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        巫溪縣鎮(zhèn)泉引水電站工程閘壩消能防沖設(shè)計

        2013-06-04 07:09:12袁衛(wèi)
        關(guān)鍵詞:設(shè)計

        袁衛(wèi)

        【摘 要】鎮(zhèn)泉電站閘壩上下游水頭低,下游水位變幅較大,采用底流消能,消能防沖設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。閘壩下游布置有消力池、海漫及拋石防沖槽等消能防沖設(shè)施。

        【關(guān)鍵詞】消能防沖;設(shè)計

        1.概況

        巫溪縣鎮(zhèn)泉引水電站為后溪河干流第三座梯級,采用跨流域引水開發(fā)模式,工程壩址位于后溪河中下游的長河壩河段,壩址以上集水面積468.60km2;水庫正常蓄水位328.50m,設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇,設(shè)計洪峰流量為1540m3/s,相應(yīng)設(shè)計洪水位328.50m,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇,校核洪峰流量為1910m3/s,相應(yīng)校核洪水位328.93m,水庫總庫容38萬m3,電站裝機容量30MW。

        攔河閘壩建于覆蓋層上,覆蓋層由砂礫卵石、粉細砂、淤泥質(zhì)粘土等組成,下伏基巖為灰?guī)r。覆蓋層上部為厚10.10~14.0m、下部為厚4.70~11.50m的砂礫卵石,中部夾有厚2m的粉細沙層及厚3.50~6.90m的淤泥質(zhì)粘土層。覆蓋層最大厚度為34.50m。

        工程主要建筑物由攔河閘壩、引水建筑物、電站建筑物等組成。攔河閘壩采用寬頂堰加平板閘門的開敞式水閘,包括泄洪閘與沖砂閘。泄洪閘共4孔,閘壩段長52.5m,孔口寬度10m。閘室底檻高程321.20m,底板厚度2.50m,上下游設(shè)齒墻,齒深1.0m,底板順?biāo)飨蜷L22.0m,閘孔內(nèi)設(shè)檢修閘門和工作閘門。沖砂閘緊鄰泄洪閘布置于右岸,設(shè)1孔×10.0m,結(jié)構(gòu)與泄洪閘相同。

        閘壩下游布置有消力池、海漫及拋石防沖槽等消能防沖設(shè)施。

        2.消力池設(shè)計計算及結(jié)構(gòu)布置

        2.1消力池設(shè)計計算

        鎮(zhèn)泉電站閘壩上下游水頭低,下游水位變幅較大,故采用底流消能,消力池長度、深度根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》(SL265-2001)“附錄B消能防沖計算”所列公式進行計算。公式如下:d=σh"-h'-ΔZ

        h"c=

        h-T0h+=0

        ΔZ=-

        L=L+βL

        L=6.9(h"-h)

        式中:d—消力池深度(m);

        σ0—水躍淹沒系數(shù),本工程取1.05;

        h"c—躍后水深(m);

        hc—收縮水深(m);

        a—水流動校正系數(shù),本工程取1.0;

        q—過閘單寬流量(m2/s);

        b1—消力池首端寬度(m);

        b2—消力池末端寬度(m);

        T0—由消力池底板頂面算起的總勢能(m);

        ΔZ—出池落差(m);

        hs'—出池河床水深(m)。

        Lsj—消力池長度(m);

        Ls—消力池斜坡段水平投影長度(m);

        β—水躍長度校正系數(shù);

        Lj—水躍長度(m)。

        消能防沖設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水,庫水位為328.50m,相應(yīng)下泄流量為1540 m3/s。根據(jù)閘孔各孔、各級開度時,相應(yīng)的下泄流量和下游水位計算消力池的深度和長度。計算結(jié)果詳見表1。

        表1 消力池計算成果表

        根據(jù)底流消能計算成果,確定消力池深度為2.0m,長度為23.0m。

        消力池底板抗沖和抗浮要求計算公式如下:

        抗沖t=k

        抗浮t=k

        經(jīng)計算,抗沖要求厚度為1.37m,抗浮要求厚度為1.16m,因此,取消力池底板厚度1.50m。

        2.2消力池結(jié)構(gòu)布置

        消力池布置在閘室下游,消力池底板與閘室底板間斜坡坡度為1:4,斜坡與閘室底板間接2.0m寬的平段。消力池深2.0m,池長23.0m,底板高程319.20m,底板厚1.50m,采用C30W6F100混凝土結(jié)構(gòu),底板下面設(shè)10cm厚C10素砼墊層,消力坎頂寬1.0m,內(nèi)坡坡度為1:0.5。在消力池下游底板布置排水孔,孔徑8cm,孔距2.0m,梅花型布置,底板鋪設(shè)一層300g/m2的無紡?fù)凉げ甲鳛榉礊V。消力池底板順?biāo)鞣较蚬苍O(shè)3條沉降縫,沉降縫中設(shè)銅片止水,縫內(nèi)嵌浸瀝青杉木板。消力池左岸布置C20F100砼重力式擋墻,右岸布置C20F100砼衡重式擋墻,擋墻頂高程為327.60m,靠近閘室處墻頂以1:2的斜坡與水閘邊墩銜接。

        2.3海漫及拋石防沖槽

        當(dāng) ,且消能擴散良好時,海漫長度按下式計算:L=k

        根據(jù)計算,海漫長度為49.25m,取海漫長度為50m,海漫上游端接消力池末端,其頂面高程321.20m。海漫上游20m范圍內(nèi)采用60cm厚M10漿砌塊石結(jié)構(gòu),下游30m范圍內(nèi)采用60cm厚干砌塊石結(jié)構(gòu),海漫下部設(shè)15cm厚碎石墊層和一層300g/m2的無紡?fù)凉げ肌:B┒嗽O(shè)拋石防沖槽,防沖槽為倒梯形斷面,底寬5.0m,槽深2.5m,兩側(cè)邊坡均為1:2.5,防沖槽石塊單重不小于400kg。

        【參考文獻】

        [1]水閘設(shè)計規(guī)范.(SL265-2001).

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