百色水利枢纽消力池地基特性及其勘察技术

消力池作为水利水电工程的关键部位,由于对勘察工作没有足够重视,从而导致一些工程的消力池在运行中发生了工程事故。百色水利枢纽消力池地基具有岩体软硬相间、层间挤压破碎、风化深浅不一、工程地质条件较差等特性,存在基础不均匀变形和冲刷问题,在勘察过程中采用了先进的勘察技术,查明了消力池区的工程地质条件,对存在的工程地质问题进行了准确评价,为设计提供合理的地质参数和切实可行的建议。     

黄河康扬水电站泄洪闸消力池设计

系统介绍了康扬水电站泄洪闸消力池的布置、稳定计算、结构、构造设计及基础处理设计。工程的运行实践证明，泄洪闸消力池的设计及构造处理方法是成功的。     

拦河闸下游两级消力池布置和计算研究

通常根据拦河闸泄洪水力条件、闸址地形和地质条件、两岸翼墙和堤围的安全、工程施工和投资等,拦河闸下游可选择设置一级或两级消力池。本文对拦河闸下游两级消力池的布置和水力计算方法进行了分析,提出了相应的布置和计算方法:1首先确定一级消力池水平段池底高程,计算消力池末端尾坎的合理高度和水平段池长,使一级消力池内形成稳定的水跃;2根据拦河闸闸址下游河道水位条件,在满足二级消力池出流与下游河道水流为缓流衔接的条件下,初拟二级消力池末端尾坎顶高程,计算出消力池池深和池长,使消力池出流平顺与下游河道水流衔接。本文成果得到了水力模型试验研究实例的验证,可供类似工程设计参考。     

西霞院反调节水库工程设计综述

通过介绍西霞院工程建设的必要性和开发任务、设计过程及工程概况，指出设计要点和难点有：复杂的地质条件、电站基础处理、复合土工膜在土石坝中应用、倒挂式液压启闭机布置方式、消力池排水系统设计和夹沙层采用振冲处理等。     

某河床式水电站消力池优化试验研究

通过对某河床式水电站进行水工模型实验,提出了对原设计消力池的改进优化方案。试验表明,原设计方案的消力池段在通过设计流量50年一遇的洪水3 580m3/s时,池内不能形成水跃,原设计方案的消力池深和消力池长均不能满足过流条件。优化设计中包括加高尾坎,加深消力池和将原消力池作为过渡段,并紧邻新建一个消力池5个备选方案。优化后的试验结果表明,消力池内流态明显改善,水跃长度减小,跃后水深降低,下游冲刷深度减小,消能率提高。最终考虑采用将原消力池作为过渡段,新修消力池的方案,可以减少开挖量,降低工程造价,试验结果可为优化工程设计及其他同类工程优化消力池提供参考。     

明渠梯形断面消力池池深和尾坎高度的计算方法

为研究明渠梯形断面消力池池深和尾坎高度的计算方法,依据前人对梯形断面消力池水跃共轭水深、梯形断面量水堰(槛)的研究成果,采用能量方程研究梯形断面挖深式消力池、消力坎式消力池和综合式消力池深度和坎高的计算方法。给出了梯形断面消力池池深、尾坎高度的计算公式,通过算例说明了计算过程。提出的消力池深度、坎高的计算公式可以作为梯形断面消力池设计的参考。     

渐扩综合式消力池尾坎高度和作用力的计算

研究了渐扩综合式消力池深度、坎高和尾坎作用力的计算方法。根据水跃方程、堰流理论和前人对渐扩式消力池水跃长度、共轭水深和淹没系数的研究成果,分析渐扩综合式消力池的设计方法,根据动量方程研究尾坎的作用力。给出了渐扩综合式消力池深度、坎高和尾坎作用力的计算公式和计算步骤。提出的坎高和作用力的公式不仅适用于渐扩综合式消力池的设计,也适用于渐扩消力坎式消力池,计算方法新颖,过程简单,精度满足设计需求。     

隔河岩大坝消力池的运行和维修

隔河岩大坝消力池设计新颖，运行条件复杂，在运行过程中加强监测和管理是十分重要的。根据消力池运行情况、水力学原观测成果及抽水检查情况，分析了造成局部冲蚀破坏的原因，有针对性提出了各部位的修补处理方案，修补后的消力池，经受了几次泄洪的考验，运用安全。该消力池为今后类似工程的设计、检修提供了参考。     

大坡山拦河闸下游消力池池深的计算和分析

低水头拦河闸下游消力池池深的主要影响因素有闸上游水位、泄流单宽流量和下游河道水位等,工程设计中,可根据泄流单宽流量、下游河道水位、下游河道地形等,先确定消力池末尾坎顶高程,然后根据不同的运行水文条件组合计算出相应的池深值,以其最大值作为池深设计值。该文通过大坡山拦河闸下游消力池尾坎顶高程、池深的计算和分析实例．验证了上述方法。     

消力池基础抽排系统布置探讨

受地形、地质条件限制，许多高坝泄水建筑物的消能设施常采用消力池或水垫塘。为降低消力池底部扬压力和减少渗漏量，保障消力池安全运行，常在其基础设置抽排系统。本文从渗透原理出发，通过建立简化模型，对帷幕和排水控制基础底部渗流的原理进行分析；结合工程实践和工程设计实例，对消力池抽排布置中帷幕和排水的布置进行了初步分析和探讨。     

消力池位移与应力三维有限元分析

通过对百色水利枢纽消力池的三维整体有限元计算 ,分析了不均匀地基上消力池的沉降与应力特征。根据消力池键槽“传剪传压不传拉”的特性及结构缝的工作机理 ,建立了键槽单元的非线性分析模型 ,并对比研究了不均匀地基上键槽布置方式对消力池应力与变形的影响 ,提出了合理的结构缝键槽布置方案     

大塅水库浆砌石重力坝除险加固技术

大塅水库蓄水运行近20a,库水对坝基帷幕产生了溶蚀,防渗面板裂缝、露筋、碳化以及施工错缝、廊道漏水析钙严重,大坝防渗体系存在安全隐患,溢流坝段下游消力池不满足要求,消力坎下游水毁严重.针对大坝各种病害进行加固设计,尤其对坝体防渗、溢流坝段消能工改造进行了方案比较论证,推选浆砌石重力坝采用新型防溶蚀混凝土防渗面板和防溶蚀...     

五强溪水电站右消力池修复设计

五强溪水电站右消力池在“96·7”洪水期间遭受严重破坏 ,产生一巨大冲坑 ,汛后对右消力池进行了修复施工 ,后又对冲坑回填的水下混凝土进行了补强处理。经 1998年多次大洪水的考验后 ,右消力池未发现异常情况。1998年 11月至 1999年 3月 ,又对水下混凝土进行了第二次补强处理 ,水下混凝土的质量进一步提高。根据冲坑回填混凝土后的三维有限元计算分析 ,右消力池修复后 ,可满足大坝稳定与应力传递要求 ,消力池底板的稳定得以保证 ,其不均匀沉陷在允许范围内 ,因此可以认为 ,右消力池修复后可满足工程安全运行要求。     

施工阶段百色水利枢纽消力池位移与应力三维有限元分析

针对百色消力池施工期布置方案,依据最新提供的不均匀地基的地勘资料,建立了能够计入键槽传力特点的非线性有限元分析模型,研究各工况下消力池的沉降及应力特征。结果表明键槽的设置有效消除了消力池池内错台沉降,与设计阶段相比,消力池板块内力分布更为合理。     

泄水陡坡后消力池的水跃特性数值模拟

水跃消能是水利工程中经常采用的消能形式,国内外许多学者对水跃进行了大量的研究。在工程实践中发现,泄水陡坡后消力池内水跃的水力特征值与规范方法计算得到的值有较大差异。通过对不同坡度的陡坡后消力池内水跃特性进行数值模拟,结合室内模型试验,分析了陡坡消力池内陡坡坡度与水跃长度的关系,并对比了数值模拟所得的水跃长度值与经验公式及模型试验结果。研究结果表明,数值模拟结果与实测值相对误差较小,经验公式的计算结果误差较大。因此,在今后实际工程设计中,可通过数值模拟的方法对陡坡后消力池长度进行初设。     

戈兰滩水电站技术创新及应用

由于戈兰滩水电站地质条件复杂,施工期建材供应紧缺,采用当地高炉矿渣和石灰石粉按一定比例混合作为新型掺合料,用新型双掺料代替粉煤灰进行了深入的试验研究。最终,选定新型双掺料中高炉矿渣和石粉比例为50∶50作为碾压混凝土掺合料,解决了粉煤灰短缺问题。针对"表孔宽尾墩—消力池—底孔跌流"联合消能、消力池抗浮稳定问题,结合本工程洪水特性和地质条件,提出"消力池湿廊道"技术,降低了工程造价和运行成本。针对基础灌浆影响碾压混凝土快速施工,采取先无盖重灌浆,再"二次灌浆"解决了施工干扰问题。通过技术创新和应用,保障了戈兰滩水电站工程建设顺利开展。     

阶梯溢流坝和宽尾墩及消力池组合消能的水流数值模拟研究

采用两相流模型,辅以Realizable k湍流模型,来模拟阶梯溢流坝和消力池组合以及阶梯溢流坝、宽尾墩和消力池组合两种联合消能工的水力特性,获得了流速场、压强场、紊动动能及紊动动能耗散率等物理参量的分布。网格划分采用了分区域划分:模型中任何形状不规则的复杂部分采用非结构网格划分,对形状规则的部分则采用了结构网格划分,并根据流动梯度的大小安排网格的疏密程度。采用有限体积法对控制方程进行离散。采用了VOF法处理自由水面,使用PISO算法求解速度与压力的耦连方程组。比较分析了两种消能工在速度场、压强场、紊动动能及紊动动能耗散率的差异。研究结果表明:受宽尾墩的影响,坝面及消力池中的流速均小于无宽尾墩的情况,而台阶坝面的压强明显高于无宽尾墩的情况;在消力池中紊动动能及其耗散率均大于无宽尾墩的情况。可见,阶梯溢流坝、宽尾墩和消力池组合消能工的消能优于无宽尾墩的情况。     

鱼塘水电站溢洪道底流消能设计

贵州省遵义市鱼塘水电站岸坡式溢洪道底流水跃消能工设计中 ,比较了各种型式的消力墩、消力坎的作用及布置和常用的消力池型式。对矩形断面下挖式消力池与综合式B型消力池进行了对比分析 ,探讨了在大单宽流量、高流速情况下 ,如何合理运用消力墩、消力坎以改善消力池的工作状况 ,提高了消能效率 ,最大限度地减轻了下游河道冲刷     

高坝洲水电站深孔消力池基础岩溶涌水点处理

对深孔消力池内的两股岩溶涌水点,曾采取过许多处理措施,未见成效,最后总结经验,确立了“变动水为静水”的指导思想,制定了“先浇并锚后灌”的总体施工方案,成功的堵住了涌水,达到了预期目的。     

大单宽流量低傅汝德数收缩墩底流消力池的试验研究

为解决大单宽流量、低傅汝德数底流消能中存在振荡水跃,进而导致消力池内流态不稳定、水面波动大、消能率低等问题,采用模型试验的方法,对在消力池前设置收缩墩后的收缩扩散与底流复合消力池进行了研究。结果表明:设置Y型收缩墩后消力池内呈较为稳定的收缩射流与淹没水跃的三元复合流态,水流更为稳定,振荡水跃消失,可有效解决池内的水流间歇性振荡和水面大幅波动等问题。同时,设置收缩墩后,可有效降低池内最大临底流速,由近30 m/s降至约20 m/s。消能率由60.93%提升至66.61%,消能效果显著。此外,下游河道冲刷大大减小。最不利冲刷工况下的2年一遇洪水时,基岩最大冲深由近32.0 m降为5.6 m。消力池前设置收缩墩,对于因受地形地质等客观条件限制,无法通过改变池长池深来解决大单宽低傅汝德数的底流消能问题,提供了一种新思路。