施工導(dǎo)流中圍堰及壩體過流水力優(yōu)化計算.pdf

1、施工導(dǎo)流是水電工程建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)之一.過水圍堰和導(dǎo)流隧洞相結(jié)合的導(dǎo)流方式對于流量季節(jié)性變化懸殊的河流具有一定的適用性.中國的山區(qū)性河流較多,因此這種圍堰過流的導(dǎo)流方式在施工導(dǎo)流工程中較為常用.但是,由于圍堰過流通常都會對圍堰和壩體造成沖刷,嚴(yán)重的沖刷會使主體工程受到破壞,造成經(jīng)濟(jì)損失.因此,如何進(jìn)行圍堰和壩體的消能防沖,使圍堰和壩體能夠安全過流就成為此類工程中的一個重點問題.由于施工導(dǎo)流工程的邊界條件比較復(fù)雜,因此通常采用物理模型試驗

2、對工程設(shè)計進(jìn)行論證.該文結(jié)合工程實際對影響圍堰和壩體消能防沖的各種因素,包括過堰流量、壩面高程、下游圍堰堰頂高程、壩面糙率、壩面坡度等進(jìn)行了分析,并借助水力學(xué)知識和計算機語言編寫了圍堰和壩體的優(yōu)化計算程序,并利用浙江灘坑水電站工程對所提出優(yōu)化計算程序進(jìn)行了驗證,證明了該程序在沒有明顯的側(cè)收縮的影響下,計算結(jié)果與實際情況較為吻合.該優(yōu)化計算程序能夠驗證圍堰和壩體過流的消能防沖初步設(shè)計的合理性,并可以通過比較不同方案的計算結(jié)果,對消能防沖的

3、初步設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化.主要設(shè)計內(nèi)容包括:①計算上游圍堰后消力池的尺寸;②驗證泄洪初期壩面高程是否能夠滿足消能防沖需要;③計算下游圍堰堰頂高程,使其滿足泄洪期圍堰和壩體過流的消能防沖和工程進(jìn)度的需要;④計算部分?jǐn)嗝嫫骄魉?包括:上游圍堰后消力池中收縮斷面的斷面平均流速;壩首和壩末的斷面平均流速;當(dāng)下游河道發(fā)生水躍時,計算下游河道的收縮斷面平均流速及需要鋪設(shè)護(hù)坦的長度.⑤根據(jù)以上計算所得的各斷面平均流速,初步確定需要鋪設(shè)的護(hù)面類型.⑥計算在鋪

4、設(shè)護(hù)面以后壩首和壩末的沖坑深度,以驗證護(hù)面材料是否可以抵抗洪水泄流的沖刷.同時,該文還利用該優(yōu)化計算程序?qū)ξ闹兴治龅降挠绊憞吆蛪误w過流的各種消能防沖因素進(jìn)行了驗證,以圖表的形式更進(jìn)一步的說明了各種因素的影響方式和程度.主要結(jié)論如下:①隨著流量的增加,消力池收縮斷面弗勞德數(shù)減小,消力池的消能率減小.壩面平均流速增大,壩面的防護(hù)難度增加.②壩面坡度的改變,對消能防沖有一定的影響.采用以壩體末端為基準(zhǔn)面的壩體逆坡防護(hù)時,消力池挖深減小,消