限制了調(diào)壓室位置的可選范圍，同時(shí)有可能使位置選擇在距離不利構(gòu)造附近的地方，對(duì)調(diào)壓室的安全運(yùn)行帶來(lái)不利影響，如木座氣墊式調(diào)壓室的專題設(shè)計(jì)。
　　挪威經(jīng)驗(yàn)（experience)準(zhǔn)則是最小主應(yīng)力應(yīng)大于正常運(yùn)行條件下的最大靜內(nèi)水壓力或相應(yīng)的最大氣體壓力，同時(shí)考慮不小于
　　1. 2的安全系數(shù)。其理由是氣墊式調(diào)壓室的調(diào)保計(jì)算成果應(yīng)保證最大動(dòng)水壓力或相應(yīng)氣體壓力不超過(guò)正常運(yùn)行情況下的15%～20%.根據(jù)中國(guó)的實(shí)際情況，最小主應(yīng)力準(zhǔn)則可明確為最小主地應(yīng)力不小于最大動(dòng)水壓力或相應(yīng)氣體壓力，但最大動(dòng)水壓力的取值應(yīng)考慮到水力學(xué)計(jì)算和實(shí)際運(yùn)行之間的可能誤差。因?yàn)閯?dòng)水壓力情況的持續(xù)時(shí)間短暫，即使最小主地應(yīng)力瞬間小于最大動(dòng)態(tài)氣壓或水幕壓力亦不會(huì)出現(xiàn)氣壓或水力劈裂，水幕的最大壓力按氣室最大動(dòng)態(tài)氣壓設(shè)計(jì)應(yīng)是合適的。
　　對(duì)地應(yīng)力的測(cè)試應(yīng)以水力致裂法為準(zhǔn)，它比解除應(yīng)力法等更接近壓力(pressure)隧洞的實(shí)際工作情況，以及更具有大比尺巖體試驗(yàn)的有效性。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)是回轉(zhuǎn)式連續(xù)氣流壓縮機(jī)，在其中高速旋轉(zhuǎn)的葉片使通過(guò)它的氣體加速，從而將速度能轉(zhuǎn)化為壓力。這種轉(zhuǎn)化部分發(fā)生在旋轉(zhuǎn)葉片上，部分發(fā)生在固定的擴(kuò)壓器或回流器擋板上。對(duì)地應(yīng)力的取值應(yīng)有一個(gè)整體范圍(fàn wéi)的概念，而不應(yīng)局限在氣墊式調(diào)壓室所處的局部位置。在局部地應(yīng)力條件不能滿足地應(yīng)力準(zhǔn)則時(shí)，通過(guò)(tōng guò)實(shí)測(cè)值對(duì)地應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行三維有限元回歸分析，合理確定最小主應(yīng)力值。
　　托帕電站調(diào)壓室內(nèi)的最大靜態(tài)空氣壓力為
　　4. 4 M Pa，水幕設(shè)計(jì)的壓力為
　　4. 9M Pa，較調(diào)壓室空氣壓力有0. 5M Pa的超壓。工程總計(jì)進(jìn)行了5組35個(gè)水力劈裂試驗(yàn)，在靠近廠房及與之相連的隧洞系統(tǒng)處進(jìn)行了A和B組測(cè)試，這2組測(cè)得的承壓水壓力為
　　5. 2～
　　11. 9M Pa.在氣墊調(diào)壓室上游洞中進(jìn)行的C組試驗(yàn)，其測(cè)定結(jié)果用來(lái)作為氣墊式和水幕設(shè)計(jì)的依據(jù)，這組試驗(yàn)的承壓水壓力為
　　4. 3～
　　7. 3M Pa，最低壓力值為
　　4. 3M Pa，小于最大靜態(tài)空氣壓力。在調(diào)壓室隧洞中進(jìn)行了D組試驗(yàn)。雖然在很長(zhǎng)的試孔中一些測(cè)試失敗，但可信的測(cè)試所得承壓水壓（特指：壓強(qiáng)）力為
　　4. 5～
　　5. 0M Pa.
　　由于測(cè)試所得的局部最小承壓水壓力(pressure)（最小地應(yīng)力）不能滿足大于
　　1. 2倍最大靜態(tài)空氣壓力為414 M Pa的要求，考慮到地應(yīng)力應(yīng)在一定的范圍內(nèi)整體起作用，故綜合各測(cè)點(diǎn)成果，最小主應(yīng)力值按517 M Pa考慮，并作為調(diào)壓室和水幕的設(shè)計(jì)依據(jù)。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合，使兩個(gè)轉(zhuǎn)子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。
　　1. 2地質(zhì)構(gòu)造條件調(diào)壓室位置的選擇應(yīng)十分重視不利地質(zhì)構(gòu)造的影響。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合，使兩個(gè)轉(zhuǎn)子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。一般要求選擇巖石強(qiáng)度高（堅(jiān)硬巖）、巖體較完整、洞室穩(wěn)定性好的位置布置氣墊式調(diào)壓室，避開(kāi)較大的不利地質(zhì)構(gòu)造和巖溶發(fā)育地區(qū)。為使巖體具有較好的抗?jié)B性，圍巖應(yīng)選擇、類圍巖為主，盡量避開(kāi)裂隙發(fā)育的地區(qū)。調(diào)壓室本身部位及其周圍小范圍內(nèi)的巖體質(zhì)量并不必有過(guò)高的要求，但其外圍應(yīng)至少有50～100 m左右完整區(qū)域巖體，以封閉漏氣和漏水。特別是在50 m以內(nèi)范圍內(nèi)，不宜有較大的斷層、節(jié)理破碎帶等不利構(gòu)造，當(dāng)這些構(gòu)造垂直隧洞走向，且傾角較陡時(shí)，條件更為不利。它不僅會(huì)形成漏水、漏氣通道，甚至?xí)驖B水后，結(jié)構(gòu)面的有效應(yīng)(effect)力降低，而造成水力劈裂破壞。
　　1. 3巖體抗?jié)B透條件及地下水位條件（1）巖體的抗?jié)B性巖體滲透性是確定洞壁巖體漏水、漏氣量的重要指標(biāo)，特別是當(dāng)漏氣量較大時(shí)，將直接增加運(yùn)行費(fèi)用，甚至影響氣墊式調(diào)壓室的正常運(yùn)行，而不得不重新進(jìn)行防滲加固處理(chǔ lǐ)或增加水幕措施。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)是回轉(zhuǎn)式連續(xù)氣流壓縮機(jī)，在其中高速旋轉(zhuǎn)的葉片使通過(guò)它的氣體加速，從而將速度能轉(zhuǎn)化為壓力。這種轉(zhuǎn)化部分發(fā)生在旋轉(zhuǎn)葉片上，部分發(fā)生在固定的擴(kuò)壓器或回流器擋板上。應(yīng)盡可能選擇透水性微弱的巖體進(jìn)行氣墊式調(diào)壓室布置，中國(guó)幾個(gè)氣墊式調(diào)壓室的設(shè)計(jì)，對(duì)洞壁巖體透水率要求小于
　　1. 0 L u的要求，和挪威已建成的工程相比，標(biāo)準(zhǔn)偏低，值得進(jìn)一步探討洞壁透水率的標(biāo)準(zhǔn)。
　　可以看出，大多數(shù)氣墊式調(diào)壓室圍巖的透水率均遠(yuǎn)低于1 L u.Kvillda
　　L、Tafjord兩工程透水率較大，運(yùn)行中漏氣較嚴(yán)重(serious)，補(bǔ)漏處理方案中采取了增設(shè)水幕的措施，O sa氣墊式調(diào)壓室透水率近1 L u，運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生了相對(duì)空壓機(jī)容量而言不可接收的漏氣量，不得不在電站運(yùn)行8個(gè)月后停機(jī)檢修，Torpa滲透系數(shù)較大，地下水位較低，第1次在設(shè)計(jì)中主動(dòng)考慮設(shè)置了水幕。
　　Kvilldal水電廠調(diào)壓室的圍巖孔隙水壓力與空氣壓力比為0. 6， 1981年開(kāi)始運(yùn)行，氣墊壓力4M Pa，運(yùn)行后氣體滲漏(seepage)量達(dá)240 N. m 3 h，產(chǎn)生了不允許的空氣漏失， 1983年設(shè)置一道水幕并投入運(yùn)行后，漏氣現(xiàn)象完全消除。
　　Tafjord電站圍巖孔隙水壓（特指：壓強(qiáng)）力與空氣壓力比也僅為0. 48～0. 56， 1982年開(kāi)始運(yùn)行，調(diào)壓室氣墊壓力在
　　6. 5～
　　7. 77M Pa之間，運(yùn)行當(dāng)年即發(fā)現(xiàn)調(diào)壓室漏氣，漏氣量150 N. m 3 h.盡管比Kvilldal電站小，但電站的空壓設(shè)備有限，難以讓調(diào)壓室有效地工作，所以在1982～1990年間，該電站調(diào)壓室完全充水，形同虛設(shè)。開(kāi)始曾進(jìn)行了灌漿修補(bǔ)工作，但未能湊效，后不得不加設(shè)水幕。
　　O sa電站氣墊式調(diào)壓室，盡管在施工中進(jìn)行了有效的水泥灌漿（guàn jiāng）和化學(xué)灌漿，同時(shí)在洞頂采用噴錨支護(hù)，但運(yùn)行后不久發(fā)生約900 N. m 3 h的漏氣，這與可供使用的空壓機(jī)容量2 320 N. m 3 h相比是不可接收的，因而在電站運(yùn)行8個(gè)月后不得不停機(jī)檢修，漏氣處理用了3個(gè)月時(shí)間。工程包括6 800 m鉆孔，灌入水泥36 t，化學(xué)灌漿5 500 L ，灌漿集中在滲漏嚴(yán)重部位。補(bǔ)漏處理后，漏氣量穩(wěn)定在80 N. m 3 h，盡管這仍是所有運(yùn)行的氣墊式調(diào)壓室中的最高值，但空壓機(jī)可充分適應(yīng)氣墊運(yùn)行的需求。
　　相對(duì)而言，盡管中國(guó)幾座電站的氣墊式調(diào)壓室位于花崗巖等巖石強(qiáng)度（strength)較高的巖體內(nèi)，但由于裂隙及砂巖俘虜體等不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，巖體透水性均遠(yuǎn)高于挪威有關(guān)工程，盡管大部分巖體的透水率小于1L u，達(dá)到了一般防水帷幕的標(biāo)準(zhǔn)，但由于巖體的透氣性可能會(huì)達(dá)到透水性的100倍，對(duì)氣墊式圍巖的灌漿仍是必要的，灌漿的標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)相應(yīng)提高，筆者認(rèn)為至少不應(yīng)大于0. 1 L u.
　?。?）地下水位氣墊式調(diào)壓室位置的選擇應(yīng)考慮到周圍山體的地下水位情況(Condition)。天然(natural)地下水壓力若高于氣墊壓力，在運(yùn)行過(guò)程中，朝向氣墊的地下水壓力梯度是正的，就可以減少甚至避免漏氣，從而可以減少氣墊式的防滲處理工程量及空壓機(jī)的補(bǔ)氣運(yùn)行費(fèi)用。
　　如果擬建氣墊式調(diào)壓室位置的天然地下水位高度，低于最高氣體壓力(pressure)水頭，或者天然地下水情況說(shuō)不清楚，在巖體透水性又較大時(shí)，采取工程措施對(duì)控制氣墊式內(nèi)氣體的滲漏(seepage)是十分必要的。一方面，可以采用固壁灌漿措施，使圍巖的透水率降到0. 1 L u以下甚至更低，這樣的處理方案費(fèi)用(expense)可能較大，只要施工質(zhì)量有一點(diǎn)疏漏，就可能前功盡棄；另一方面，是需要設(shè)置水幕，人為地產(chǎn)生必要的水壓（特指：壓強(qiáng)）力，以解決漏氣問(wèn)題。
　　（3）巖體間水力梯度要求氣墊式調(diào)壓室周圍因施工通道和其他洞室的布置，總會(huì)存在一定的臨空面。臨空面的存在，縮短了高壓水流及氣體的滲透通道長(zhǎng)度，加大了巖體間的水力梯度或氣壓梯度，這對(duì)控制漏氣量是十分不利的，甚至?xí)l(fā)生水力劈裂及氣壓劈裂破壞，應(yīng)盡可能加大滲徑長(zhǎng)度。根據(jù)自一里氣墊調(diào)壓室補(bǔ)漏加固并結(jié)合中國(guó)高壓隧洞設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，水力梯度宜根據(jù)圍巖的完整性和透水性情況取為3～5左右。達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)采用鋼筋混凝土襯砌加固結(jié)灌漿的措施延長(zhǎng)滲徑。
　　1. 4調(diào)節(jié)保證要求氣墊式調(diào)壓室距廠房的最短水平距離應(yīng)不小于高壓不襯砌隧洞對(duì)鋼襯段長(zhǎng)度的要求，這不僅取決于地質(zhì)條件，而且取決于水頭、廠房規(guī)模和方位，按挪威經(jīng)驗(yàn)（experience)，一般取靜水頭12%～20%.在已建、在建工程中， Tafjord電站氣墊式調(diào)壓室距離廠房最近，距水輪機(jī)的距離僅為150 m ，其他大部分為350～680 m ，有3個(gè)工程超過(guò)1 000 m ，已建的最大值為1 300 m.
　　氣墊式調(diào)壓室應(yīng)盡可能的距離水輪機(jī)近一些，以提高調(diào)保效果，但最小距離應(yīng)考慮到廠房的布置和失事后對(duì)廠房安全的影響，并保證抗?jié)B安全的要求。最大極限的距離應(yīng)根據(jù)調(diào)保計(jì)算來(lái)確定。
　　2氣墊式調(diào)壓室位置與水道立面布置的關(guān)系在采用氣墊式調(diào)壓室方案時(shí)，引水隧洞一般采用緩坡布置（俗稱一坡到底）較為合理經(jīng)濟(jì)。這種布置方案，省掉了常規(guī)調(diào)壓室方案下游（比喻落后的地位)引水道上很長(zhǎng)的高壓豎井或斜井，使隧洞埋深增加，更有利于采用不襯砌隧洞，減少隧洞襯砌工程量；同時(shí)調(diào)壓室可以盡量靠近廠房布置，對(duì)水擊波的反射有利，可減少水擊壓力、增加機(jī)組(unit)的穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒(méi)有變動(dòng))性，對(duì)電站運(yùn)行有利；另一方面，隧洞縱坡基本可和沿河公路一致，大大縮短了常規(guī)調(diào)壓室方案因施工調(diào)壓室和低壓段隧洞所需的上山公路，極大程度減輕甚至避免了對(duì)環(huán)境破壞(vandalism)的不利影響，使一些制約水電工程建設(shè)的敏感問(wèn)題(Emerson)得到了解決。
　　但受設(shè)計(jì)(design)經(jīng)驗(yàn)和建設(shè)技術(shù)的限制，以及考慮到圍巖質(zhì)量、地應(yīng)力條件、施工交通條件等方面的要求，也不乏采用緩坡段隧洞及其后接壓力斜井或豎井的布置方式，特別是在一個(gè)國(guó)家(country)早期建設(shè)的高水頭電站時(shí)。
　　自一里水電站為四川涪江支流火溪河的第2個(gè)梯級(jí)電站，位于水牛家水電站下游，約10 km引水隧洞和地下廠房位于火溪河右岸。電站裝機(jī)2臺(tái)，總裝機(jī)容量130MW.電站最大水頭47
　　4. 14m ，最小水頭43
　　9. 95 m ，最大發(fā)電引用流量3
　　3. 16 m 3 s.
　　自一里氣墊式調(diào)壓室為中國(guó)第1個(gè)研究應(yīng)用的氣墊式調(diào)壓室，考慮到引水隧洞若采用“一坡到底”的布置方式，隧洞80%左右為高壓洞段，相應(yīng)的氣墊式調(diào)壓室最大氣壓將超過(guò)500 m ，另外，長(zhǎng)高壓隧洞沿線地質(zhì)情況不明朗，施工和將來(lái)電站運(yùn)行中不可預(yù)見(jiàn)的因素較多，且工程工期緊張，各施工支洞不宜做大的調(diào)整。因此從穩(wěn)妥的角度出發(fā)，自一里氣墊式調(diào)壓室方案的引水隧洞未采用“一坡到底”的布置方式，而是采用在氣墊式調(diào)壓室前采用豎井集中壓低洞線，在上平段和下平段之間的中平段上設(shè)置氣墊式調(diào)壓室。引水隧洞低壓段總長(zhǎng)約8 600 m ，總高差約40 m ，隧洞平均縱坡約0. 45% ，調(diào)壓室前的一級(jí)豎井高度約260 m ，下游二級(jí)豎井的高差約150 m ，下平段靜水頭約484 m ，氣墊式調(diào)壓室和引水隧洞中平段連接處的靜水頭約337 m.
　　Sim a水電站氣墊式調(diào)壓室設(shè)計(jì)于1973年，電站最大毛水頭1 152 m ，考慮到當(dāng)時(shí)氣墊式調(diào)壓室的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，引水隧洞沒(méi)有采用平均坡度1∶9的一坡到底，氣室處水頭達(dá)780m的布置方案。實(shí)際采用的方案為1∶14的緩坡引水隧洞加近600 m水頭的高壓斜井布置方案，氣墊式調(diào)壓室布置在緩坡引水隧洞的左側(cè)上方，氣墊室處水頭約490 m ，距離水輪機(jī)距離約1 300 m.Kvilldal水電站第1臺(tái)機(jī)組(unit)1981年12月投入運(yùn)行，也是采用了氣墊式調(diào)壓室設(shè)置于緩坡隧洞段，其后接4條高差約90 m的壓力斜井布置方案。
　　U lset水電站1985年2月投入運(yùn)行，氣墊式調(diào)壓室設(shè)置在5‰的緩坡段上，調(diào)壓室后262m處接高差70 m的壓力斜井。其他設(shè)置氣墊式調(diào)壓室的電站，引水隧洞均采用緩坡布置方案，典型的布置有Jukl
　　A、O ksl
　　A、O s
　　A、Torp
　　A、小天都、木座等水電站。小天都水電站位于四川康定縣境內(nèi)的瓦斯河上，其上游為木格措風(fēng)景區(qū)， 318國(guó)道沿河通過(guò)，引水發(fā)電系統(tǒng)均位于瓦斯河右岸，地下廠房?jī)?nèi)裝機(jī)3臺(tái)，總裝機(jī)容量240MW ，電站設(shè)計(jì)毛水頭39
　　2. 5 m ，電站最大發(fā)電引用流量7
　　7. 7 m 3 s.
　　引水隧洞采用平均縱坡為
　　5. 6%的“一坡到底”布置型式，并在水輪機(jī)上游490 m左右處設(shè)連接管和氣墊式調(diào)壓室相聯(lián)引水隧洞總長(zhǎng)約6 182m ， 100～450 m水頭的洞段約占5 000 m ，壓力隧洞水平埋深一般500～800 m ，垂直埋深一般300～750 m ，滿足挪威準(zhǔn)則對(duì)不襯砌隧洞要求的覆蓋（Cover)厚度，絕大部分洞段采用不襯砌結(jié)構(gòu)或噴錨結(jié)構(gòu)。
　　調(diào)壓室氣墊式圍巖為斜長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖，以類圍巖為主，其水平埋深450～500 m ，垂直埋深435～500 m ，水力致裂法實(shí)測(cè)巖體最小主地應(yīng)力
　　7. 88～
　　10. 12M Pa，大于調(diào)壓室內(nèi)最大氣壓。
　　調(diào)壓室選擇避開(kāi)了2個(gè)裂隙和擠壓破碎帶發(fā)育的斜長(zhǎng)花崗巖與閃長(zhǎng)巖接觸帶，距離接觸帶的最近距離約200 m.氣墊式調(diào)壓室位于引水隧洞右側(cè)，設(shè)計(jì)尺寸為156 m×
　　9. 6 m×
　　15. 5 m
　　（長(zhǎng)×寬×高） ，氣室內(nèi)水墊深3 m ，氣室與引水隧洞采用豎井連接，氣室頂部設(shè)置有寬8 m的城門洞型水幕室，底板高出氣室頂拱15 m ，水幕壓力
　　4. 25M Pa，水幕孔深35～60 m.
　　氣墊式調(diào)壓室的設(shè)計(jì)氣體壓力
　　3. 75M Pa，最大氣壓
　　4. 35M Pa，最小氣壓
　　3. 35M Pa，設(shè)計(jì)氣體體積18 048 m 3。木座水電站為四川涪江支流火溪河的第3個(gè)梯級(jí)電站，位于自一里水電站下游（比喻落后的地位)，約12 km的引水隧洞和地下廠房位于火溪河左岸。電站裝機(jī)2臺(tái)，總裝機(jī)容量100MW.電站最大水頭28
　　9. 01m ，最小水頭26
　　1. 75 m ，額定水頭26
　　2. 7 m ，最大發(fā)電引用流量4
　　3. 02 m 3 s.
　　其引水隧洞采用縱坡為
　　1. 5%～
　　5. 5%的“緩坡到底”布置型式，氣墊式調(diào)壓室距離水輪機(jī)約300 m左右，圍巖為凝灰質(zhì)黑云母變粒巖，飽和抗壓強(qiáng)度大于100M Pa.設(shè)計(jì)初擬氣墊式調(diào)壓室位置的設(shè)計(jì)氣壓為2190 M Pa，最大氣體(gas)壓力
　　3. 63M Pa，水力致裂法實(shí)測(cè)巖體最小主應(yīng)力б3 = 
　　5. 37M Pa，氣墊式調(diào)壓室圍巖以類為主，其最小埋深約250 m ，滿足挪威準(zhǔn)則要求。由于初擬的氣墊式調(diào)壓室位置緊挨著上游的擠壓破碎帶J1，專題審查要求根據(jù)施工開(kāi)挖后揭露的地質(zhì)條件，對(duì)調(diào)壓室的位置和軸線進(jìn)行必要調(diào)整。
　　3氣墊式調(diào)壓室交通檢修洞、空壓機(jī)(compressor)室等附屬洞室的布置氣墊式調(diào)壓室位置（position )確定之后，調(diào)壓室施工交通洞、檢修洞、空壓機(jī)室、堵頭位置的布置合理與否，水幕室的布置合理與否，關(guān)系到氣墊式調(diào)壓室的成敗，中國(guó)剛開(kāi)始修建氣墊式調(diào)壓室時(shí)，對(duì)此方面認(rèn)識(shí)不足，這已被后來(lái)的運(yùn)行實(shí)踐所證明。盡管挪威專家沒(méi)有關(guān)于附屬洞室及水幕室布置設(shè)計(jì)方面的理論和經(jīng)驗(yàn)介紹，他們給自一里咨詢時(shí)，也未重視這方面的問(wèn)題，這可能與受邀專家不一定是親身參與挪威氣墊式調(diào)壓室設(shè)計(jì)或者說(shuō)是對(duì)布置設(shè)計(jì)沒(méi)有深刻研究的專家有關(guān)。挪威的氣墊式調(diào)壓室布置設(shè)計(jì)遵循了正確的理念，盡管這些理念沒(méi)有被總結(jié)出來(lái)，但它貫穿于挪威已建的8個(gè)氣墊式調(diào)壓室中。
　　O ksla水電站，氣墊式調(diào)壓室最大靜水氣墊壓力為
　　4. 4M Pa，氣室布置在引水隧洞右側(cè)，交通(traffic)洞和空壓機(jī)室布置在隧洞的左側(cè)，交通洞和引水隧洞連接處采用帶伸縮節(jié)的敞式鋼管封堵，僅有的附屬洞室交通洞，其臨空面距離氣室的最小距離大于100 m.
　　B rattset水電站，氣墊式調(diào)壓室最大靜水氣墊壓力為
　　2. 5M Pa，氣室布置在引水隧洞左側(cè)，交通洞和空壓機(jī)室布置在隧洞的右側(cè)，交通洞和引水隧洞連接處采用裝門的混凝土塞封堵，僅有的附屬洞室交通洞，其臨空面距離氣室的最小距離大于150 m.
　　U lset氣墊式調(diào)壓室最大氣墊壓力
　　2. 8M Pa，其施工(construction)交通洞、檢修洞、觀測(cè)洞均采用距氣室下游260 m遠(yuǎn)的A號(hào)橫洞，運(yùn)行期用鋼閘門封閉。Kvilldal水電站，氣墊式調(diào)壓室最大氣墊壓力
　　4. 1M Pa，后期補(bǔ)做的水幕最大設(shè)計(jì)壓力
　　5. 1M Pa，氣室布置于引水隧洞左側(cè)，周圍300余m范圍內(nèi)沒(méi)有其他附屬洞室及臨空面，施工期運(yùn)輸交通洞進(jìn)口(import)和空壓機(jī)室位于最后一個(gè)壓力(pressure)岔管的下游側(cè)。
　　Torpa水電站，氣墊式調(diào)壓室最大氣墊壓力414 M Pa，水幕最大設(shè)計(jì)壓力
　　4. 9M Pa，氣室布置于引水隧洞左側(cè)，周圍200 m左右范圍內(nèi)沒(méi)有其他附屬洞室及臨空面，唯一的一個(gè)附屬洞室施工期運(yùn)輸交通洞位于隧洞的左側(cè)，空壓機(jī)室布置于堵頭外的交通洞內(nèi)。
　　總結(jié)挪威氣墊式調(diào)壓室的布置經(jīng)驗(yàn)，主要有以下3點(diǎn)：一是附屬洞室盡量的少，且洞室的臨空面距離氣室盡量的遠(yuǎn)；二是氣室和交通洞、空壓機(jī)室等洞室盡量分開(kāi)布置于隧洞的兩側(cè)；三是氣室至臨空面的水力梯度或氣壓梯度一般在1～5之間。水力梯度取決于巖體的完整性和透水性，附屬洞室的布置應(yīng)能盡量降低巖體間的水力梯度，以減少漏氣和漏水量；附屬洞室和氣室分開(kāi)布置于引水隧洞兩側(cè)，則由于隧洞本身高壓水的阻隔，抬高了氣室周圍的地下水位，阻擋了氣室內(nèi)氣體向臨空面的滲漏。
　　比較中國(guó)自一里和小天都的氣墊式調(diào)壓室設(shè)計(jì)，自一里氣墊式調(diào)壓室周圍有隧洞交通支洞、水幕室交通洞、氣墊式交通洞、地勘探洞等多個(gè)臨空面，且均位于隧洞的左側(cè)，水幕孔的最短滲徑僅約30 m ，氣室的最短滲徑僅40多m ，相對(duì)于其
　　3. 23 M Pa設(shè)計(jì)氣體壓力和
　　3. 73M Pa水幕的設(shè)計(jì)壓力，水力梯度顯然難以滿足要求，在初期運(yùn)行時(shí)，出現(xiàn)大量漏水、漏氣現(xiàn)象是必然的。在補(bǔ)強(qiáng)方案的咨詢時(shí)，提出了加大幾個(gè)交通通道的混凝土(Concrete)襯砌和固結(jié)灌漿（guàn jiāng）范圍，并加深高壓固結(jié)灌漿深度至8～10 m ，襯砌范圍按實(shí)際滲徑不小于100 m控制，以盡量使水幕孔周邊區(qū)域，在穩(wěn)定滲流期，維持較高的地下水位的建議。
　　小天都工程的附屬洞室布置，存在和自一里相類似的問(wèn)題，具體的布置設(shè)計(jì)尚需要等待實(shí)際運(yùn)行的考驗(yàn)。
　　4氣室形狀與水幕布置設(shè)計(jì)氣室的形狀有條形和回型、V型等布置型式，這主要取決于氣墊洞室的規(guī)模和地質(zhì)條件，以有利于減少滲漏和洞室穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒(méi)有變動(dòng))為原則條形氣墊式的軸線一般和隧洞成斜交。除Kvilldal和Torpa氣墊式調(diào)壓室外，國(guó)內(nèi)外的氣墊式調(diào)壓室多采用條形布置。水幕的布置設(shè)計(jì)， Kvillda
　　L、Tafjord是后期改建的，無(wú)專門的水幕室，通過(guò)鋼管將高壓水注入到氣室的周邊巖體內(nèi)形成水幕， Torpa氣墊式調(diào)壓室是第一個(gè)設(shè)計(jì)中就考慮采用水幕的工程，水幕室設(shè)計(jì)在回型氣室中間的上部，為一直徑5～6 m的穹頂桶狀體，水幕廊道底板高出氣墊頂部10 m ，水幕室和氣室之間用混凝土塞封堵，水幕的范圍覆蓋了整個(gè)調(diào)壓室頂部以及邊墻。昆山空壓機(jī)維修是更換全部磨損的零件，空壓機(jī)轉(zhuǎn)1000個(gè)小時(shí)或一年后，要更換濾芯，在多灰塵地區(qū)，則更換時(shí)間間隔要縮短。濾清器維修時(shí)必須停機(jī)，檢查壓縮機(jī)所有部件，排除壓縮機(jī)所有故障。
　　中國(guó)有關(guān)工程的水幕室布置設(shè)計(jì)和Torpa完全不同，采用和氣墊式平行的水幕廊道，其體積空間較大，水幕室充水時(shí)，在氣墊式和水幕室壓力差較大時(shí)，兩者之間的巖體容易被擊穿，其結(jié)構(gòu)上存在不利的一面，值得今后進(jìn)一步研究改進(jìn)， Torpa的水幕室布置是值得借鑒的主要型式。
　　5幾點(diǎn)體會(huì)（1）氣墊式調(diào)壓室位置選擇及附屬洞室、水幕室等的布置設(shè)計(jì)，是關(guān)系氣墊式調(diào)壓室成功與否的關(guān)鍵。
　?。?）最小主地應(yīng)力應(yīng)按大于最大動(dòng)水壓力(pressure)或動(dòng)態(tài)氣體壓力，并留有
　　1. 4～
　　1. 6倍的安全系數(shù)過(guò)于保守，最小主應(yīng)力應(yīng)大于最大動(dòng)水壓力或不小于
　　1. 2的最大靜水壓力。
　?。?）氣室外圍應(yīng)至少有50～100 m厚度的完整巖體，特別是在50 m以內(nèi)范圍內(nèi)，不宜有較大的斷層、節(jié)理破碎帶等不利構(gòu)造，以封閉漏氣和漏水。
　　（4）提高氣墊式調(diào)壓室圍巖的防滲標(biāo)準(zhǔn)，灌漿后的圍巖透水率應(yīng)至少不大于0. 1 L u.
　?。?）采用氣墊式調(diào)壓室方案的引水隧洞，應(yīng)盡量采用“緩坡到底”的布置型式。
　　（6）應(yīng)盡量減少附屬洞室的數(shù)量，且洞室的臨空面距離氣墊式應(yīng)盡量的遠(yuǎn)，氣墊式至臨空面的水力梯度或氣壓梯度宜小于5，最好小于3；氣墊式調(diào)壓室和交通洞、空壓機(jī)(compressor)室等洞室盡量分開(kāi)布置于隧洞的兩側(cè)。
　?。?）應(yīng)盡量減少水幕室的空間體積，避免水幕室和氣墊式之間巖體結(jié)構(gòu)發(fā)生不利后果