水布垭水利枢纽放空洞水力学试验研究

水布垭枢纽放空洞主要承担水布垭工程施工期后期导流及完建后大坝检修时放空水库的任务.它具有水头高、流速大、运行时间长、水位变幅大等特点.借助系列水工模型试验对水布垭放空洞的泄流能力、压力特性及关键部位的空化特性、闸门启闭力、出口鼻坎消能工体型及下游冲刷等进行了较深入的研究、分析.提出了一种新型消能工--双曲差动异型鼻坎,该鼻坎有良好的消能效果.在工作闸门区突扩跌坎处,选择合适的体型及通气设施并严格控制表面不平整度,可达到防止或减小空化的目的.     

水布垭水利枢纽放空洞布置

水布垭水利枢纽放空洞最大挡水水头达154 m,最大操作水头110 m,洞内流速、水压力及闸门操作动水压力均处于较高水平,叙述了放空洞的布置及结构型式.     

水布坯水利枢纽放空洞布置

水布垭水利枢纽放空洞最大挡水水头达154m，最大操作水头110m，洞内流速、水压力及闸门操作动水压力均处于较高水平，叙述了放空洞的布置及结构型式。     

水布垭水利枢纽放空洞事故检修门设计

水布垭水利枢纽放空洞事故检修门为平面定轮门,设计水头152.20 m,操作水头110.00 m,最大轮压5 400 kN.其设计水头、操作水头、轮压等技术指标目前居于国内同类闸门之首.对闸门各部件的设计参数及制作技术做了详细的介绍.对同类型闸门设计具有参考意义.经过对闸门的定轮、水封及埋件等关键技术进行研究后完成施工设计,目前已投入运行.     

高水头放空洞泄洪消能试验研究与运用

水布垭枢纽放空洞主要承担水布垭工程施工期后期导流及完建后大坝检修时放空水库的任务。它具有水头高、水位变幅大、流速大、运行时间长等特点,经过1∶58水工整体模型多种方案的比较研究,首次提出了一种新型的双曲双槽差动鼻坎消能工形式;经过2007年超高水位、长时间的泄洪运行检验,该消能工成功地解决了放空洞高水头、大变幅、大夹角、窄河谷且地质条件较差的消能防冲难题;同时,该型鼻坎消能工无任何蚀损。     

水布垭水利枢纽放空洞突扩跌坎水力学问题研究

水布垭放空洞具有工作水头高、流速大、上游水位变幅大等特点.针对其工作门区的突扩跌坎掺气体型,通过1∶25局部模型和1∶40减压模型,对该体型的水力特性及空化特性进行了试验研究,结果表明:放空洞在工作水头H0＝0～110 m范围内运行,工作门区突扩跌坎体型可免于空蚀破坏;工作门区侧扩跌坎体型设计参数相对应的临界工作水头Hk为35～50 m;工作水头H0=20 m时,侧空腔浅小,底空腔基本消失,水流不能有效掺气,而侧冲击区有初生状态的蒸汽型空化发生,为安全计,宜采用抗蚀材料对边墙水流冲击予以防护.分析评估了该体型的抗空蚀破坏能力,研究成果为设计决策提供了科学依据.     

水布垭水利枢纽放空洞设计

水布垭水利枢纽为高坝大库,挡水建筑物取当地材料,需设置放空洞以便于大坝检修.放空洞最大挡水水头154 m、工作水头110 m、弧门最大推力94 369 kN,在国内外均处于较高水平,且地质条件复杂,结合枢纽布置及地质条件,合理选取了放空洞布置方案、结构型式,对影响工程运行安全的主要地质问题进行揭示并深入研究,采取了可行的处理措施.     

东江二级放空洞突扩式门槽及通气设施的设计与初步运行

东江水电站二级放空洞工作水头超过100m，流速近40m/s，隧洞中部的工作闸门采用偏心铰弧形闸门和突扩式门槽，并于国内首次采用突扩、突跌型通气减蚀设施。本文简要介绍突扩突跌选型、通气设施布置、模型研究及其初步运行情况。东江二级放突洞，在“一洞一门”情况下运行了一年多，运行正常，满足了各种运行条件，明流流态较为平稳，拓气效果较好，未发现空蚀破坏现象。文中介绍的是我国第一个采用偏心铰弧形闸门结合突护突跌通气设施的工程设计，这一工程实践，必然会为国内高水头，高流速泄隧洞的设计与科研提供了有实用价值的资料。     

水布垭水电站高扬程、大容量启闭机设计

水布垭水利枢纽放空洞事故闸门启闭机最大扬程达159 m,启门力达3 200 kN,在国内同类机型中扬程最高.结合该闸门启闭机的设计探讨了高扬程、大容量卷扬式启闭机的特点,如多层缠绕、折线绳槽卷筒、钢丝绳偏角等问题.该启闭机经试运行达到了设计要求.水布垭放空洞高扬程、大容量启闭机的工程运用实例,为将来在其它水电站上使用同类机型,提供了可借鉴的经验.     

水布垭水电站消能区防护方案研究

水布垭水电站位于湖北省巴东县境内,是清江梯级开发的龙头枢纽.枢纽以发电、防洪为主,兼顾其它.水库正常蓄水位400 m,相应库容43.12亿m3,装机容量1 840 MW.枢纽主体建筑物由混凝土面板堆石坝、河岸式溢洪道、地下电站厂房和放空洞等组成.面板堆石坝坝顶高程409 m,最大坝高233 m,是目前世界上最高的面板堆石坝.水布垭水电站泄洪消能建筑物为岸边溢洪道,具有水头高、流量大、泄洪功率大、消能区地质条件复杂的泄洪消能特点.下游消能区防护方案经对水垫塘方案和防淘墙方案综合比较,推荐采用护岸不护底的防淘墙方案.     

小浪底水利枢纽工程孔板泄洪洞设计

小浪底工程在世界上首次将导流洞设计改建成１４０ｍ高水头孔板泄洪。孔板泄洪洞由龙抬头段，孔板消能段，闸室前渐变段，中间闸室，闸室后洞身段，出口挑流段等部分组成，其中孔板消能段是泄洪洞的核心部位，设三级孔板消能。文中详细介绍了孔板泄洪洞的特点，孔板型式，消能原理，体形设计，结构设计以及为减少负压和防止水翅冲击弧形闸门支铰等难题而进行的创新设计。结合设计，给出了泄洪洞各组成部分的结构计算方法及结果。     

高水头水电站 “三洞合一”布置的体型优化试验

针对某水电站坝址河道狭窄现状,采用放空洞、旋流竖井泄洪洞与导流洞"三洞合一"技术优化枢纽布置。通过模型试验,分析旋流竖井泄洪洞泄流能力及相关水力特性,评价了结构尺寸设计的合理性。提出在放空洞连接段采用曲线型阶梯消能工的措施,通过试验得到了优化体型。研究表明,采用曲线型阶梯消能工后,连接段流态平稳,水流掺气充分,并且消能效果显著,在单宽流量为54.3 m3/(s.m)时阶梯段的消能率达到了43%。在洞内连接段布置阶梯消能工可有效改善枢纽布置。     

大石峡水利枢纽工程的泄水消能设计研究

大石峡水利枢纽工程是典型的高坝大库工程,泄水消能建筑物受地形地质条件影响,布置较难,具有水头高、超高流速、消能难、运用复杂等特点。针对工程开发任务、运用情况、坝型和地形地质条件,进行了泄水建筑物的方案比较、详细论证和研究,将泄水及引水发电系统集中于凸岸布置;泄水建筑物包括岸边溢洪道、中孔泄洪洞、放空排沙洞及生态放水孔,下游设置“护岸不护底”的联合消力塘。经过整体水工模型试验验证,泄水消能建筑物布置合理,运行安全。通过总结坝高250 m 级的大石峡水利工程泄水消能设计与研究,对超高坝的泄水工程设计有较好的借鉴作用。     

小湾水电站泄洪建筑物布置优化研究

小湾水电站最大泄流量为20700m^3/s，最大水头约225m，泄洪功率高达46000MW。小湾工程河谷窄、坝高、泄量大，经各设计阶段的多方案比选研究，泄洪消能布置采用5个坝顶溢流表孔、6个坝身中孔和左岸一条泄洪洞，坝后设水垫塘和二道坝，坝身设2个放空底孔的泄洪建筑物布置方案。各泄洪消能建筑物在联合泄洪或单独泄洪情况下，既能达到良好的消能效果，又能保证运行安全稳定。     

糯扎渡水电站水力设计关键技术研究

糯扎渡水电站枢纽工程由心墙堆石坝、溢洪道、泄洪隧洞及引水发电系统组成;总泄洪功率高达66940MW;溢洪道最大泄洪流量高达31318m3/s,泄洪最大水头182m,泄洪功率达55860MW,采用了预挖消力塘的消能方案;泄洪隧洞工作水头达120m,采用双孔合一的闸门布置形式,高水头大流量的泄洪消能问题十分突出;尾水隧洞和导流隧洞结合,尾水调压井直径达33m,水力设计复杂;通过计算分析和水工模型试验研究,较好地解决了堆石坝枢纽工程中溢洪道、泄洪隧洞的掺气减蚀、消力塘护岸不护底等水力设计难题,并将运用于工程实践。     

某水电站大孔口深孔弧形闸门设计探讨

某水电站地处寒冷地区,由高坝大库组成,在预可研前期泄水系统作了放空洞参与施工度汛的方案。该方案设置的中层放空洞弧门孔口尺寸大、挡水及运行水头高,设计难度大。因此,以传统的设计思路,不仅其门叶、支臂、支铰的制造、运输及安装难度大,而且其启闭设备的技术水平要求也很高,实现的难度大。加之,若其水封采用技术成熟、经济性较好的充压式止水型式在低温情况下存在管路冻住失效的风险,不利于弧门的安全运行。因而,本文针对以上问题对该大孔口深孔弧形闸门的结构、水封、门槽及启闭设备型式进行了分析比较,并提出相应的解决方案,可为后续类似弧形闸门的设计提供一些借鉴和参考     

水布垭水电站泄洪消能设计创新与实践

水布垭水电站消能区岩性软弱破碎,抗冲刷能力低。但岸边溢洪道最大泄量达18 320 m3/s,泄洪落差171 m,最大泄洪功率31 000 MW。致使泄洪消能技术难度居国内外同类工程之首,其具体表现在:①消能区方案选择难;②消能区防护方案选择难;③冲淤形态控制难;④防淘墙结构设计难;⑤防淘墙施工难。通过系统的科学试验和技术攻关,首次提出防淘墙防护方案;独创新型消能工布置形式和综合防冲结构措施。工程建成后,经过了最高运行水位的考验。对同类工程设计具有很好的参考作用。     

水布垭水利枢纽设计创新与实践

水布垭水利枢纽,大坝高233 m,为目前世界上最高的面板堆石坝.泄洪最大水头180 m,最大泄流量18 320 m3/s,最大泄洪功率3.1万MW,且消能区地质条件复杂.地下电站厂区为上硬下软、软硬相间的层状岩体,软岩广泛分布,且层间剪切带十分发育,成洞问题十分突出.防渗帷幕沿线300 m高程以上强烈溶蚀,溶洞相当发育.围绕水布垭工程中的技术难题,经过国家"九五"科技攻关、前期设计科研和建设过程中大量的专题研究,取得了一批创新性成果并应用于工程实践,成功地解决了工程中的一系列关键技术问题.