二灘水電站泄洪隧洞減免蝕措施設(shè)計

第】8卷第2期 1990年3月 河海大學(xué)學(xué)報 jouri~alof}{ohj?unn『er研ty v01．18no．2 m盯．1990 二灘水電站泄洪消能布置方案的風(fēng)險分析 櫬祖信瓤子中 (環(huán)境工程系) 摘要應(yīng)用風(fēng)險分析方法對設(shè)計方案進(jìn)行評價分析，可使設(shè)計方案更具合理性、科學(xué)性．本文對 二灘工程泄洪樞紐的設(shè)計方案進(jìn)行丁風(fēng)險分析，并根據(jù)分析結(jié)果，建議丁工程的設(shè)計方案和洪求標(biāo) 準(zhǔn)本文分析結(jié)果可供二灘泄洪樞紐設(shè)計時參考，所提出的風(fēng)險分析方法也可用于其它工程設(shè)計方 案的比較和分析． 關(guān)鍵詞泄洪工程}洪水標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)險分析 l引言 在水電工程設(shè)計方寨的比較中，很重要的一項比較是經(jīng)濟比較．在泄洪方案的經(jīng)濟比較 中，通常只考慮大壩及其泄洪建筑物的土建投資、金屬設(shè)備投資、運行費等因素，而不考慮 太壩潰壩后大壩本身及其下游的財

應(yīng)用風(fēng)險分析方法對設(shè)計方案進(jìn)行評價分析,可使設(shè)計方案更具合理性、科學(xué)性.本文對二灘工程泄洪樞紐的設(shè)計方案進(jìn)行了風(fēng)險分析,并根據(jù)分析結(jié)果,建議了工程的設(shè)計方案和洪水標(biāo)準(zhǔn).本文分析結(jié)果可供二灘泄洪樞紐設(shè)計時參考,所提出的風(fēng)險分析方法也可用于其它工程設(shè)計方案的比較和分析.

本文運用可靠度的理論和方法,對二灘大壩樞紐泄洪承擔(dān)的風(fēng)險進(jìn)行了討論.計算結(jié)果為二灘工程樞紐泄洪設(shè)計提供了合理的科學(xué)依據(jù),也為今后我國大壩泄洪設(shè)計的風(fēng)險分析提供了系統(tǒng)的分析方法.

二灘水電站

本文介紹了二灘水電站庫區(qū)斷面測量所采取的測量方法、儀器裝備、測量定位及工藝要點,探討庫區(qū)斷面測量成果的數(shù)據(jù)處理,以及斷面測量技術(shù)在庫容率定及泥沙淤積分析中的應(yīng)用,為我國眾多大中型水電站庫區(qū)斷面測量及庫容率定工作提供了一種新的思路和方法。

二灘水電站1號泄洪洞在采用常規(guī)摻氣設(shè)施后,在反弧段下游側(cè)出現(xiàn)了空蝕破壞,須對摻氣設(shè)施進(jìn)行體型改造。文中簡要介紹了改造工程中的各項技術(shù)要求和質(zhì)量控制方法,實施后取得了良好的工程效果,實現(xiàn)了摻氣設(shè)施對泄洪洞底板及側(cè)墻的減免蝕保護(hù)作用。

溪洛渡水電站的泄洪設(shè)施由壩身孔口和兩岸泄洪洞組成,其中隧洞泄洪流量達(dá)18000~20000m3/s,占樞紐泄洪的45%左右。本文結(jié)合壩址地形、地質(zhì)條件及隧洞泄洪要求,對泄洪洞的布置、選型與設(shè)計,開展了多方案的比較研究,提出了“有壓接無壓—洞內(nèi)龍落尾”型泄洪洞的布置型式。

響洪甸水電站泄洪隧洞運行30年中，閘門共開啟458次，總泄水歷時3082h，多年來運行情況正常，但一次或一年中放水時間過長，出口門槽局部位置有時出現(xiàn)空蝕或沖蝕現(xiàn)象．為了減免空蝕和沖蝕，在分析產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，可概括出以下兩點措施：（1）增大門槽的錯距；（2）鑿除底槽后坎．這樣，可進(jìn)一步提高出口門槽的抗空化空蝕和抗沖蝕能力，以確保工程安全．

響洪甸水電站泄洪隧洞運行３０年中，閘門共開啟４５８次，總泄水歷時３０８２ｈ，多年來運行情況正常，但一次或一年中放水時間過長，出口門槽局部位置有時出現(xiàn)空蝕或中蝕現(xiàn)象，為了減免蝕和沖蝕，在分析產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，可概括出以下兩點措施，（１）增大門槽的錯距；（２）鑿除底槽后次，這樣，可進(jìn)一步提高出口門槽的抗空化空蝕和抗沖蝕能力，以確保工整安全。

針對某水電站泄洪洞通風(fēng)洞洞口及工作門啟閉機室噪音較大的問題,筆者研究并提出了有效的解決方案。通過在原通風(fēng)洞內(nèi)增設(shè)一定高度的阻塞體,減小了通風(fēng)洞內(nèi)的風(fēng)速及風(fēng)量,從而實現(xiàn)了降低噪音的目的,但是,增設(shè)阻塞體對洞頂通氣井的風(fēng)速及風(fēng)量影響較小;通過在閘室左側(cè)增設(shè)通氣平洞,泄洪洞總通風(fēng)量得到了有效的增加,但是原通風(fēng)洞的風(fēng)速變化不明顯,即增加通氣平洞不能降低原通風(fēng)洞風(fēng)速及風(fēng)量;同步增設(shè)阻塞體以及通氣平洞,在減小原通風(fēng)洞風(fēng)速的同時又通過新建通氣平洞補償了由于原通風(fēng)洞增加阻塞體而減小的風(fēng)量。

針對某水電站泄洪洞通風(fēng)洞洞口及工作門啟閉機室噪音較大的問題,筆者研究并提出了有效的解決方案。通過在原通風(fēng)洞內(nèi)增設(shè)一定高度的阻塞體,減小了通風(fēng)洞內(nèi)的風(fēng)速及風(fēng)量,從而實現(xiàn)了降低噪音的目的,但是,增設(shè)阻塞體對洞頂通氣井的風(fēng)速及風(fēng)量影響較小;通過在閘室左側(cè)增設(shè)通氣平洞,泄洪洞總通風(fēng)量得到了有效的增加,但是原通風(fēng)洞的風(fēng)速變化不明顯,即增加通氣平洞不能降低原通風(fēng)洞風(fēng)速及風(fēng)量;同步增設(shè)阻塞體以及通氣平洞,在減小原通風(fēng)洞風(fēng)速的同時又通過新建通氣平洞補償了由于原通風(fēng)洞增加阻塞體而減小的風(fēng)量。

為了更好地適應(yīng)雅礱江流域電站集中監(jiān)控和二灘水電站\"無人值班\"(少人值守)工作模式,二灘水電站對原工業(yè)電視系統(tǒng)進(jìn)行了改造,實現(xiàn)了純數(shù)字方式視頻監(jiān)控,更好地滿足了今后系統(tǒng)升級和電站全面監(jiān)控的需要。

通過二灘水電站水墊塘底板和護(hù)坦多年的抗沖磨修補工程實踐,對環(huán)氧砂漿修補材料的抗沖擊磨蝕性能和施工工藝等進(jìn)行了持續(xù)改進(jìn),研制出一種低放熱、低熱變形溫度、耐沖蝕、抗磨蝕的jme改性環(huán)氧砂漿抗沖磨修補材料。這有效地滿足了二灘水墊塘高溫環(huán)境對施工的要求并解決了高水頭、高流速環(huán)境下水墊塘底板、護(hù)坦的薄層破損修補問題,對維護(hù)水電站的安全運營有重要的影響。

為解決小灣水電站泄洪洞高速水流產(chǎn)生的空化空蝕問題,采用物理模型研究了泄洪洞和摻氣坎的體型,提出摻氣坎后三級坡的泄洪洞體型和只跌不挑的摻氣坎體型。水力學(xué)原型觀測和實際應(yīng)用效果表明:研究成果和設(shè)計是成功的。介紹了研究過程和部份水力學(xué)原型觀測成果。

二灘水電站尾水調(diào)壓室是典型的高邊墻、大跨度、特大斷面地下洞室，施工中采取了合理的開挖施工方案，如施工道路的布置以及施工支洞的設(shè)置等。根據(jù)高大洞室結(jié)構(gòu)特點采用了有效的綜合性支護(hù)方式，尤其是在開挖支護(hù)施工階段跟蹤進(jìn)行圍巖應(yīng)力應(yīng)受監(jiān)測，及時調(diào)整施工方案，確保了整體圍巖穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)安全，在進(jìn)度和質(zhì)量方面都達(dá)到了預(yù)期的目的。對于施工中出現(xiàn)的各種不利情況，如巖爆、邊墻頂拱局部變形大等，采取了一系列處理措施，取得了良好的效果，為類似的高大洞室開挖支護(hù)施工提供了可資借鑒的經(jīng)驗。

二灘水電站導(dǎo)流洞封堵施工——介紹了二灘水電站導(dǎo)流洞堵頭的設(shè)計布置、施工組織、施工程序及工藝，并對施工工藝和程序進(jìn)行了評價　　

由于進(jìn)口閘門井土建結(jié)構(gòu)的施工與閘門下閘分別由不同的承包商進(jìn)行，且進(jìn)口門槽安裝存在超限誤差，門槽填框的提取與門槽保護(hù)之間存在時間矛盾、與閘門裝配存在空間矛盾，兩個標(biāo)將要在同一條洞中施工等，給導(dǎo)流洞下閘封堵帶來不少技術(shù)和合同問題，經(jīng)工程師、承包商、業(yè)主和設(shè)計院等部門的通力合作，最終使下閘封堵得以順利進(jìn)行。

簡單介紹了二灘水電站調(diào)壓室的布置、水力計算、洞室支護(hù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計。

構(gòu)皮灘水電站泄洪洞工程位于碳酸鹽巖地區(qū),通過前期大量的工程地質(zhì)勘察研究,查明了工程區(qū)工程地質(zhì)條件與主要地質(zhì)問題。在洞線選擇過程中,各建筑物最大限度地避開了主要地質(zhì)缺陷,并對可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行了預(yù)處理。泄洪洞工程的成功實踐是地質(zhì)與設(shè)計有機結(jié)合的典范,對工程建設(shè)具有借鑒作用。

四川雅礱江上二灘水電樞紐工程,設(shè)計裝有中孔弧形閘門6扇,其門寬6m、門高5m、水頭高80m,門葉曲率半徑r=10015mm,支鉸軸承引進(jìn)德國skf公司φ560mm球鉸,門葉重120t,用液壓啟閉機進(jìn)行操作。由于中孔弧形閘門處在80m水頭下工作,設(shè)計要求門葉弧面須機械加工,確保弧面粗糙度ra≤2μm,使門葉啟閉過程中減少頂水封的磨損。根據(jù)設(shè)計圖樣的要求,要進(jìn)行如此之大

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雅龔江二灘水電站庫區(qū)泥石流十分活躍，在庫區(qū)內(nèi)，溝谷型泥石流溝１００條，庫首左岸的金龍溝，多次暴發(fā)過泥石流，用金龍溝泥石流活動特征與短歷時雨強的資料，經(jīng)計算分析后，得到了庫區(qū)泥石流活動規(guī)律，流域環(huán)境條件與雨強之間的關(guān)系式，并給出了金龍溝暴發(fā)泥石流的降水指數(shù)３６００，有助于泥石流預(yù)報。