1.2 垫层埋设方式

垫层埋设方式是在钢蜗壳安装完成后，在钢蜗壳表面敷设一定面积的弹性垫层，然后浇筑外围混凝土。垫层材料的弹性模量相对混凝土而言较小，钢蜗壳的振动变形被弹性垫层吸收部分振动能量后再传递至外围混凝土，因此，钢蜗壳承担较大的内水压力，混凝土的承载比小，从而配筋量少。钢蜗壳按承受全部设计内水压力设计及制造。我国以往的大中型电站，大都采用垫层埋设方式。

相对保压埋设方式，垫层埋设方式施工工期短、施工相对简单、节约工程投资，尤其是地下电站，可以减少主厂房洞室的开挖跨度、简化开挖体形，对洞室围岩稳定安全有着无法替代的作用。比如三峡电站，采用垫层埋设方式的机组相对保压埋设方式，缩短电站厂房单机施工直线工期1~2个月，平均提前发电1.5个月，单台机组投资比保压埋设方案少495.6万元（未考虑有些设施可重复使用），社会经济效益显著。

对运行水头不太高，水头变幅较大的大容量水轮机蜗壳，适合采用垫层埋设方式。

垫层方案处于理想工作状态是蜗壳与混凝土或垫层全接触，没有缝隙。采用这种埋设方式应注意以下问题：

（1）由于蜗壳过渡板应力复杂，在荷载作用下有明显的弯曲应力，该范围内采用直浇混凝土措施较好，不敷设垫层，加强了混凝土对座环的约束作用，可以改善过渡板的受力条件。

（2）垫层材料的使用寿命必须得到保证，应具有复原率高、吸水性小、耐老化、环保等特点。

（3）垫层具有一定的变形模量，其厚度有限，且一般在钢蜗壳的下半圆未敷设垫层，因此，虽然钢蜗壳是按承受全部设计内水压设计，但实际上仍有部分内水压力会传至外围钢筋混凝土结构上。外围钢筋混凝土结构承担水荷载的大小，由垫层刚度及敷设范围决定。外围混凝土的安全及配筋数量的大小，关系机组的稳定运行问题及工程投资，需进行比较精确的分析。因此，对于大型电站，必须结合电站的具体情况对垫层材料参数及敷设范围进行优化后确定。

（4）钢蜗壳与外包混凝土之间有垫层，两者不能完全结合成刚性整体，对机组抗振和钢蜗壳疲劳不利。