第二章重力坝–§7重力坝坝身泄水孔.ppt

第二章 重力坝 . §1 概述 §2重力坝荷载及其组合 §3重力坝抗滑稳定分析 §4重力坝应力分析 §5非溢流坝剖面设计 §6溢流坝设计 §7重力坝坝身泄水孔 §8重力坝材料与构造 §9重力坝地基处理 §10其他型式重力坝（百色坝） §7 重力坝坝身泄水孔 一、概述 作用：预泄水库、排沙、导流、发电供水 工作条件：孔内流速高，易引起空蚀、闸门振动，孔道体形设计重要；深水闸门水压力大、启闭力大，门体结构、止水、启闭设备复杂，检修不便 类型： 1）按所处高度分：中孔、底孔 2）按布置层数分：单层、双层 3）按流态分：有压、无压 一、概述 有压孔——泄流时孔内保持满流有压 工作闸门在出口，以稳定孔内水流保持有压，有利门后补气减免空蚀，孔身断面尺寸小 关门时水压力大,对坝体σ、防渗不利 进口设事故闸门兼作检修闸门，平时兼用作挡水 孔断面：圆形，有利改善受力和提高过水能力 一、概述 无压孔： 工作门、检修门均设于进口 工作门后孔身顶升高，泄流时孔内有自由水面——无压流 闸门前：短有压段 泄水时孔内承受静水压力，关门时孔内无水，明流段可不钢板衬砌，施工方便 但孔断面尺寸大，对坝体削弱大 二、坝身泄水孔布置 布置原则：正常运用前提下 尽量一孔多用： 灌溉+发电；防空+排沙+导流 具体布置： 泄洪孔——主槽部位，较宽河谷宜在非溢流坝段中，深孔出口不宜在溢流坝面上 孔口不能太大，泄量大时可布置为双层，但注意交汇处空蚀 二、坝身泄水孔布置 进口高程：满足泄洪要求下尽量高些，减小门压力和洞长，具体而言： 灌溉孔应与灌区在同一侧▽孔进口根据▽坝后渠首确定，或根据泥沙、水温情况分层设进水口 发电进水口应根据发电和泥沙要求确定，一般设于水库最低水位以下一倍孔口高度处，并高程最终泥沙高程1m以上。 排沙孔尽量靠近电站、灌溉进水口 放空、导流孔进口一般较低 三、有压泄水孔 组成：进口段（进口曲线段、闸门槽段、渐变段、平压管、通气孔）洞身段、出口段 1）进口段曲线： 进口曲线段—椭圆or圆弧 椭圆长轴水平or上倾约12度 顶曲线：A=h（孔高or孔径 侧曲线：A=B（孔宽） 圆弧半径：R2D 三、有压泄水孔 2）闸门槽段 矩形锐缘闸门——适于V10m/s 矩形收缩形门槽——适于v大时 门槽形式尺寸 宽深比 =1.6-1.8 错距△=（0.05-0.08）W 导角半径r=0.01D 下游边墙坡率1:1-1:12 三、有压泄水孔 3）渐变段 孔身——圆形断面，R大、受力条件好 闸门处断面——矩形 需设渐变段——矩形→圆形 渐变段长=(1.5-2.0)D(孔径or孔宽) 且边壁收缩率=1:5-1:8 渐变方式：矩形四角加圆弧 三、有压泄水孔 4）通气孔 作用：检修前，检修门闭 工作门开启放水时，向孔内补气 断面积： 一般=泄水孔断面积的0.5%-1% 并大于平压管、检修排水管的断面积 通气孔进口须与大气连通，并与启闭机室分开。 三、有压泄水孔 5）平压管 作用：检修完毕提起检修门前向 二门间充水，平衡检修门前水压 减小启门力 管径d由管流公式确定： 平压管充水时，通气孔排气 三、有压泄水孔 6）泄水孔底坡i 一般缓坡，按施工运输、检修排水要求确定 沿孔轴线底坡变化时，采用圆弧曲线连接 曲线半径≥5D 三、有压泄水孔 7）出口段 出口渐变段—圆形→出口矩形断面 且出口断面收缩——防止空蚀 收缩率：A出口/A孔身=0.85-0.9 收缩方式：顶部设压坡段，坡比1:10-1:15 三、有压泄水孔 8）水力计算 1）泄水能力——孔流公式 ）孔内压坡线——孔顶沿程测压管水头线 规范要求：任意断面~不得小于2m高水柱 四、无压泄水孔 组成：进水口段、无压明流段、 出口段、通气孔 1）进水口段： 顶部1/4椭圆段（AB段）： 长半轴a=h2（检修门处孔高） 短半轴b=a/3 在曲率=s1处接压坡段s1=BC S1斜率=1:4.5、5.5、6.5（检修门前 S2斜率= 1:4、5、6（检修门后） 四、无压泄水孔 2）无压段 洞顶净空 孔顶矩形：净空高度=（0.3-0.5）h max不掺气 孔顶拱形：拱脚距水面高度=（0.2-0.3） h 不掺气 底坡i 直线：iik 抛物线：y=15.5y1/2 或y=x2/6H H—工作闸门孔口中心线处水头 四、无压泄水孔 3）通气孔二个 检修门后通气孔、平压管同于有压孔 工作门后设通气孔，正常泄流时补气 通气孔断面积: a≥A10% 或a=0.09VwA/Va Vw——水流断面平均流速；Va——通气孔允许风速； A工作闸门处泄水孔断面 四、无压泄水孔 4）水力计算 过水能力——有压孔流 式中μ——计入至工作闸门处水头损失 μ=0.8-0.85（有门槽）或μ=0.9-0.95(当压