第七章

水電站渠道及隧洞第一節(jié)渠道

一、渠道的功用、要求及類型功用：按要求向壓力管道引水或?qū)⑽菜料掠魏拥溃粚?duì)引水、混合式開發(fā)電站，引水道有集中落差，形成水頭的作用。要求：（與進(jìn)水口完全一樣）①有足夠的輸水能力：決定于斷面面積及縱坡。②水質(zhì)符合要求：防淤，防沙等。③水頭損失?。壕€路短而直，糙率小，轉(zhuǎn)彎半徑(R≥3d,）,流速小(經(jīng)濟(jì)流速)。④一般建筑物要求：安全、經(jīng)濟(jì)合理。一、渠道的功用、要求及類型二、渠道水力計(jì)算任務(wù)①恒定流計(jì)算：

b)非均勻流：當(dāng)引用流量時(shí)，渠道中為非均勻流。即已知斷面尺寸b,h、n、i，根據(jù)求一定渠末水深時(shí)的壅水水面線。a)均勻流：根據(jù)最大引用流量設(shè)計(jì)渠道斷面尺寸、底坡等。時(shí),渠道中為均勻流。即已知、糙率n,確定底坡i，斷面尺寸b,h等。：為設(shè)計(jì)流量；：為引用流量。a)水電站突然丟失負(fù)荷時(shí)，渠道中出現(xiàn)涌波，但渠末一般均設(shè)溢流堰，所以可以不考慮。b)突然增加負(fù)荷時(shí)，渠道中出現(xiàn)消落波，計(jì)算渠末的最低高程，以決定壓力管道進(jìn)口高程,（防止壓力管道中進(jìn)氣）。消落波計(jì)算特別是有溢流堰時(shí)，比較復(fù)雜，可參考有關(guān)手冊(cè)或?qū)Ｖ?。②非恒定流?jì)算：三、渠道的斷面尺寸渠道斷面尺寸確定需由動(dòng)能經(jīng)濟(jì)計(jì)算確定。即“系統(tǒng)計(jì)算支出最小法”。系統(tǒng)要求水電站所發(fā)電能為E，他可以全部由水電站發(fā)出，也可以由水電站和相應(yīng)的替代電站共同發(fā)出，但希望是一個(gè)最經(jīng)濟(jì)的方案。渠道經(jīng)濟(jì)流速約為1.5-2.0m/s。第二節(jié)壓力前池及日調(diào)節(jié)池1、構(gòu)成：①池身：渠道末端加寬、加深的過(guò)渡段以滿足進(jìn)水口布置需要。②壓力管道進(jìn)水口：其構(gòu)成與有壓進(jìn)水口同，常采用擋水墻式。③泄水建筑物：溢流堰等，在嚴(yán)寒地區(qū)可用來(lái)排冰。④沖沙廊道：（無(wú)壓引水道與壓力管道之間的連接建筑物）①分配水量：正常運(yùn)行時(shí)把流量平順的分配給各壓力管道。②平穩(wěn)水壓：荷載突然變化時(shí)或事故時(shí)，能起反射水擊波的作用，（與調(diào)壓室同）。③防污、防沙、防冰：保護(hù)壓力管道，水輪機(jī)不受其害。④電站停機(jī)時(shí)，保證下游用水。

2、作用壓力前池：平穩(wěn)水流，分配水量。日調(diào)節(jié)池：調(diào)節(jié)水電站一天的發(fā)電用水。側(cè)堰：宣泄多余的水量第三節(jié)隧洞發(fā)電隧洞包括引水隧洞和尾水隧洞。隧洞與渠道相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）可以采用較短的路線，避開沿線不利的地形、地質(zhì)條件；（2）有壓隧洞能適應(yīng)水庫(kù)水位大幅度變化以及電站引用流量的變化；（3）不受冰凍影響，沿程無(wú)水質(zhì)污染；（4）運(yùn)行安全可靠。缺點(diǎn)：對(duì)地質(zhì)條件、施工技術(shù)及機(jī)械化的要求較高，單價(jià)較貴，工期較長(zhǎng)。一、隧洞路線選擇（線路選擇不當(dāng)給工程帶來(lái)危害與損失是不易彌補(bǔ)的）。在進(jìn)水口與廠房位置確定后，盡量將隧洞布置成直線，但受下列因素影響：①地質(zhì)：圍巖巖體強(qiáng)度、完整性、地下水、巖層走向等。②地形：埋深不宜過(guò)大（施工不便，增加工程量）、過(guò)?。ㄓ趪鷰r穩(wěn)定不利）。③施工條件：為了增加施工面，加快施工進(jìn)度，特別是在長(zhǎng)隧洞中，每隔一段距離需開鑿一條施工支洞。有壓隧洞要設(shè)0.3%-0.5%的縱坡,以利施工排水和放空隧洞。④水力條件：洞線盡可能短、直；必須轉(zhuǎn)彎時(shí)彎曲半徑一般不少于3（5）倍洞徑或洞寬，轉(zhuǎn)角不宜大于60°，以使水流平順，減小水頭損失。隧洞中最大及最小內(nèi)水壓力坡降線三、隧洞的斷面尺寸常見隧洞斷面形式有：圓形、方圓形（城門洞形）、馬蹄形及高拱形。有壓隧洞常采用圓形斷面。對(duì)于無(wú)壓隧洞常采用方圓形斷面，洞頂和兩側(cè)圍巖不穩(wěn)時(shí)常采用馬蹄形，洞頂巖石很不穩(wěn)時(shí)常采用