馬邊芭蕉溪水電站引水隧洞及渠道設(shè)計(jì)(參考版)
2024-09-02 12:21本頁(yè)面
【正文】 由于現(xiàn)有的設(shè)計(jì)資料有限，無(wú)法進(jìn)行更加全面的經(jīng)濟(jì)比較的計(jì)算，建議在設(shè)計(jì)過(guò)程中加入造價(jià)的比較，這樣可以更加合理地選擇經(jīng)濟(jì)斷面。 本人認(rèn)為在設(shè)計(jì)中，由于沒(méi)有細(xì)化小型水電引水渠道的超高具體計(jì)算方法，直接取用規(guī)范的取值，顯得不夠經(jīng)濟(jì)。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，超高主要是受幾點(diǎn)影響： （ 1）風(fēng)引起水面波動(dòng)，一般為 10～ 30cm，作為超高取其半波高 5～ 15cm； （ 2）流速水頭轉(zhuǎn)為靜水頭可能的升高值； （ 3）糙率 n值的變化對(duì)水深的影響，一般在 左右，作為超高應(yīng)該留的余地為正常高水深的 5%～ 7%； （ 4）突然丟失負(fù)荷 或者增加負(fù)荷時(shí)，產(chǎn)生的涌波對(duì)超高的影響 據(jù)此，對(duì)于渠道和隧洞的超高計(jì)算公式為： ?? ???? )~( vhh （ 8） gVhv 22? （ 9） 式中：ξ :設(shè)計(jì)流量下，電站突然丟失全部負(fù)荷時(shí)的最大涌波高度， m。這樣的渠道適應(yīng)地形變化，有轉(zhuǎn)彎和陡坡的時(shí)候，工程量比較小。在這個(gè)過(guò)程中，主要以減少成本為主線(xiàn)，結(jié)合方便施工考慮，所以無(wú)論是在投資還是在縮短建設(shè)工期上都有比較好的效果。本文嚴(yán)格按照規(guī)定的設(shè)計(jì)步驟，根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，非常圓滿(mǎn)地完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。在總的開(kāi)挖面積的比較，水頭損失的比較上進(jìn)行綜合分析，選擇最經(jīng)濟(jì)的斷面作為最終的設(shè)計(jì)斷面。（如左圖所示） 圖 3 隧洞排水孔 2設(shè)計(jì)方法 在設(shè)計(jì)方法上，本文主要運(yùn)用設(shè)計(jì)中常用的工程類(lèi)比法和試算法，結(jié)合大量的已建工程的成功之處，來(lái)選定一系列滿(mǎn)足流量的底寬 b 和其對(duì)應(yīng)的高度 h 的值。但是，對(duì)于隧洞卻不行，因?yàn)橥馑畨毫?duì)城門(mén)洞型無(wú)壓隧洞襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力影響很大，為使減少外水壓力，在隧洞底，設(shè)直徑為100mm的縱向排水盲溝。并且與排水孔交錯(cuò)布置。布置灌漿孔如下：同一斷面內(nèi)，在洞頂和偏離洞頂中心45 度處，設(shè) 3 個(gè)灌漿孔，排距 5m，灌漿壓力 。渠道和隧洞都采用現(xiàn)澆混凝土襯砌，設(shè)置分縫，根據(jù)《渠道防滲工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL1891，橫縫間距 15m，縫的寬度 2～ 3cm，縫中設(shè)置止水，可設(shè)塑料止水帶或橡膠止水帶，施工縫和沉降縫二縫合一。根據(jù)《水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范》（試行） SD13484，圍巖分為以下五種情況： 表 6 圍巖形式及分類(lèi) Ⅰ類(lèi)圍巖 整體結(jié)構(gòu)或大塊狀結(jié)構(gòu)的堅(jiān)硬 巖體新鮮或微風(fēng)化，延伸短 ,多閉合 ,無(wú)或偶有單薄軟弱結(jié)構(gòu)面，無(wú)夾泥充填，層狀巖為巨厚層，層間結(jié)合良好，結(jié)構(gòu)面起伏粗糙咬合，結(jié)構(gòu)面無(wú)不穩(wěn)定組合。組合式襯砌的內(nèi)層為 30cm 厚 M10 砂漿漿砌塊石、外層襯砌細(xì)石混凝土 20cm 厚。渠道隧洞底寬 ，高 ，二者的底坡 i 均為 1/500。 那么，可以根據(jù)以上的計(jì)算來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （ 2）沿程水頭損失 gVRLH f 24 2??? ? (7) 其中 λ：沿程水頭損失系數(shù)，28Cg?? C：謝才系數(shù)， 611 RnC ?? 根據(jù)總的水頭損失： fj hhh ??總 那么可以計(jì)算出隧洞和渠道各自的水頭損失，見(jiàn)下表： 表 5 水頭損失的計(jì)算結(jié)果 L(m) V2/2g hf(m) hj(m) h 總 (m) 隧洞 渠道 隧洞與渠道底坡的校核 0 0 2 0 6 0 3 3 3 9 ????? Li 總 （渠道的局部水頭由跌坎抵消） 顯然，計(jì)算出的底坡和最初擬定的底坡相當(dāng)接近，認(rèn)為相同。 由于渠道的水力計(jì)算和隧洞相同，為了更好地銜接，使水利條件更好，且方便施工，選取和隧洞一樣的過(guò)水?dāng)嗝妗＃ㄈ鐖D所示） 圖 1 不同頂角斷面 由上圖隧洞總的斷面積 S 的計(jì)算如下： 22212s i n23 6 0)(20 ????tgbbbhhbS ???????????????????? （ 5） 式中： ? ：頂拱中心角； b: 底寬， m 根據(jù)圖示和計(jì)算可以明顯的發(fā)現(xiàn)：當(dāng)頂拱中心角越小時(shí)，開(kāi)挖斷面的總面積最小，但為了便于施工放線(xiàn)，選擇中心角為 1200 選擇最經(jīng)濟(jì)斷面的 b、 h 在滿(mǎn)足以下幾條的情況下，選擇最小斷面積：①根據(jù)
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