基于大崗山水電站施工期渡汛方案試驗(yàn)研究

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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com第2期水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào)NO．22010年6月HYDRO．SCIENCEANDENGINEERINGJun．2010大崗山水電站施工期渡汛方案試驗(yàn)研究王繼保，郭紅民(1．三峽大學(xué)土木水電工程學(xué)院，湖北宜昌443002；2河海大學(xué)水利水電212程學(xué)院，江蘇南京210098)摘要：為確保大崗山水電站2008年施工期安全渡汛，保護(hù)已建工程免受洪水毀損，進(jìn)行了施工渡汛水力學(xué)模型試驗(yàn)研究．通過水工模型試驗(yàn)，對設(shè)計(jì)渡汛方案進(jìn)行了對比試驗(yàn)并提出了推薦方案，觀察了渡汛時(shí)全河床過流時(shí)的水流流態(tài)，測試了上、下游圍堰堰面過流時(shí)的水面

2、線、流態(tài)、脈動(dòng)壓力、流速分布等水力特性并觀測了圍堰堰面過流時(shí)的沖刷及破壞情況；通過動(dòng)床試驗(yàn)，研究了汛期基坑不同堆渣高程河床過流時(shí)的水流流態(tài)，下游石渣的沖刷流失情況；為大崗山水電站的安全渡汛設(shè)計(jì)及施工提供了可靠的科學(xué)依據(jù)．關(guān)鍵詞：施工渡汛；圍堰；沖刷；模型試驗(yàn)中圖分類號(hào)：TV132．22：TV131．61文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009—640X(2olo)o2—0021—07大崗山水電站為大渡河干流規(guī)劃調(diào)整推薦22級(jí)方案的第14級(jí)電站，位于雅安市石棉縣安順場上游約27km處．工程樞紐建筑物由混凝土雙曲拱壩、水墊塘、二道壩、右岸泄洪洞、左岸引水發(fā)

3、電建筑物等組成．電站正常蓄水位1130m，總庫容7．42億m，電站裝機(jī)容量4×650MW．導(dǎo)流建筑物級(jí)別為Ⅲ級(jí)．初期導(dǎo)流采用上下游土石圍堰、左右岸各布置1條導(dǎo)流洞、全年施工的方式．導(dǎo)流洞為城門洞型，斷面尺寸為12．5m×15．0m(寬×高)，初期導(dǎo)流流量為Q：?：6190m／s．根據(jù)右岸高線公路、左右岸導(dǎo)流洞的實(shí)際施工進(jìn)度分析，其通車、具備過流條件的時(shí)間都不確定，汛前圍堰是否能堆筑到設(shè)計(jì)高程的不定因素太多．而2008年壩肩開挖要翻渣下河床，根據(jù)環(huán)保要求，河床須形成基坑攔渣．故在2008年汛前圍堰不能堆筑到設(shè)計(jì)高程的情況下，為滿足壩肩開挖翻渣下河

4、床及環(huán)保要求，汛期上、下游圍堰及基坑要過流，由此提出了施工渡汛水力學(xué)問題．為確保安全渡汛，保護(hù)已建工程免受洪水毀損，進(jìn)行了施工渡汛水力學(xué)模型試驗(yàn)．1試驗(yàn)?zāi)Ｐ捅驹囼?yàn)?zāi)Ｐ蜑檎龖B(tài)整體模型，按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)，模型幾何比尺定為1：50(即A=50)．根據(jù)大崗山電站渡汛試驗(yàn)技術(shù)要求及本研究河段河道特點(diǎn)，模型長度范圍為上游至壩軸線約750m，下游迄于壩軸線以下約850m，(沿主流線)總長約1600m，試驗(yàn)河段模型總長約35m．模型上下游及岸邊地形采用等高線法用水泥砂漿塑制．模型左、右岸導(dǎo)流洞采用透明有機(jī)玻璃制作，模型布置見圖1．試驗(yàn)采用矩形量水堰控制模型上

5、游總來流量，直讀式旋漿流速儀測量各測點(diǎn)流速，自動(dòng)超聲水位計(jì)、固定測針及活動(dòng)測針測量水位，并以錄像及照相的方法記錄水流流態(tài)．收稿日期：2009—06—24基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(50579084)作者簡介：王繼保(1976一)，男，湖北宜昌人，講師，博士研究生，主要從事水力學(xué)及河流動(dòng)力學(xué)研究及教學(xué)工作E—mail：wjbtina@etgu．edu．en學(xué)兔兔www.xuetutu.com22水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào)2010年6月圖1大崗山水電站渡汛平面布置Fig．1PlaneofDagangshanHydropowerStation2渡汛方案

6、試驗(yàn)研究2．1導(dǎo)流洞泄流能力試驗(yàn)試驗(yàn)對左、右岸導(dǎo)流洞聯(lián)合泄流，右岸導(dǎo)流洞單獨(dú)泄流兩種工況進(jìn)行了泄流能力分析．右岸導(dǎo)流洞單獨(dú)泄流能力及左、右岸導(dǎo)流洞聯(lián)合泄流能力見圖2．昌、*(a)右岸導(dǎo)流洞單獨(dú)泄流(b)左、右岸導(dǎo)流洞聯(lián)合泄流圖2導(dǎo)流洞泄流能力曲線Fig．2Dischargecapacityofthediversiontunnel試驗(yàn)結(jié)果表明，在300～2200m／s流量范圍，右岸導(dǎo)流}同實(shí)際泄流能力與設(shè)計(jì)計(jì)算泄流能力基本一致．在300～4500m／s流量范圍，左、右岸導(dǎo)流洞聯(lián)合泄流能力與設(shè)計(jì)計(jì)算泄流能力基本一致．2．2渡汛方案設(shè)計(jì)根據(jù)大崗山河道

7、特點(diǎn)、導(dǎo)流洞分流條件及2008年渡汛要求，施工期渡汛設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇(P=5％)，相應(yīng)洪峰流量Q=3920in／s，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇(P=10％)，相應(yīng)洪峰流量Q=5360m／s，上游控制水位高程974．00m．參考同類型工程經(jīng)驗(yàn)對多種臨時(shí)渡汛方案進(jìn)行了分析，最終確定2種渡汛方案進(jìn)行試驗(yàn)研究．方案1：圍堰缺口過流渡汛本方案設(shè)計(jì)為在2008年截流后，首先完成基坑過流平臺(tái)的施工，然后在平臺(tái)右側(cè)堆筑圍堰至978．00m高程，左側(cè)預(yù)留缺口(底高程965．00m)，缺口用碎石土草袋堆筑擋汛期常年洪水(Q：=3920ITI／s)，根據(jù)水情預(yù)

8、報(bào)，流量超過常年洪水，打開缺15，基坑缺15過流．上游圍堰頂高程978．00m，左岸預(yù)留缺口，缺口高程965．00ITI，缺口底寬40rrl，圍堰迎水