伍鹤皋，高晓峰，傅 丹

（武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉 430072）

1 研究背景

水电站蜗壳是水轮机的重要组成部件之一，其中大中型水电站一般采用金属蜗壳（以下简称钢蜗壳）。蜗壳结构在空间上为半封闭的蜗形开口结构，由钢蜗壳管节、座环（包括固定导叶和上下环板）及外围混凝土构成，空间属性及材料属性复杂。蜗壳结构不仅要承受较高的内水压力，还要直接或间接地承受水轮发电机组传来的各种静、动力荷载，受力条件非常复杂。水电站厂房施工时钢蜗壳按埋入方式可分为垫层蜗壳、充水保压蜗壳及直埋蜗壳三种结构型式。这3种结构型式具有各自的特点，不同历史时期和地区对三种蜗壳埋入方式的认识和应用情况存在显著差异。

近30年来，我国在大型水电站蜗壳结构研究和应用方面实现了从完全引进到自主创新的突破，本文尝试对所取得的主要研究成果进行总结，并对水电建设高速发展下尚未充分探究的问题进行讨论，以期对未来的水电站厂房建设和长久安全运行提供参考。

2 蜗壳结构工程应用历程

2.1 充水保压蜗壳充水保压蜗壳是使钢蜗壳在一定的保压状态下浇筑外围混凝土的施工工艺，在1930年代初，美国田纳西流域管理局（TVA）就将其作为最优的蜗壳埋设方法进行推广应用。根据美国机械工程师协会（ASME）所制定的压力容器标准，各类压力容器都必须进行水压试验，而水轮机钢蜗壳……