者山河水库取水兼放空建筑物布置及结构设计计算

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万营水库工程泄水及放空建筑物设计

万营水库工程泄水及放空建筑物设计
(I) 型, 主要 建 筑 物 万 营 大 坝 、 溢 洪道 、 放空埋管 孑 L 、 东 瓜
2 . 3 设计 计算
2 . 3 . 1 溢 流 堰
林输水 隧洞及库 内取水 口为 4级 ; 罗家沟挡水小 坝 , 炭山 引水隧洞 、 导流建筑物及次要建筑物为 5级 。
堰面 曲线堰顶下游堰 面 曲线 采用 WE S幂 曲线 , 按 下 列公式计算 : r , t /  ̄ 一 Y 式中: 为定 型设计 水 头 , 对于低 堰 ( P <1 . 3 3 H d ) 按 堰
第2 0卷第 2期
2 0 1 4年 2月
水 利 科 技 与 经 济
Wa t e r Co ns e r v a n c y S c i e n c e a nd Te c h no l o g y a n d Ec o n o my
V0 l _ 2 O No . 2 F e b ., 2 01 4

2 溢 洪道
2 . 1 溢 洪道布 置
根据地形 , 在 大坝左岸布 置侧槽式 溢洪 道 , 溢 洪 道 由 溢 流堰 、 泄槽 、 下 游 消 力 池 和 海 漫 护 底 4部 分 组 成 。 溢 洪
顶 最 大 水 头 日… 的 6 5 % ~8 5 %, 取 H … =2 . 8 8 m, = 2 . 1 m; n 、 K 为 系数 , n=1 . 8 5 , K= 2 . 0 。 则 曲线 公 式 为 :
护, 贴坡混凝土 厚5 0 0 mm; 土 质边 坡 开挖 坡 比1 : 1 . 2 5 , 并 采用 C 2 0框 格 混 凝 土 +挂 网 喷 C 2 0混 凝 土 +锚 杆 支 护 , 整个溢洪道 边坡 采用 ‘ p 2 5系 统 锚 杆 , 锚 杆 长4 . 5 m, 间 排

水库混凝土面板堆石坝建筑结构优化设计

水库混凝土面板堆石坝建筑结构优化设计

水库混凝土面板堆石坝建筑结构优化设计发表时间:2017-10-20T14:11:45.203Z 来源:《防护工程》2017年第15期作者:唐芝红[导读] 经设计方案的优化调整,水库枢纽总体布置方案为:混凝土面板堆石坝+岸边溢洪道+取水兼放空管(利用导流洞,洞内穿管)。

湟中县水务局青海西宁 810012摘要:水库工程为农村安全饮水重点水源工程,为提供村镇供水、工业园区供水和灌溉用水的综合型水库。

为提高水库工程质量,从分析该类型坝容易出现面板裂缝问题入手,以避免水库大坝面板出现裂缝问题。

关键词:水库;混凝土面板堆石坝;防止;裂缝1.工程概况某水库是以发电、农业灌溉和城镇供水为主,兼有农村人畜饮水等功能的一项综合性水利工程,坝址以上集雨面积101.65km2,水库正常蓄水位1416.00m,死水位1376.50,设计洪水位1416.36,校核洪水位1418.32m,总库容1995×104m3,兴利库容1345×104m3,死库容425×104m3,最大坝高95m,坝顶高程1419.80m。

工程等别Ⅲ等,工程规模为中等,其永久性建筑物大坝按2级设计,坝型为砼面板堆石坝,建设工期29个月。

2.混凝土面板易产生裂缝问题水库工程挡水建筑物为混凝土面板堆石坝,坝顶高程699m,河床段趾板建基面高程629.00m,最大坝高70m。

混凝土面板堆石坝技术发展迅速,在中国已有30多年的历史,该坝型具有安全性强、施工简便、经济性好、运行维护方便、坝体填筑施工不受雨季影响等优点。

但是防渗面板在施工期、蓄水前及蓄水后常产生裂缝一直是该坝型容易发生的问题。

例如,位于南盘江干流的天生桥一级坝的面板在施工期、蓄水期共发现了4537条裂缝,水布垭二期面板坝共发生12条裂缝。

针对面板堆石坝面板容易产生裂缝的问题,所以在设计时就应分析面板发生裂缝的原因,并在设计中提出防裂措施并运用到施工中,以使面板在施工期、蓄水前及蓄水后避免裂缝的发生。

水工建筑物的荷载计算

水工建筑物的荷载计算

水工建筑物的荷载计算水工建筑物上的作用有:重力、水作用、渗透作用力、风及波浪作用、冰及冰冻作用、温度、土及泥沙作用、地震作用等。

一、自重W=V γ一般素砼取23.5~24kN/m 3,钢筋砼取24.5~25kN/m 3,浆砌石取21.5~23kN/m 3,对土石坝的材料重度应根据具体性能及不同部位,分别取湿重度、干重度、饱和重度、浮重度等几种情况计算。

水工建筑物上永久固定设备,如闸门、启闭机等,其自重标准值采用设备标牌重量 作用分项系数:大体积混凝土、土石坝取1.0;对普通水工混凝土、金属结构(设备)取1.05,当自重对结构有利时取0.95。

地下工程的混凝土衬砌取1.1,其对结构有利时取0.9。

二、水压力水体对各种水工结构均发生作用,作用结果是对结构产生水压力,其可分为静水压力和动水压力。

1.静水压力水体静止状态下对某结构表面的作用力称为静水压力(1)作用在坝、闸等结构面上的水压力P H =221H w γ P V =w w V γ(2)管道及地下结构上的水压力计算。

内水压力:作用在管道内壁上的静水压力; 外水压力:作用于管道或衬砌外侧的水压力。

对内水压力,为计算方便,常将其分解成均匀内水压力和非均匀内水压力两部分。

h p w wr γ=')cos 1(''θγ-=i w wr r p对有压隧洞的砼衬砌的外水压强标准值可按式(2-6)计算。

e e ek H p ωγβ= (2-6)式中:ek p ——作用于衬砌上的外水压强标准值(KN/m 2);e β——外水压力折减系数,可按表2-1采用;e H ——作用水头(m),按设计采用的地下水位线与隧洞中心线的高差确定。

同内水压力一样,外水压力也可分解成均匀外水压力和非均匀外水压力。

非均匀外水压力的合力方向垂直向上,合力的大小应等于单位洞长排开水体的重量。

2.动水压力(1)渐变流时的时均压强:θρcos gh p w tr =式中:tr p ——过流面上计算点的时均压强代表值(N/m 2);w ρ——水的密度(kg/m 3); g ——重力加速度(m/s 2);h ——计算点A 的水深(m);θ——结构物底面与平面的夹角。

山河水库引水工程规划设计与施工综述

山河水库引水工程规划设计与施工综述

——麟鍪鎏鹣莲醚蓊黧麟卜———————————————一《湖南水利水电》2001年第2期◆黧◆羹瓣何贤梓(郴州市山河水库引水工程建设指挥部郴州市423000)【摘要】山河水库引水工程是一个利用重力实现城市免动力供水的典型。

也是一个具有供水、发电、防洪、灌溉等综合效益的工程。

水库大坝为细石混凝土砌块石空腹重力坝,坝高65m,供水主管长20km,日供水能力13万t/d。

【关键词】水库城市供水免动力规划设计施工质量控制1工程概况山河水库引水工程是郴州市城市供水系统中的一个骨干水源工程,它以城市供水为主,兼有发电、灌溉、防洪等综合效益。

工程总体由水库枢纽、引水隧洞及压力钢管、电站、尾水调节系统、原水供水管道、水处理厂、净水供水管道(主管)、输电线路、灌溉系统(待建)等部分组成。

山河水库枢纽位于苏仙区塘溪乡山河村。

水库拦截耒水一级支流雷溪河,集雨面积67kin2。

枢纽工程由空腹重力大坝、副坝(重力坝)及隧洞进口启闭塔组成。

水库正常蓄水位418.5m,相应库容2320万m3。

坝顶高程420.Om,最大坝高65m。

水库淹没耕地40.53hm2,迁移人口545人。

引水隧洞长1895m,最小洞径2.Om(成洞);压力钢管长410m,内径1600mm;电站设计水头136rn,装有3台混流式水轮发电机,单机容量为2.5MW,年均发电总量为3100万kW・h;尾水隧洞长1200m;调节水库正常水位为256.5m,相应库容22.9万m3;原水供水管两根,近期铺设一根,内径1200rnm,输水能力13万m3/d(1.5m3/s),管道长度1lkm,远期铺设另一根,计划内径1000mm,输水能力10万m3/d;水处理厂日处理能力为23万m3/d,近期开发13万m3/d;净水供水管道长9kin,近期一根内径1200mm;35kV输电线路5.4km。

山河引水工程总投资约1.8亿元,年产值可达4000万元以上,同时极大地改善了郴州市区供水质量。

山区水库取水构筑物结构设计方案分析

山区水库取水构筑物结构设计方案分析

山区水库取水构筑物结构设计方案分析摘要:本文介绍了山区水库取水构筑物的结构设计要点,重点分析、研究了取水构筑物方案选择的要点及方案比较、取水构筑物水力计算及结构计算的要点等。

关键词:山区水库;取水;构筑物;水力计算1.1取水构筑物选择取水口与泵站相隔约500m,中间山体高程在75.0m左右,输水管道采用明渠、埋管等均不具备施工条件,只有采用隧洞方式输水。

该山区水库取水限制水位为24.18m,取水口附近库底最低高程为15.0m,该水位线以上山体较陡,以下山体则较为平缓,岩塞爆破主爆方向向上,爆破后大量石碴仍将下落至取水口及周围,影响取水口运行。

而取水口施工时无法降低水库水位。

根据库岸地形条件,取水口可采用岸塔式和竖井式两种结构。

方案一:竖井式取水口,该结构取水口布置在水库河床上,为水中竖井结构,采用竖井与隧洞连接,竖井浇筑至43.2m高程,高于校核洪水位0.99m,竖井在23.0m和30.0m高程设置两层取水口,实现分层取水,保证源水质量,每层取水口由4孔组成,90°角等分布置,设旋转式闸门/拦污栅。

连接隧洞在水库下应降坡至13.45m高程。

该取水口可采用钢板桩围堰施工,钢板桩围堰维护后可以将围堰内水抽干进行竖井施工。

钢板桩围堰定型的拉森钢板桩插打而成,直径6.0m,顶高程39.0m,采用作业船水中插打,围堰总耗钢量9.5t,围堰直接费用约50.0万元。

竖井内径2.0m,壁厚0.4m,C25钢筋混凝土结构。

竖井底部0.5m深沉砂池。

顶部悬挑1.2m,保证旋转启闭闸门空间,上设复合不锈钢栏杆,井筒外壁设爬梯上下。

该方案优点是取水口位于水库主河道,且分层取水,能保证取水质量。

闸门/拦污栅交替布置,结构简单,启门力小,人工旋转启闭,不需设置启闭机。

钢板桩围堰施工方便,拉森钢板桩可以租赁使用。

缺点是竖井交通不便,平时维护、管理依靠船只进行。

方案二:岸塔式取水口,岸塔式结构进水口底高程根据供水限制水位(24.18m)确定为22.50m,进水口最小水深1.68m。

水利水电工程取水输水建筑物,共49页

水利水电工程取水输水建筑物,共49页

5.1 取水枢纽
二、取水枢纽的布置
无坝取水枢纽主要包
括引水渠、进水闸、防沙
设施及上下游整治建筑物
等,取水口一般布置在河
流弯道凹岸的顶点以下水 深最大、环流作用最强的
图5−1 引渠式无坝取水示意图
位置。引水角采用300~500。适用于河岸稳定、
引水流量小于天然河道流量的25~35%的渠道。如
图5−1。
1.无坝取水 我国著名的水利工程都江堰,就是一个典型
的无坝取水工程。无坝取水是当引水比(引水流 量与天然河道流量之比)不大、防沙要求不高、 取水期间河道的水位和流量能够满足或基本满足 要求时,只需在河道岸边的适宜地点选定取水口 ,即可从河道侧面引水,而无需修建拦河闸(坝 )的取水方式。这是一种最简单的取水方式,其 特点是工程简单、投资少、工期短、易于施工, 对天然河道的影响较小,与其他国民经济部门( 航
5.1 取水枢纽
一、取水枢纽的作用和类型
自河流引水的取水枢纽,根据是否修建拦河 建筑物(坝或闸)而分为无坝取水和有坝取水两 种类型。有坝取水需建壅水坝(或拦河闸)、进 水闸、防沙及冲沙设施等。在综合利用的有坝取 水枢纽中,还可能建有船闸、电站、筏道、鱼道 等专门建筑物。
5.1 取水枢纽
一、取水枢纽的作用和类型
1-冲砂闸;2-进水闸;3-导沙坎;4-泄洪闸;5-小路
层泥沙。该枢纽由人工弯道、进水闸、冲沙闸、 泄洪闸以及下游排沙道等组成。如图5−4。
5.1 取水枢纽
二、取水枢纽的布置
(4)底拦栅式取水
山区河流的特点是坡陡流
急,水流中常挟带大量卵
石、砾石及粗砂,为防止
泥沙入渠,常采用底拦栅 式取水枢纽。这种渠首的 主要建筑物有底拦栅坝、

河床式取水构筑物教程文件

河床式取水构筑物教程文件

河床式取水构筑物1. 工程资料1.1 河流自然条件(1)河流水位取P=1 %的设计洪水位为35.40m,取水保证率为97%的设计最低水位为20.50m。

(2)河流流量最大流量:27000 3/m sm s。

最小流量:320 3/(3)河流流速m s;最大流速:2.48 /m s。

最小流速:0.32 /(4)含砂量kg/m;最大含砂量:0.473kg/m。

最小含砂量;00153(5)水中其他悬浮物有一定效量的水草及青苔,无冰絮。

(6)河流主流及河床情况河流岸坡平缓,主流离岸边约90m处,最小水深为3.80m。

(7)水泵所需扬程26m。

1.2 设计任务设计一座河床式取水构筑物,,采用箱式取水头部,自流管进水。

计算书一份,图纸两张,包括取水头部平面图与剖面图,泵房平面布置图。

2 河床式取水构筑物简介河床式取水构筑物适用于河床稳定,岸坡平缓,主流离岸较远,岸边水深不够或水质不好,而河中具有足够水深或较好水质时。

其构成是:取水头部、进水管、吸水间和泵站。

(1)取水头部其要求是:①避免吸入泥沙;②不引起附近河床的冲刷;③避免其进水口被水内冰堵塞;④不被船只、木排及流冰撞击;⑤便于清洗。

其设计要求:①具有合理的外形;②取水头部进水口的位置适当,其上缘在最低水位以下0.5~1.0,冰盖底面以下0.2~0.5m,其下缘高出河底1.0~1.5m;③进口水流速度适当。

其类型有:喇叭管、蘑菇型、鱼型罩、箱式、墩式、斜板式、活动式。

设计中采用箱式取水头部。

箱式取水头部由周边开设进水孔的钢筋砼箱和设在箱内的喇叭管组成。

进水孔总面积较大,能减少冰渍和泥沙进入量。

适用于冬季冰凌较多或含沙量不大,水深较小的河流上采用,中小型取水工程用得较多。

中南地区含沙量较小的河流上箱的平面形状:圆形、矩形、棱形。

(2)进水管进水管有自流管与虹吸管之分,其自流管取水:自流管淹没在水中,河水靠重力自流,工作较可靠,水中含沙量较高时,为取得含沙少的水可在集水间壁上开设进水孔,可设置高位自流管。

水利水电工程导论第五章

水利水电工程导论第五章

5.1 取水枢纽 二、取水枢纽的布置
(3)人工弯道式取水 是将弯曲河段整治为有规 则的人工弯道,利用弯道 环流原理,在弯道末端按 正面引水、侧面排沙的原 则布置进水闸和冲沙闸, 图5−4 人工弯道式取水枢纽示意图 以引取表层清水,排走底 层泥沙。该枢纽由人工弯道、进水闸、冲沙闸、 泄洪闸以及下游排沙道等组成。如图5−4。
5.1 取水枢纽
二、取水枢纽的布置
3.有坝取水枢纽的布置 有坝取水是横贯河床设置壅水坝或拦河闸 控制河道水流,抬高水位,保证渠首引水的取水 枢纽。有坝取水枢纽通常由壅水坝(拦河闸)、 进水闸及防沙设施组成。在有通航、发电、过木 、过鱼等综合利用要求的枢纽中,还应根据要求 设置船闸、电站、筏道、鱼道等专门建筑物。在 多泥沙河流上,为了排除泥沙,可以采用不同的 渠首布置形式,常用引渠式、沉沙槽式、人工弯 道式、底拦栅式等取水。
5.2 水工隧洞
二、水工隧洞的工作特点
的正常运行。过大的外水压力也可使埋藏式压力 隧洞失稳。故应做好勘探工作,使隧洞尽量避开 不利的工程地质、水文地质地段。 (3)施工特点 隧洞一般是断面小,洞线长 ,从开挖、衬砌到灌浆工序多,干扰大,施工条 件较差,工期一般较长。施工导流隧洞或兼有导 流任务的隧洞,其施工进度往往控制整个工程的 工期。因此,采用新的施工方法,改善施工条件 ,加快施工进度和提高施工质量是隧洞工程建设 中值得研究的重要课题。
5.1 取水枢纽
二、取水枢纽的布置
④选择较短的输水干渠路线,并尽量避开陡 坡、深谷及塌方地段,以减少工程量。 2.无坝取水枢纽的布置 按取水口的数目可分为一首制取水及多首制 取水两种。多首制取水一般设 2~3条引渠取水,各 引渠在下游一定距离处汇合成一条干渠。进水闸 设在每条引渠进口或设在引渠汇合处。一首制取 水设一条引渠取水,是工程中普遍采用的一种形 式。
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者山河水库取水兼放空建筑物布置及结构设计计算
者山河水库是一座具有农村生活饮水和灌溉用水供水的综合性水库,在工程优化设计过程中,结合工程特性、坝址区地形、地质等情况,综合考虑工程整体布置、施工难度及工程投资等因素,优选“三孔合一多用途孔”从水库取水。

经详细结构设计结算,优化后的取水兼放空建筑物设计方案,具有较高的技术可行性和经济合理性。

标签:者山河水库;取水兼放空建筑物;进口底板;设计计算
1 工程概况
安龙县者山河水库工程位于黔西南布依族苗族自治州安龙县龙广镇纳万村,距离龙广镇政府6km。

者山河水库工程任务是为联新村及辖区内的7个村组共4789人及4311头大小牲畜提供生活饮水以及解决下游3100亩农田的灌溉用水问题。

水库坝址控制流域面积5.42km2,校核洪水位1261.70m,总库容107.0万m3;正常蓄水位1260.00m,相应库容93.0万m3;死水位1245.50m,相应库容13.4万m3,兴利库容79.6万m3。

坝型为混凝土重力坝方案,其枢纽布置为:混凝土重力坝+坝身溢洪道+左岸取水兼放空管+供水管线。

工程为Ⅳ等小(1)型工程,挡水、泄水、取水兼放空建筑物为4级建筑物,次要建筑物为5级建筑物。

2 取水兼放空建筑物布置
可研阶段审查意见:基本同意右坝段取水兼放空钢管的设计布置。

进水口底高程为1242.50m,闸门井内设2.0m×2.0m(宽×高)检修闸门各一道,后接φ800坝内埋管。

但在初步设计过程中,结合工程区地形条件,考虑到右岸为顺向坡,取水兼放空建筑物布置在右岸会导致顺向开挖边坡的高度较高,为了减少工程开挖量,考虑将取水兼放空建筑物布置在左岸。

在实施施工导流时,分期导流中的导流建筑物从地形条件上看[1],宜布置在较平缓的左岸,避开较陡峭的右岸顺向坡,导流需要的孔口尺寸为 2.2×1.5m(宽×高)。

为了减少导流洞与取水兼放空建筑物的干扰,考虑将取水兼放空孔与导流孔合为一体,故取水兼放空建筑物的空口尺寸需要扩大为2.2×1.5m(宽×高),满足导流需要。

取水兼放空建筑物布置在大坝左岸,取水口进口底板高程为1242.50m,高于淤沙高程1242.10m。

进口为三面收缩的喇叭型,孔口尺寸为 2.2×1.5m(宽×高);拦污栅尺寸为2.2×2.0m(宽×高)拦污栅后设置1扇检修闸门,检修闸门尺寸为2.2×1.5m(宽×高),孔口尺寸为2.2×1.5m(宽×高);坝身取水兼放空孔(施工期导流孔兼用)尺寸为2.2×1.5m(宽×高),孔口比降为1.5%,后接φ800的压力钢管,钢管中心线高程1243.90m,管长10.0m,引水至大坝下游闸阀室,与输水钢管相连。

活塞阀室采用砖混结构,阀室尺寸4.98m×7.00m,室内净空3.9m,室内底板高程1262.35m,阀门中心线高程1243.90m,阀门进口处设置φ800mm伸缩节。

3 取水兼放空建筑物结构设计计算
3.1 进口底板高程的确定
3.2 井筒抗滑稳定计算
底孔井筒顶高程1262.50m,建基面高程1241.00m,高21.5m,钢筋混凝土容重25kN/m3,加上启闭机室排架及启闭机重量,计算基底应力0.25MPa,远小于地基容许承载力3MPa,故井筒尺寸不受承载力控制。

3.3 进口启闭机室结构
底孔进口启闭机室为框架结构,共分为两层,其中检修平台高程为1262.50m,启闭平台高程为1266.00m,屋顶高程为1269.60m。

启闭机室板梁柱均采用C25混凝土。

启闭机室设计荷载为:平板事故闸门作用于板梁柱上的启闭力、人群荷载、自重。

经计算,确定:屋顶板厚度为120mm、启闭平台板厚度为200mm;屋顶排架横梁断面为600×700mm、启闭平台排架横梁断面为600×800mm;检修平台、启闭平台排架柱断面分别为600×800mm、600×800mm。

3.4 出口闸阀室结构
底孔出口闸阀室采用砖混结构,闸阀室底板高程为1242.20m,屋顶高程为1246.10m。

闸阀室采用M7.5砖砌墙,板梁柱均采用C25混凝土。

闸阀室设计荷载为:3tU型吊钩,板、梁自重。

经计算,确定:屋顶板厚度为120mm、屋顶横梁断面为300×400mm、屋顶圈梁断面为240×400mm。

3.5 取水流量复核
根据简单管道自由出流计算公式,考虑水库运行至死水位时仍需向下游供水,复核其取水流量是否满足要求。

管长30m,管径0.8m,糙率0.012。

经计算,当水库运行至死水位1245.50m时,作用水头H0=1245.50-(1242.50+0.75)=2.25m,φ800钢管引水流量为1.89m3/s>0.245m3/s最大一日引水流量,故满足取水要求。

3.6 水库放空时间计算
放空时间为:水库从正常水位1260.00m起放,降至放空管中心线高程1243.90m时所需时间。

在水位1260.00~1243.90m之间,每隔2m分一层。

根据简单管道自由出流计算,计算公式同取水流量复核公式[3]。

计算结果表明:以水库正常水位1262.00m至死水位高程1245.50m之间的库容为放空库容,初步计算得水库放空时管道内的水流流速在10.88m/s~2.30m/s之间,水库放空时间为
82.34h(3.4d)。

4 结束语
在对者山河水库取水兼放空建筑物进行优化设计时,充分结合坝址区地形地质条件和工程开挖量等因素,科学合理进行取水方案规划设计。

优选将取水兼放空建筑物布置在较平缓的左岸的设计方案,有效避开较陡峭的右岸顺向坡,起到减少工程开挖工程量,提高工程施工安全和项目投资经济效益的作用。

参考文献
[1]吴春占.旧院水库工程导流放空兼取水隧洞设计[J].中国水运(下半月),2014,14(06):187-188,287.
[2]李晓梅,王鹏飞.麻沟水库导流兼放空隧洞设计与研究[J].河南水利与南水北调,2013(12):46-47.
[3]胡.六枝特区旧院水库导流、放空兼取水隧洞设计[J].中国新技术新产品,2011(12):100.
作者简介:谢文强(1989-),男,广西省南宁市人,大学本科,助理工程师,主要从事水利水电工程水工结构设计工作。

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