高拱坝表中孔窄缝式挑坎泄洪雾化特性分析

对古学水电站拱坝表中孔窄缝布置方案的泄洪雾化特性进行分析,根据物理模型试验成果,率定出不同频率洪水条件下,坝身表中孔的泄洪雾化水力因子,然后考虑水舌入水形态、复杂河谷地形及气象条件等因素,得到了泄洪风场与雾化降雨强度的等值线分布。研究表明,坝身表中孔采用窄缝出口体形,泄洪水舌纵向拉开,水舌两侧溅水受到前部遮蔽,且当表中孔联合泄洪时,内外侧不同水舌间也发生相互遮蔽。由于水舌两侧雾化源受到削弱,使得窄缝体形在保证消能安全的同时,能有效减小两岸雾雨爬升范围。在坝身各种泄洪条件下,雾化降雨分布范围在坝下80～700 m之间,两岸雾化雨区爬升高度仅为120～140 m,右岸下游电厂尾水出口处降雨强度0～20 mm/h,已属自然降雨范畴。     

窄缝挑坎水面线及水舌挑距的试验研究

考虑到窄缝收缩段的急流水力特性,在试验分析的基础上,提出了计算窄缝挑坎水面线的简化方法。同时通过对窄缝挑坎射流特性的分析,本文给出了确定窄缝挑流水舌挑距的估算方法。     

兼使水流转向的非对称窄缝挑坎

讨论了兼有水流转向功能的一级非对称直线边壁窄缝的设计方法与水力特性，两边墙转向角之差即为水流转向角，两边墙转角相等时出口水流的水深和佛汝德数也分别相等。按在窄缝出口前形成完整幅射流的条件，讨论了兼有转向功能的非对称曲线边墙窄缝的设计方法与水力特性。比较了六种体型(三种对称、三种非对称)窄缝在八种工况对泄槽底板的冲击压强，实测结果表明，非对称性越强冲击压强越小。     

窄缝式挑坎强化消能与体型问题研究

窄缝式挑流鼻坎是适用于狭谷高坝大流量泄洪的新型消能工。本文在总结窄缝式挑流消能工应用现状和消能特性的基础上，对窄缝式挑坎的体型进行了初步研究。就满足窄缝流态、消能效果好且经济合理的体型，提出了设计计算的初步方法。     

泄洪洞窄缝燕尾组合挑坎试验研究

采用物理模型试验的方法,在综合考虑燕尾挑坎、窄缝挑坎2种消能工各自特点的基础上,针对长河坝水电站2^#泄洪洞挑流水舌所必须达到的挑射效果,进行了窄缝燕尾新型组合挑坎的试验研究。从挑坎内部水流流态、出挑水舌形态以及下游消能防冲效果3个方面进行了燕尾挑坎、窄缝挑坎以及新型组合挑坎之间的对比试验。研究结果表明新型的组合体型兼有燕尾挑坎与窄缝挑坎的优点,它在改善坎内水流流态、水舌形态、减轻下游河道冲刷方面起到了重要作用,同时也满足2^#泄洪洞出挑水舌的限制要求。试验的研究成果可供类似工程参考。     

窄缝消能工在高薄拱坝坝身上孔上的应用

峡谷地区高坝泄洪建筑物在大泄洪落差下泄放大流量，需要消刹的泄洪功率很大，做好消能防冲设计，确保建筑物安全，是一个重大的技术课题。在乌江东风水电站的设计中，首次把“窄缝消能”的设计思想应用到高薄拱坝的坝身中孔上，并成功地经受了实践的检验，获得了很好的技术和经济效益，为今后类似的工程设计提供了有益的经验。     

高拱坝坝身表孔和深孔水流无碰撞泄洪消能试验研究

宽尾墩和窄缝收缩式消能工具有使水流横向收缩、垂向扩散及纵向拉长的功能。本文将宽尾墩和窄缝挑坎分别应用于高拱坝坝身表深孔,并对表孔和深孔出口不同体型组合进行了联合泄洪消能效果的模型试验研究。试验结果表明,当表孔采用宽尾墩、深孔采用窄缝挑坎时,获得了窄长的下泄水流流态,表孔和深孔水舌空中相互穿插下落,不发生碰撞,不仅实现了无碰撞消能的目的,有助于降低泄洪雾化的强度,而且水垫塘底板冲击动压减小。本消能方式可以充分利用下游河道的纵向空间,特别适合于狭窄河谷中的高拱坝坝身泄洪。     

窄缝挑坎在丙巷河水库枢纽泄洪隧洞出口的设计应用

在对丙巷河水库枢纽泄洪隧洞出口进行底流消能、连续式和窄缝式挑坎消能方案的技术经济比较论证后，最终采用窄缝消能方案，但对窄缝消能工目前尚无严密的体形设计方法。在工程设计中，采用大连理工大学刘韩生、倪汉根等人提出的冲击波简化式推导曲线反射扰动线方法，求出满意的对称曲线窄缝挑坎体形，经水力学模型试验验证，效果很好，能较好适应山区狭窄河谷高水头的水库枢纽泄洪消能布置。该消能工的挑射水舌窄而高，水流在空中的紊动、掺气、扩散作用强烈，能消刹大部分动能，射入冲坑后形成三维扩散消能状态，消能率比等宽挑坎高，有效地减轻对下游河床及两侧岸坡的冲刷。     

Y型窄缝挑坎在水电站导流泄洪洞中的应用

针对出口位于特别狭窄的河谷导流泄洪洞而言,选择合适的鼻坎形式非常重要。本文在分析各种挑流鼻坎体型及其适应范围的基础上,提出一种Y型窄缝挑流挑坎形式,并借助某水电站泄洪导流洞的模型试验研究资料,对该体型的水舌形式进行研究。结果表明:泄洪导流洞出口采用Y型窄缝挑流鼻坎后,既能在各种工况下都形成纵向拉开水舌,又能满足工作水头变幅巨大的运行要求,且导流期和永久泄洪期采用同一挑坎,无须改建。     

窄缝挑坎体型选择

窄缝挑坎体型选择,包括确定侧墙的曲线形式、收缩比或收缩率(或侧收缩角)、侧墙高度、窄缝出口断面形式等参数。窄缝式挑流问题在国内外都进行了研究,获得的一些研究经验,应用在工程实际中取得了明显的效果。     

高拱坝溢流表孔分流齿坎的布置体型与作用效果

在高拱坝工程溢流表孔上设置分流齿坎具有分散水舌能量、降低下游水垫塘底板冲击压强的作用,是一种颇具竞争力的体型优化技术措施。本文结合采用6表孔与7深孔布置的白鹤滩水电站,开展了坝身泄洪水工模型试验研究,系统研究了溢流表孔分流齿坎的布置方法、细部结构体型及其作用效果。研究发现,该工程1^#表孔出口采用外侧单边齿坎、4^#表孔出口采用双侧边齿坎的分流齿坎布置方法,是降低下游水垫塘底板冲击压强的较优布置方案。针对分流齿坎的宽度与挑角开展的进一步研究发现,单个分流齿坎的宽度宜取表孔出口宽度的0.18～0.23倍、挑角宜采用15°～20°,是较佳的细部结构布置参数。上述研究成果可供类似工程参考。     

高拱坝下游水垫塘体形比选试验研究

水垫塘作为高拱坝泄洪消能的一种重要形式,已经在众多工程中采用。本文分别对水垫塘2类（平底和反拱）3种体形——平底、反拱圆弧底、反拱抛物线底进行了水力特性研究,从水垫塘体形、塘中水舌流态、塘底冲击压强、岸坡落石运动等不同角度分析论证了3种水垫塘的水力学特性。最后得出结论：圆弧底反拱水垫塘优于其它2种形式并推荐工程采用。     

特高拱坝表孔溢流面混凝土翻模工艺优化

锦屏一级水电站大坝溢流面混凝土施工在设计阶段拟采用常规工艺,实际施工过程中发现可能无法满足度汛对工期的要求。经过技术分析,并借鉴国内成功实施的大坝溢流面混凝土施工经验,提出了溢流面混凝土与大坝混凝土一次浇筑、溢流面层采用翻模工艺、支撑大梁采用悬臂支模的优化方案。工程实践表明,新的工艺方案保证了溢流面混凝土的结合质量,且节约工期5~7个月,相关经验可供类拟工程借鉴。     

高重力坝挑坎体型及水力特性对比

基于水工模型试验方法,利用几何比尺为60的黄河古贤水利枢纽水工模型,研究了连续式、窄缝式、差动式、燕尾式、直边窄缝燕尾式及曲面窄缝燕尾式共6种体型挑坎的水舌特性及水垫塘底板的压强特性。结果表明:连续式挑坎水舌呈连续且集中的形态;当挑角为30°时,窄缝式挑坎并未呈现纵向拉伸的水舌形态,内外缘挑距大,入水宽度小,冲击压强与脉动强度较大;差动式挑坎水舌呈现分层分股的形态特征,入水宽度变大,冲击压强与脉动强度减小;燕尾式挑坎水舌纵向呈扫帚状,水舌面积增大,在空中扩散、掺气、摩擦消散充分,入水宽度大大增加,沿程时均压强未出现冲击压强且脉动强度最大值比连续式、窄缝式及差动式挑坎分别降低59.5%、69.8%和39.4%;曲面窄缝燕尾式挑坎横向收缩与纵向拉伸效果比直边窄缝燕尾式挑坎好,且横向收缩有利于近坝区水体紊动及削弱二道坝区水体紊动;燕尾式挑坎有利于水垫塘底板稳定和下游消能防冲,对于类似高重力坝挑坎体型选择具有一定参考价值。     

锦屏一级水电站拱坝整体稳定性分析和抗裂设计

锦屏一级水电站拱坝坝高305 m,为世界第一高拱坝,由于拱坝坝址区地形地质条件不对称,同时存在大量的缺陷,造成大坝受力条件较为恶劣,可能导致坝体开裂。为此,从拱坝整体受力稳定的角度深入分析了各种可能的开裂因素,并据此提出抗裂设计措施。实践表明:由于充分利用了拱坝的自我调整能力,并综合运用了增强混凝土抗裂性能、优化体型、加强对地形和地质不对称条件的处理、增强河床部分坝体刚度等措施,使坝体抗裂性能有较大提高。     

五马水库底孔坝段优化设计

五马水库坝址坝基存在倾向下游的软弱夹层,下游河道呈S型,底孔出口挑射高速水流会冲击坝脚和下游山体,对大坝造成严重威胁。鉴于此,将泄洪冲沙底孔出口由挑流调整为底流消能。笔者对优化设计加以总结,以资借鉴。     

高拱坝的枢纽布置与泄洪消能

根据断面特征将高拱坝分为两类：高重力拱坝和高双曲拱坝，并从拱坝的坝型、泄洪要求、消能工选择等方面，结合工程实例对高拱坝的枢纽布置和泄洪消能问题进行了分析讨论，指出了各自的适用条件和优缺点。     

水布垭枢纽泄洪消能试验研究

对水布垭水利枢纽泄洪消能布置进行了整体水工模型试验,研究分析溢洪道入口、消能区及坝址下游水流特性,观测了窄缝挑坎挑流特性、消能区的冲淤情况和防淘墙的脉动压力和频率,从而解决了水布垭工程泄洪消能问题。     

锦屏一级水电站特高拱坝混凝土施工技术总结

锦屏一级水电站大坝为世界上已建最高混凝土双曲拱坝,坝址区昼夜温差大,料源骨料性能欠佳,对混凝土施工的温控防裂提出了更高要求。介绍了最严格的混凝土施工温控标准,包括浇筑温度控制、封拱温度控制、温度梯度控制及降温速率控制等。同时对砂石加工系统、骨料运输系统、混凝土生产系统及缆机系统的布置进行了阐述。相关经验可供类似工程借鉴。