S6300294 (2)

3.4.4.2. Urządzenia upustowe. W długich kanałach derywacyjnych w wyniku ruchu nieustalonego mogą powstać fale o bardzo dużych amplitudach, powodując niepożądane zjawiska zmian ciśnienia działającego na umocnienia. Nadto fale takie są wyjątkowo niebezpieczne dla ewentualnego ruchu taboru żeglugowego. Z tych wzglądów na kanałach energetycznych, na których odbywa się żegluga, powinny być zainstalowane urządzenia upustowe szybko działające i mające na celu redukować do minimum fale dodatnie i ujemne, powstałe w wyniku nagłego zamknięcia przepływu przez turbiny siłowni.

Urządzenia upustowe mogą być wbudowane w blok siłowni (rozdz. 3.2.1) albo mogą stanowić odrębną budowlę, zwykle ustawioną tuż obok siłowni i nic różniącą się w szczegółach od typowego jazu lub spustu. Budowla ta powinna być zwymiarowana na przepływ wody równy przełykowi instalowanemu i zaopatrzona w urządzenia wyciągowe, umożliwiające bardzo szybkie otwarcie zamknięć. Urządzenia te często bywają zautomatyzowane i sprzęgnięte z serwo-motorami obsługującymi zamykanie aparatów kierowniczych, regulujących dopływ wody do turbin.

3.5. SZTOLNIE ENERGETYCZNE 3.5.1. Klasyfikacja sztolni

Sztolnie energetyczne można podzielić, z uwagi na ich przeznaczenie, na następujące rodzaje:

—    sztolnie dopływowe, które służą do doprowadzenia wody do siłowni wodnych,

—    sztolnie odpływowe, których przeznaczeniem jest odprowadzenie wody od siłowni wodnych (rys. 3-147),

—    sztolnie pomocnicze.

Z uwagi na charakter ruchu wody w samej sztolni można wyróżnić:

—    sztolnie bezciśnieniowe o swobodnym zwierciadle wody,

—    sztolnie ciśnieniowe, których przekrój poprzeczny jest stale całkowicie wypełniony wodą.

Z uwagi na charakter pracy siłowni wodnych, dużą zmienność przepływów i powstające przy tym zjawiska nieustalonego ruchu falowego, zasadą jest. budowanie sztolni energetycznych w formie układów ciśnieniowych. Pewne wyjątki mogą dotyczyć jedynie krótkich sztolni odpływowych, które wykonuje się niekiedy jako bezciśnieniowe. Zasada unikania budowy sztolni bezciśnieniowych podyktowana jest zarówno względami ekonomicznymi, Jak i chęcią likwidacji szkodliwych zjawisk towarzyszących ruchowi powietrza w sztolni. W wyniku ruchu nieustalonego powstają bowiem fale przenoszące się wzdłuż sztolni, powodujące chwilowo całkowite wypełnienie sztolni i odcięcie mas powietrza, które następnie razem z wodą przemieszcza się w kierunku maszyn. Zjawisko to jest wysoce szkodliwe z uwagi na ekspansywne działanie powietrza przy jego rozprężaniu po przejściu przez turbiny, co zakłóęa równomierność biegu maszyn i potęguje zjawiska kawitacji oraz korozji.

Wewnętrzna powierzchnia sztolni może być wyrobiona bezpośrednio w skale lub też może mieć wykładzinę betonową, żelbetową, a nawet stalową. Decydują o tym warunki ekonomiczne i techniczne budowy. W zależności od obciążenia i warunków lokalnych obudowa sztolni może mieć charakter nośny lub konstrukcyjny. Obudowa o charakterze konstrukcyjnym jest wykonywana z betonu lub w postaci wykładziny torkretowej. Ma ona na celu bądź zwiększenie gładkości i zmniejszenie strat hydraulicznych, bądź też ochronę skał przed penetracją wody.

sady projektowania sztolni energetycznych

3.5-2- "

3.5.2.I. Trasa 1 profil podłużny sztolni. Trasę sztolni ustala się na podstawie szczegółowych studiów topograficznych i geologicznych, biorąc pod uwagę Jakość i wytrzymałość górotworu, które decydują o rodzaju obudowy sztolni oraz o jej koszcie. O wyborze trasy decyduje także sposób drążenia sztolni 1 związana z nim rozstawa galerii komunikacyjnych, które pozwalają na wykonywanie sztolni w dwóch przeciwległych kierunkach. Rozstawa tych galerii ma decydujący wpływ na czas wykonania sztolni i jej koszt. Wloty do galerii komunikacyjnych muszą znajdować się w dolinach, tak aby można było łatwo zapewnić dojazd do galerii ciężkim pojazdom, transportującym urobek, sprzęt i masę betonową. Długość galerii komunikacyjnych powinna być ograniczona do minimum. Wytrzymałość górotworu zazwyczaj wzrasta w miarę zagłębiania się w masywie skalnym. Dlatego też zaleca się tak usytuować trasę sztolni, aby była ona przykryta możliwie grubą warstwą masywu skalnego. Jest zasadą, że trasę sztolni prowadzi się przez pokłady skalne najbardziej zwarte 1 najbardziej wytrzymałe. Ponieważ dąży się do tego, aby roboty przebiegały sprawnie, a koszt byl minimalny — pożądana jest. aby trasa sztolni biegła w linii prostej i niewiele odbiegającej od poziemu (rys. 3-13*1). Konieczne jest więc bardzo szczegółowe przeanalizowanie trasy sztolni i przeprowadzenie analizy ekonomicznej.

Rys. 3-147. Sztolnie energetyczne siłowni Santa Giustlna

1 — wlot do sztolni. 2 — osadnik, 3 — szyb komory zasuw, 4 — komora zasuw, s — sztolnia dopływowa, 8, 7 i ł — komora wyrównawcza, 9 — komora zasuw sztolni ciśnieniowej. 10 — sztolnia ciśnieniowa, II — siłownia wodna. 13 — dolna komora wyrównawcza. <3 — sztolnia odpływowa, u — zbiornik

Profil podłużny sztolni zależy w pewnym stopniu od jej typu. Sztolnie bezciśnieniowe mają narzucony profil podłużny i spadek.

Sztolnia ciśnieniowa natomiast zapewnia większą swobodę przy wyborze profilu podłużnego; może on być poprowadzony linią łamaną, przebiegającą między punktami leżącymi najniżej i najwyżej. Projektując profil podłużny sztolni ciśnieniowej należy zwrócić uwagę na następujące dwie okoliczności:

Duże spadki podłużne utrudniają w znacznym stopniu wykonanie robót skalnych i betonowych, a przede wszystkim transport, co podnosi koszt budowy.

Punkty sztolni najwyżej położone nie mogą w żadnym przypadku leżeć powyżej linii ciśnienia, czyli poziomu piezometrycznego. Jest rzeczą pożądaną, aby linia ciśnienia wznosiła się powyżej najwyższego punktu sklepienia sztolni co najmniej l,0-r-l,5 m, lepiej 2-e-3 m.

.    Dla odwodnienia sztolni konieczne jest, aby była ona budowana w pewnym

niewielkim spadku podłużnym wynoszącym zazwyczaj od 1 do 5%o.

28*