成都院：国内气垫式调压室技术的奠基者和开拓者

自20世纪70年代以来，气垫式调压室在挪威开始应用，我国于20世纪90年代开始在有条件的水电站采用气垫式调压室。气垫式调压室是一种利用封闭式气室内高压空气形成“气垫”抑制室内水位高度和水位波动幅值的性能优越的水锤和涌波控制设备。对于水头高、引用流量小、引水系统沿线地质条件好的水电站采用气垫式调压室，可减少施工公路长度，降低施工难度，不仅有利于引水系统周边环境的保护，而且在工程投资方面有一定的经济效益。

成都院通过学习、实践、总结、创新，建成了适用于不同工程特点的气垫式调压室。

创始——自一里，亚洲第一个地下气垫式调压室

自一里水电站地处九寨沟旅游风景线上，对环境保护要求特别高。可研阶段选用的双室式调压室施工公路高差470米，公路沿线地形险峻，施工难度大，为减少施工公路长度，降低对自然环境的破坏，结合电站实际情况，成都院通过学习挪威经验，经深入分析、研究，设计了适用于自一里水电站的气垫式调压室。

自一里水电站气垫式调压室由气室、水幕廊道、连接井及交通洞组成。

气垫式调压室设置有气室交通洞和水幕廊道交通洞，用于气垫式调压室的施工和检修。

那么，气垫式调压室的布置有什么要求呢？

具体而言，主要需要满足埋深、地应力和渗透性三方面基本要求。埋深：利用围岩承担内压地下气垫式调压室要求气室内最大气压小于气室以上岩体的重力。地应力：埋深要求仅考虑岩石重力，实际存在相当大的构造应力和残余应力，为了弥补这种不足，要求岩体中的最小主应力应大于调压室内产生的最大气压，并有一定的安全系数，要求比值在1.2～1.5倍之间；渗透性：岩体渗透性是确定洞壁岩体漏水、漏气量的重要指标，要求气室天然或经固结灌浆处理岩体透水率小。

2004年12月底，自一里水电站初期运行发电，气垫式调压室漏水、漏气量较大。2007年4月至7月进行了补强处理，包括固结原水幕孔并重新钻孔形成水幕、水幕廊道交通洞和气室交通洞帷幕灌浆、气室内涂刷防渗材料。

2007年7月，自一里水电站进行引水系统充水、充气。经运行验证，气室处理效果较好。

改进——小天都，“伞上伞”气垫式调压室

小天都水电站于2003年5月开工建设，参考自一里水电站初期运行期气垫式调压室漏水、漏气量较大的实际情况，为减少气垫式调压室漏水、漏气量，小天都水电站气垫式调压室采用了“以水幕防渗为主，围岩防渗为辅，水幕上布置灌浆帷幕”的联合防渗结构型式。

在水幕上布置灌浆帷幕，形成“伞上伞”的布置型式，同时水幕廊道全断面采用系统无盖重高压固结灌浆。

小天都水电站于2005年12月建成发电，气垫式调压室实际漏气量比自一里有明显减少，证明了改进方案的正确性。

创新——金康，“罩式”气垫式调压室的发明

自一里水电站气垫式调压室经过灌浆、涂刷高分子材料等措施处理后，气室漏气量与设计值之间仍有差距，结合小天都水电站气垫式调压室运行情况，可以看出，在多裂隙、复杂地质条件下，地下气垫式调压室采用“水幕”方式封闭气体应当进一步分析、论证，考虑研究其它更为有效的气室闭气措施。

成都院创造性的设计了“罩式”气垫式调压室，并成功的应用于金康、木座及阴坪水电站。2009年“罩式”气垫式调压室获得了发明专利

 金康水电站气垫式调压室气室内采用钢筋混凝土夹钢板方式支护。围岩承担内水压力，倒“U”形钢板封闭气室内气体，钢筋混凝土起固定钢板和承受机组丢弃或增负荷引起的地下水压力和气室气体压力之间的差压。气室边墙、顶拱及两端头布置平压系统（包括平压孔和平压管），平衡闭气钢板两侧压力。平压孔通过平压管与气室内的水垫连通。

这一创新，有什么效果呢？我们用实践来说话。金康水电站于2006年4月建成发电，在充水、充气和放空过程监测数据显示，气室平压系统平压效果良好，钢板应力计、锚杆应力计和多点位移计均小于设计值。气室的漏气量基本达到挪威水平。

“罩式”气垫式调压室对围岩要求较“水幕”气垫式调压室低，符合国内目前的施工、检测水平，“罩式”气垫式调压室可较大范围的推广。

2007年9月，采用“罩式”气垫式调压室的木座水电站建成发电，所监测的气室漏气量微小2009年7月，采用“外挂罩体”（闭气钢板置于混凝土表面，与水垫、气垫接触）气垫式调压室的阴坪水电站建成发电。

在“科技引领发展，创新成就未来”的思想指导下，从2004年亚洲第一个利用围岩承担内压地下气垫式调压室的自一里水电站建成发电，到2005年采用“伞上伞”气垫式调压室的小天都水电站建成发电，再到2006年世界第一个“罩式”气垫式调压室在金康水电站建成发电，最后到2009年“外挂罩体”气垫式调压室的阴坪水电站建成发电，成都院不断推动气垫式调压室技术的发展、突破。可以预见，在日益提倡建设环境友好型工程的今天与将来，气垫式调压室有着广阔的应用前景。