水利水电施工组织设计专项方案模块411导流截流水工模型试验与水力学原型观测.docx
- 文档编号:14846848
- 上传时间:2023-06-27
- 格式:DOCX
- 页数:44
- 大小:83.74KB
水利水电施工组织设计专项方案模块411导流截流水工模型试验与水力学原型观测.docx
《水利水电施工组织设计专项方案模块411导流截流水工模型试验与水力学原型观测.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水利水电施工组织设计专项方案模块411导流截流水工模型试验与水力学原型观测.docx(44页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
水利水电施工组织设计专项方案模块411导流截流水工模型试验与水力学原型观测
施工导流截流水力学模型试验与原型观测
第一节概述
1.水力学模型试验的作用和意义
施工导、截流水力学属于实验性的施工水力学范畴,水力学计算公式中重要的计算系数,常需按工程具体条件经模型试验验证。
导、截流过程中水力现象比较复杂,工程设计中某些水力计算有局限性和近似性,需通过模型试验验证,发现问题研究对策措施。
动态变化边界和三维水流特性有关的复杂问题,也需通过模型试验进行研究探讨。
因此,导、截流设计和施工过程中,应配合进行不同目的的水力学模型试验,以完善设计,保证工程安全。
其试验研究成果无疑对丰富和发展施工水力学也有重要意义。
2.水力学模型试验的相似准则
施工导、截流水力学模型试验,必须具备与原型几何相似、水流运动相似和水流动力相似等条件。
模型设计难以做到模型与原型在上述各方面达到精确相似,但必须满足主要方面的相似准则,使模型试验成果换算到原型时,满足工程实用的精度要求。
遵循《水工(常规)模型试验规程》(SL155—95),对导、截流模型试验应满足的相似准则如下:
(1)模型与原型必须保持几何相似,不采用变态模型。
(2)模型试验水流主要作用力为重力,必须遵循重力相似准则,使模型与原型佛劳德数保持相等。
(3)在满足几何相似和重力相似的基础上,还应满足阻力相似条件,即:
1)模型水流应进入阻力平方区,若有困难,至少应保证在紊流区。
2)模型糙率达不到沿程阻力相似要求时,应选择合理方法进行糙率校正。
(4)截流水力学模型还必须满足以下条件:
1)截流模型要研究抛投料稳定,其模型水流的雷诺数不能小于4000,最好大于10000,以此确定模型比尺,一般不小于1/100。
2)模型表面流速宜大于23cm/s,水深不宜小于3cm。
3)模型进出口非工作段的长度不宜小于25~30倍水深。
3.水力学原型观测的作用和意义
施工导流截流过程中,水流边界条件和水力学要素变化很大,水力现象比较复杂。
水力学模型由于缩尺的影响,试验成果与原型相比,仍然存在不同程度的误差,迄今还有一些重要的水力学现象未能在模型上做到满意的模拟或揭示,如:
振动、紊动、掺气、空蚀、波浪、粗糙系数、冲刷、磨损等。
因此,为及时发现问题分析原因,防止事故发生,保证工程安全,应进行原型观测或监测。
截流过程中,对动态变化的水流边界条件和主要水力要素进行原型实时观测,用以指导截流施工顺利实施。
水力学原型观测成果,还可用以验证导、截流工程设计和模型试验成果的正确性,总结经验改进设计,对丰富和发展施工水力学有重要意义。
第二节施工导流水力学模型试验
1.水力学模型试验目的、任务及基本资料
1.1模型试验的目的和任务
(1)配合设计进行不同导流方案比较。
(2)验证导流建筑物布置形式,揭示其运用中不利的水力现象,并提出改进的建议。
(3)检验导流设计的水力计算,对计算成果给予论证、补充和修正,并为设计提供试验数据。
(4)及时根据变化了的情况(如水情、冰情及未预料的工程边界)进行跟踪模拟试验,提出相应的对策措施,做到安全施工。
(5)施工导流期有通航、排漂等专门要求的,需进行专项试验加以论证。
(6)有助于今后工程实践和发展施工水力学。
1.2模型试验所需基本资料
(1)枢纽建筑物布置、施工导流布置和有关建筑物设计图及设计文件。
(2)施工导流委托试验任务书。
(3)试验范围坝区河段1/500~1/2000地形图,包括水下地形与河床基岩等高线图。
(4)水文资料:
水文整编资料及特征流量频率计算成果;坝区河段的水位~流量关系曲线,水尺坐标;代表性流量实测水面线,糙率随水位流量的变化关系;泥沙、流冰等资料。
(5)地质资料:
覆盖层组成及其物理力学性质(粒径级配、容重、内摩擦角等);地质构造和岩性描述。
2.水力学模型试验的内容和要求
按不同施工导流方式叙述其试验内容和要求(应视工程具体情况而有所取舍)。
2.1束窄河床导流
(1)测试束窄河床的泄流能力,测绘各级流量下水位~流量关系曲线,以确定上游、下游围堰及纵向围堰顶面高程。
(2)配合设计,对束窄河床的合理束窄度进行论证。
(3)水流对纵向围堰及上游、下游围堰转角和导水翼墙的波浪爬高与其附近的流速分布,漩涡、回流的范围、强度及其冲刷、淘刷情况。
为围堰结构及防冲设计提供资料。
(4)各级流量下,上游河道主流的方向和部位,束窄河床进口、出口水面衔接和波动情况,横向流速及对通航的影响。
为航运部门提供船舶(队)航行的流量标准。
(5)提供适合水流情况的围堰平面布置(包括纵向围堰布置、形状、尺寸和角度)和抗冲防护措施。
2.2未完建坝体、梳齿及缺口导流
(1)观测不同未完建坝体高程、梳齿、缺口的上游水位与流量,提供相应的泄流能力曲线,包括堰流系数与水头关系曲线。
(2)对缺口、梳齿(含闸孔)进口轮廊、部位、宽度、高程和数量提出修改建议。
(3)各级流量下,过流面的水面线、压强和流速分布。
提供负压发生的条件、部位和最大值。
对坝体形状、不平整度提出要求。
(4)水流流态和消能,各缺口泄流干扰,水舌掺气,贴流和挑流情况,对坝面、鼻坎的撞击所产生的振动和冲力,以及对坝面和河床的冲刷。
(5)梳齿、坝面有施工栈桥墩时,应观测墩墙两侧和墩头墩尾水位及其侧向压力。
2.3明渠导流
(1)观测明渠泄流能力,提供水位~流量关系曲线。
(2)观测明渠进口型式和位置以及明渠上、下游连接河段形态对水流所产生的影响(收缩、跌落、扩散、折冲等)。
(3)观测各级流量下,沿程水面线、流速分布(重点观测弯道及其以下水域)以及弯道顶点两侧水面差、横向比降及纵向变化。
(4)观测沿程水流急缓程度、折冲、漩涡和水面波动等现象。
(5)观测沿渠底、渠岸、侧墙的流速分布以及冲刷、淤积情况。
(6)对明渠轴线位置、断面大小、底坡、糙率、弯道半径及纵向围堰高程进行验证,提出修改方案。
(7)观测进口水流收缩跌落,上纵围堰首部附近流速分布,提出防护措施和改进意见。
(8)出口水流衔接型式及对下纵围堰及其转角、河床、岸坡等处的冲刷,提供流速分布、冲刷范围和冲刷深度以及防护措施。
2.4隧洞、底孔、涵洞导流
导流隧洞、底孔、涵洞的进口型式和洞身有压、无压以及出口消能防冲型式各有不同,其试验内容也不同,现简述如下:
(1)泄流能力曲线和明流、满流、半有压流过渡的水流条件及相应流量系数。
(2)明流时,上游引渠及洞口水流是否平顺,洞身底坡、糙率及下游水位对泄流能力的影响。
(3)进口满流情况,上游立轴漩涡发生条件、部位和强度,对洞内流态和泄流能力的影响,提供消除和改善的措施。
(4)洞身进口型式(含门槽、门井)以及洞身糙率、弯道尺寸、出口压坡对洞内流态和泄流能力的影响。
(5)明流段是否设通气孔,门槽孔进水是否加封盖,对洞(孔)内流态、压力及泄流能力的影响。
(6)当两个以上底孔或堰重合布置在坝内,要求提供多层和单独泄流能力曲线。
(7)在特征流量下,洞身,进、出口段底面和顶部及侧墙的压力分布、测压管水头线和水头损失。
(8)研究防止或降低负压的措施和效果,确定出口压坡段和孔口尺寸。
(9)弯道的两侧水位差、压强和断面流速分布,弯道下游漩涡和扰动现象;对弯道尺寸修改,必要时进行防空蚀的试验研究。
(10)洞内流速较高(大于10m/s)时,应对通气和壁面不平整度进行试验研究。
(11)无压洞或涵洞,各级流量沿程水深,流速和流态(掺气、抗冲和水面波动)以及弯道、底坡、糙率,下游水位及其影响的程度。
2.5泄水建筑物出口水流衔接消能试验
(1)挑流消能时,通过对挑距、冲刷坑范围和深度试验,以确定挑坎型式尺寸和高程,必要时应对差动坎进行防空蚀试验。
(2)施工期流量较小,应观测起挑和终挑情况对鼻坎基础冲刷。
(3)底流消能时,隧洞出口过渡段型式及尺寸的确定。
观测出口渥奇曲线面和侧墙压强,流速分布,以确定无负压过流面曲线和翼墙扩散角。
(4)观测水跃型式包含跃首位置、跃长和水面形状,以确定消力池尺寸,辅助消能工的尺寸和位置。
(5)对护坦进行动水压力(时均、脉动)观测,为确定护坦厚度提供数据。
(6)出护坦水流的流速、流态及回流范围,波浪及河床冲刷,淘刷翼墙和围堰、岸坡情况。
(7)观测施工弃渣进入消力池的磨损、停淤部位及防止措施。
2.6过水围堰及土石坝过水
(1)过水围堰本身以及与其它导流建筑物联合泄流能力,观测沿过水围堰顶的流量分布情况,上、下游围堰开始溢流的上游水位及流量。
(2)各级流量下,上游水位,基坑内水位,上、下游围堰过流现象,水面衔接型式,以及水面波动和回流现象等,找出不利于围堰安全的控制流量。
(3)通过断面模型试验,观测各级流量下,溢流面的水面线、压强、流速分布,必要时对护面结构材料进行抗冲稳定试验,为溢流面防护设计提供依据。
(4)过水围堰为透水材料,还应观测渗流对泄流量及护面块体的稳定影响。
(5)各级流量下,围堰及土石坝下游的冲刷范围、深度,以及对坝基和基坑的危害程度,对防护措施提出建议。
(6)围堰过水前,基坑充水方式及其充水流量和历时;充水时防冲措施及其效果。
对使用永久建筑物(如泄水闸、厂房和船闸)导流,一般应纳入永久建筑物设计一并考虑,可参照上述试验内容有针对性地进行观测。
3.导流水力学模型简介
导流水力学模型遵循重力相似准则,按几何相似进行模型设计。
根据试验任务和要求选定模型类型。
常用的模型类型分述如下:
(1)整体模型。
主要用以试验研究导流泄水建筑物和围堰的布置及主尺度等。
模型设计包括模型比尺选择,模型范围,测试方法,动床冲刷材料等。
模型比尺选择是根据试验任务和试验内容要求,并结合模型场地面积,供水能力等条件决定。
比尺选择主要满足:
①模型最小流量的水流是紊流。
②模型粗糙度的相似,即模型和原型各站水位及水力坡降jm=JH相等,以建立符合原型的流速分布、流向、回流范围及水流流态相似。
③模型泥沙运动与原型相似。
常用的整体模型比尺为1:
80~1:
150。
模型范围的确定:
①按围堰设计和校核水位加超高确定河道地形高程,定出模型两岸地形高程;②模型长度,要使上游来流水流相似,并把水文观测站包括在模型内;下游长度,应保证围堰修建后,下游所形成的回流在模型以内。
③模型宽度要大于校核水位的地形高程。
模型下游长度L可按式(11-2-1)估算:
(11-2-1)
式中:
B——河道水面宽度,m;
b——束窄河床水面宽度,m。
(2)断面模型。
截取导流坝面或底孔的2~3个坝段,用于接近二元水流的试验研究。
为配合整体模型试验研究某些二元水流问题,常用玻璃水槽进行断面模型试验。
借助于水槽玻璃观察水流流态,描绘或摄录试验过程中各种现象,以及动水压力等。
(3)局部模型。
用以试验研究导流工程中某一建筑物的水力特性或某一部位的水流现象。
局部模型设计必须采用正态模型,符合重力相似准则,并满足糙率相似,雷诺数达到阻力平方区等条件。
模型比尺不宜太小,要使过流边界面安装足够数量的压力测点。
(4)定床模型。
定床模型适用于不可冲刷,河床变形小的岩基河段,或河床虽有变形但对工程影响不大的河段。
分期围堰导流模型试验多数在定床上进行;船模航行试验宜在定床上进行。
(5)局部动床模型。
重点试验研究导流泄水建筑物及围堰旁侧的局部冲淤及局部防冲措施。
局部动床模型,可仅考虑河床动,而河岸和围堰、护坦则做成固定的;或者束窄河床部分(局部)动、部分不动,甚至完全做成定床,而在定床上对重点研究的部位作局部动床。
动床模型沙的选择:
用天然散粒体模拟由砂卵石组成或岩基节理发育的原型河床,具体粒径按抗冲流速相似选择;
用轻质模型沙模拟由细颗粒泥沙组成的原型河床,具体粒径宜通过预备试验确定;
用节理块或胶结材料模拟由岩石构成的原型河床,要求达到允许流速相似。
模型沙的粒径根据设计提供的河床基岩或砂卵石允许抗冲流速计算。
(11-2-2)
式中:
υ——岩石允许抗冲流速,m/s;
D——为散粒体砂或碎石粒径,m。
模型铺沙高程应根据河床基岩面或拆除的围堰高程确定。
铺沙范围应大于冲刷范围。
4.水力学模型试验实例
4.1葛洲坝工程一期土石纵向围堰防冲保护
葛洲坝枢纽分二期导流,第一期围二江和三江,江水由大江束窄河床下泄,大江照常通航。
第二期修建大江上、下游围堰,江水改由二江27孔泄水闸和三江6孔冲砂闸下泄,并实现大江围堰挡水发电通航。
配合导流方案设计,在1:
100导流整体模型进行了大量试验研究。
模型范围,上起南津关,长3km,两岸地形做至高程70m,下迄宜昌市七码头,长约4km河道,两岸地形做至高程65m,宽度由坝址的2.2km至三江出口的0.8km。
模型比尺1:
100,采用正态模型。
按重力相似准则设计,各种水力要素比尺为:
长度、宽度、高度为100,流量比尺1002.5=100000;流速比尺1001/2=10;时间比尺1001/2=10;河床糙率比尺
。
(1)一期束窄河床导流土石纵向围堰抗冲防护方案试验
为挖除原葛洲坝,保护二、三江建筑物施工,一期土石纵向围堰纵向段布置于原葛洲坝右侧约120~150m,束窄大江宽度约19%。
通过定床模型试验比较一期土石纵向围堰(包括上下游转角、防冲丁坝和矶头)的布置方案。
试验组次见表11-2-1。
表11-2-1试验组次
流量(m3/s)
下游宜昌水位(m)
备注
上限
下限
71100
56.12
54.25
相应洪水频率10%,按下限控制
60000
54.79
52.75
45000
52.59
50.68
30000
49.70
48.46
8000
42.30
未修建土石围堰以前,在流量71100m3/s时(宜昌水位按下限控制),因葛洲坝头部已设防汛丁坝挑流作用,葛洲坝右侧水流产生4个宽度不大回流区,流速4~6m/s,个别点最大达6.2m/s,土石围堰束窄大江后其流速更大。
为此配合设计对土石围堰防冲保护作了多方案比较试验,确定按“守点保线”的设计原则,在围堰上游拐角处设防冲丁坝,下游拐角处设防冲矶头。
因围堰上游丁坝与葛洲坝头部防汛丁坝联合作用,使纵向段坡脚在回流区内,简化了沿线防冲措施。
试验表明,在流量71100m3/s时,丁坝附近流速7.2m/s,丁坝上、下游(3号、4号断面)流速降低在5m/s以内,围堰下段坡脚流速有明显降低,最大为3.9m/s,围堰中段流速3.4m/s,纵向围堰旁回流宽度125m。
南津关水位59.84m,葛洲坝左水位57.48m。
设防冲丁坝后水流流态见图11-2-1。
图11-2-1葛洲坝水利枢纽一期土石纵向围堰防冲丁坝水流流态图
1—回流区;2—强紊动区;3—主流区;4—回流区边缘线;5—主流区分离线;
6—流速分布;7—尾流涡漩;8—土石围堰;9—葛洲坝;10—葛洲坝防冲丁坝
(2)一期土石纵向围堰防冲保护局部动床试验
土石纵向围堰轴线坐标为Y=6+790~6+860,上游围堰转角处至下游围堰转角,即纵向段长770m,围堰顶高程自上游61m至下游59m,顶宽10m。
围堰建于河床砂卵石覆盖层,一般厚10~16m,上游拐角丁坝处覆盖层厚18~22m,最大流速7.2m/s,集中落差2.88m,采用混凝土护坡,其下设平台长约200m,宽40~60m,高程43.5m,采用铺护混凝土柔性排(每块4m4m、5m5m,厚1.2~1.7m,用钢筋串连)。
下游矶头高程45m,顺水流长80m,宽30m,用0.5~0.8m块石保护。
其余沿线坡脚用粒径0.4~0.5m块石保护。
为了验证防护结构的稳定性和丁坝的安全等关键问题,需进行局部动床试验。
动床范围,动床坑宽度300m,约为大江宽度三分一,坑长1300m,坑底高程15m,动床和定床联接用斜坡,并用水泥砂浆粉面。
动床砂,参考葛洲坝头和葛洲坝尾三组进行勘测试坑砂卵石级配资料和钻孔获得的卵石粒径等直线图,模型砂按此粒径尺寸缩制,粒径d=3.5~5.0mm,11%,1.5~3.0mm,27%,d=0.5~1.5mm,38%,d<0.5mm,38%。
试验成果表明:
在流量71100m3/s时,丁坝混凝土柔性排平台及其坡脚用0.5~1.0m块石抛填时,未发生冲刷和坍塌现象,平台是安全的。
当其坡脚为0.3~0.5m块石粒径抛填时,坡脚块石冲走,混凝土块崩塌两排,但混凝土块体紧贴冲坑坡面,可以防止进一步淘刷。
束窄河床冲刷后,其冲刷料在围堰旁形成淤积,使围堰坡面流速减少,对围堰防护有利。
建议护脚处块石粒径加大到0.5m以上,适当减少平台顶宽。
4.2三峡工程导流明渠
三峡工程采用三期导流、明渠通航的分期施工导流方案。
第二期围左岸,二期上、下游横向围堰与混凝土纵向围堰共同形成二期基坑,江水由右岸导流明渠下泄。
(1)明渠布置与断面形式
明渠负有施工期通航和导流泄洪重任。
明渠布置和断面设计要满足通航流量20000m3/s(长航船队)和10000m3/s(地航船队)通航水流条件及在导流泄洪流量79000m3/s时的安全运用。
明渠布置在长江右岸,沿中堡鸟右侧的后河,由上、下游引航道,上、下游圆弧连接段,直线渠身段所组成。
在试验流量10000m3/s~35000m3/s明渠不同宽度(450、465m及410、400、350m)的比较试验表明:
混凝土纵向围堰头部的位置和形式对明渠通航水流条件影响很大。
经试验比较,明渠宽度选为350m,断面型式以右侧航宽内渠底升高的复式断面效果最好,其升高度应以满足航道水深为限。
经深入的试验研究,明渠布置为,右岸边线长3410m,其中渠身段长1700m。
明渠采用复式断面:
右侧高渠底高程58.0m,宽度100m;左侧低渠宽250m,底高程顺水流向为:
50.0m、45.0m、53.0m。
导流明渠左侧为混凝土纵向围堰,其轴线长度为1209m,其中上纵段长530.0m,坝身段长113.0m,下纵段长566.0m。
上纵头部位置及曲线,经过20个方案的比较试验和多次修改,最后选定:
左侧为半圆台,其顶圆半径为2.5m,底圆半径为28.75m,上纵头部右侧为1/4椭圆曲线。
(2)明渠的泄流能力及其防冲保护
通过导流整体模型试验,提出了上游水位~流量关系曲线。
据此确定二期横向土石围堰堰顶高程为88.5m。
在通过设计导流流量79000m3/s时,航道范围内的最大垂线平均流速8~9m/s。
而明渠的渠底和渠坡,除渠底有部分为弱风化岩面外,多为全强风化和覆盖层,必须作适当保护以免遭受冲刷破坏,而导致明渠通航水流条件恶化。
试验假定渠底弱风化顶板以上全部冲光条件下进行定床试验,试验流量级为10000、20000、25000、30000m3/s。
结果表明:
右侧高渠失去了调整流态分布的作用,主流引向右岸,其最大表面流速超过了通航要求标准,明渠局部区域还出现了不利航行的泡漩水流。
为了保证明渠通航水流条件,必须对明渠进行局部防冲保护。
经比较试验最终确定:
对高渠坝轴线上游255m到坝轴线下游100m范围的渠底和边坡浇混凝土保护,高低渠之间以1:
1的坡度连接。
对左侧低渠内三期碾压混凝土上游紧邻纵向围堰的宽60m、长100m范围的渠底同样浇筑混凝土保护。
按上述措施保护后,经流量20000m3/s试验结果表明:
明渠右侧航线上的表面流速降低,泡漩水流消失,长航船队自航船模,可沿明渠左、右两条航线上水通过明渠,全程平均对岸航速大于1.0m/s,满足设计通航要求。
(3)明渠上、下游航道连接河段的整治
整治措施是将上、下游航道连续河段规划航道内的礁石开挖到高程60.0m以下,上游堰外段弃渣回填区填筑石渣块石体整治等。
以流量10000m3/s至30000m3/s进行整治前与整治后对比试验。
结果表明:
为保证上游航道连接段航深,消除跌水、泡漩横向流等碍航流态,整治措施是必要的,也是有效的。
4.3三峡工程导流底孔
三峡工程溢流坝段跨缝布置22个导流底孔,为三期明渠截流唯一分流设施,并与深孔、排砂孔等共同承担三期导流泄洪任务。
底孔最大工作水头84m,最大流速35m/s。
以下主要介绍底孔体型和布置试验情况。
(1)模型
断面模型:
模型比尺1/30、1/70,模型采用有机玻璃,取底孔2孔,深孔为一个孔加2个半孔。
在桩号20+105的深孔中心和底孔中心上装测压管。
底孔27个测点,孔顶板中心线11个,侧壁中心线9个,底板反弧段中心线5个,进口偶角处2个。
测压管布置见图11-2-2。
图11-2-2三峡水利枢纽长管导流底孔测压管布置及顶板中心线压力分布图
(a)测压孔布置图;(b)顶板中心线压力分布图;(c)反弧段压力分布图
1—库水位135.0m;2—库水位98.0m;3—库水位92.6m;
4—库水位80.24m;5—库水位69.13m;6—库水位68.16m
整体模型:
比尺1/100、1/150及1/120和1/81整体模型,并作减压模型试验。
模型对长、短管两种体型及许多具体方案进行试验。
(2)试验主要成果
1)方案比较试验
原设计短管方案,控制弧门设在底孔上游部位,门前为有压孔口(长约16m),门后为明流。
短管孔口尺寸5.8×8m(短1),因截流落差大,修改为6m×8m(短2),其泄流能力可满足要求,但在明流段有水跃,跃后水流“封顶”,以及明流段压力特性欠佳等。
便对明流段体型进一步优化。
在断面模型作了挑角40、32、25、15,其相应明流段斜坡比分别为1:
5.5,1:
9.8,1:
15.08及1:
28.63的比较试验,并经整体模型验证,形成可供设计选用的(短3)方案,避免了水流“封顶”,明流段坡度更缓,压力特性明显改善。
为改善坝体结构和水力运用条件,提出了长管布置方案,即将控制弧门设在底孔尾部。
对长1方案孔口6m×8m(宽×高),长2孔口扩大为6m×9m(宽×高)等7个方案,在比尺70和80模型上进行试验。
尔后设计单位根据专家审查提出的“将孔口尺寸改为6m×8.5m(宽×高)并适当提高进口高程“的建议,设计的底孔全长111m,有压段长83m,明流段长28m。
模型研究了三种体型尺寸如表11-2-2。
表11-2-2长管导流底孔体型主要尺寸
体型
进口高程(m)
出口挑角()
鼻坎高程(m)
1
56.0
10
55.11
2
57.0
17
57.03
3
57.0
25
58.55
试验得到,流量系数0.84~0.86。
体型1、2、3在截流流量9010m3/s,下游水位66.3m时的截流落差分别为2.81、3.78、4.93m,说明底孔进口高程抬高,泄流能力相对减少,使截流落差增大。
在库水位135.0m,底孔单独及底孔、深孔联合运行,体型2、体型3底孔出流因鼻坎较高,表面漩滚在鼻坎附近,并拍打弧门支铰的不利流态。
为使底孔布置满足截流落差小于3.5m和下泄水流平顺衔接条件及推开侧边回流的影响。
试验比较了底孔布置二种组合方案:
组合方案1,中间4~19号孔选用体型1,侧边1~3号、20~22号孔选用体型2,试验结果:
截流落差已小于3.5m,但因边孔横向回流影响,出口水面抬高,漩滚推向孔内冲击闸门支铰。
组合方案2,中间4~19号孔选用体型1,侧边2、3号和20、21号选用体型2,由于边孔1号和22号存在在下泄水流的表面漩滚冲击弧门支铰问题,故选用鼻坎挑角25°的体型3。
试验表明,截流落差3.13m,底孔单独泄流时,明流反弧段表面漩滚较方案1向下游推出约5m;深孔与底孔联合泄流时,反弧段漩滚下移,未撞击弧门支铰。
该组合方案能满足设计各方面要求,故为设计采用。
2)压力分布:
上游水位135.0m,底孔和深孔全开,底孔顶板最大压力50.33×9.81kpa,侧壁最大压力53.2×9.81kpa,反弧段最大压力34.93×9.81kpa。
3)坝下流速分布:
底孔全开,库水位135.0m,下游水位68.36m,距坝脚50m,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水利水电 施工组织设计 专项 方案 模块 411 导流 截流 水工 模型 试验 水力学 原型 观测