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1明渠導(dǎo)流的方法
首先是對明渠的斷面尺寸進(jìn)行確定,結(jié)合設(shè)計(jì)導(dǎo)流的流量控制來確定明渠斷面的尺寸,并且受到了諸多因素的影響,如地形地質(zhì)、允許抗沖流速等,在設(shè)計(jì)斷面的過程中,需要結(jié)合差異化的明渠斷面尺寸,來組合圍堰,綜合考慮。其次是對明渠斷面形式進(jìn)行合理選擇,通常情況下,會(huì)按照梯形來設(shè)計(jì)明渠斷面設(shè)計(jì),如果有堅(jiān)硬基巖存在于渠底,可以按照矩形來設(shè)計(jì),在一些特殊情況下,為了促使截流和通航的不同要求得到滿足,也可以按照復(fù)式梯形斷面進(jìn)行設(shè)計(jì);最后是對明渠糙率進(jìn)行確定,明渠的泄水能力會(huì)直接受到明渠糙率大小的影響,因此,開挖方法、襯砌材料以及渠底平整度等因素會(huì)直接影響到糙率大小,所以設(shè)計(jì)過程中,就需要結(jié)合具體情況,嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)的規(guī)定和要求來進(jìn)行。
2隧洞導(dǎo)流的方法
一是隧洞導(dǎo)流的使用范圍:對于山區(qū)河流,通常應(yīng)用隧洞導(dǎo)流的方法,這是因?yàn)槠溆兄^為狹窄的河谷,兩岸有著陡峻的地形;因?yàn)槊織l隧道都有著十分有限的泄水能力,隧道需要較高的造價(jià)成本,因此,沒有較大的流量,就可以應(yīng)用隧洞導(dǎo)流的方法。結(jié)合如今的形勢,每條隧洞的可宣泄流量嚴(yán)格控制2000m3/s—2500m3/s,大部分工程將兩條左右的導(dǎo)流洞給應(yīng)用過來。為了促使導(dǎo)流費(fèi)用得到減少,就需要結(jié)合導(dǎo)流漏和永久隧道。如果是將高水頭土石壩樞紐興建于山區(qū)河流上,將永久隧漏給應(yīng)用過來。因此,對于土石壩紐,非常普遍的使用了隧洞導(dǎo)流,將混凝土壩修建于山區(qū)河流上,也可以將隧洞導(dǎo)流給應(yīng)用過來。二是導(dǎo)流隧洞的布置方法:需要在完整和新鮮的巖層中,布置隧洞,為了避免有大規(guī)模坍方出現(xiàn)于隧洞沿線中,需要避免平行于洞軸線、巖層和斷層和破碎帶,嚴(yán)格控制洞軸線和巖石層面之間的夾角,避免其小于45°,層面傾角控制在45°以上。將壩址附近的有利地形給充分利用起來,保證有順直的隧洞線路,如果是彎曲的河岸,需要在凸岸布置隧洞,這樣隧洞長度可以得到縮短,并且有著較好的水力條件。轉(zhuǎn)彎是有壓隧洞和低流速無壓隧洞所必須具備的,轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)該比5倍洞寬要大,轉(zhuǎn)折角控制在60°以內(nèi),要將直線段過渡設(shè)置于彎道的上下游,直線段長度需要比5倍洞寬更大。避免有沖擊波產(chǎn)生于高流速無壓隧洞的彎段上。嚴(yán)格控制進(jìn)出口和河床主流流向的交角,否則就會(huì)影響到上游進(jìn)水條件,會(huì)有有害的折沖水流與涌浪產(chǎn)生于下游河道,出角需要控制在30°以內(nèi),結(jié)合具體情況,可以適度放寬上游進(jìn)口處的要求。如果需要的導(dǎo)流隧洞為兩條以上,那么就可以在兩岸或者一岸布置。隧洞進(jìn)出口和上下游圍堰坡腳需要有50m以上的距離,近些年來,也出現(xiàn)了10m~20m以內(nèi)的距離;如果只有較小的距離,就需要科學(xué)的防護(hù)堰坡。三是導(dǎo)流隧洞斷面設(shè)計(jì):在確定隧洞斷面尺寸時(shí),需要綜合考慮諸多因素,如設(shè)計(jì)流量、地質(zhì)和施工條件等,要結(jié)合相關(guān)規(guī)范,控制洞徑;一般來講,單洞斷面尺寸需要保證不超過200m2,單洞泄量控制在2000m3/s~2500m3/s以內(nèi)。將地質(zhì)條件、隧洞工作狀況和施工條件納入綜合考慮范圍,對隧洞斷面形式合理確定。在洞身設(shè)計(jì)中,十分重要的一個(gè)問題就是合理選擇糙率n值,糙率的大小會(huì)對斷面的大小產(chǎn)生直接影響,糙率大小則會(huì)直接受到其他因素的影響,如襯砌情況、施工質(zhì)量、選擇的開挖方法等等。在設(shè)計(jì)過程中,需要結(jié)合具體情況,對相關(guān)規(guī)范進(jìn)行查閱,對糙率值合理選擇。
3結(jié)語
通過上文的敘述分析我們可以得知,導(dǎo)流技術(shù)在水利工程建設(shè)中發(fā)揮著十分重要的作用,本文簡要分析了幾種比較經(jīng)常用到的導(dǎo)流技術(shù)和建筑型式,在具體實(shí)踐中,還有諸多的技術(shù)可以利用。因此,在水利水電導(dǎo)流設(shè)計(jì)過程中,需要結(jié)合具體情況,充分考慮諸多因素,對導(dǎo)流模式合理設(shè)計(jì)和選擇,促使水利水電工程的施工質(zhì)量得到保證。
作者:劉龍彬 單位:九江市水利科學(xué)研究所