水布垭水利枢纽放空洞突扩跌坎水力学问题研究

水布垭放空洞具有工作水头高、流速大、上游水位变幅大等特点.针对其工作门区的突扩跌坎掺气体型,通过1∶25局部模型和1∶40减压模型,对该体型的水力特性及空化特性进行了试验研究,结果表明:放空洞在工作水头H0＝0～110 m范围内运行,工作门区突扩跌坎体型可免于空蚀破坏;工作门区侧扩跌坎体型设计参数相对应的临界工作水头Hk为35～50 m;工作水头H0=20 m时,侧空腔浅小,底空腔基本消失,水流不能有效掺气,而侧冲击区有初生状态的蒸汽型空化发生,为安全计,宜采用抗蚀材料对边墙水流冲击予以防护.分析评估了该体型的抗空蚀破坏能力,研究成果为设计决策提供了科学依据.     

高水头放空洞泄洪消能试验研究与运用

水布垭枢纽放空洞主要承担水布垭工程施工期后期导流及完建后大坝检修时放空水库的任务。它具有水头高、水位变幅大、流速大、运行时间长等特点,经过1∶58水工整体模型多种方案的比较研究,首次提出了一种新型的双曲双槽差动鼻坎消能工形式;经过2007年超高水位、长时间的泄洪运行检验,该消能工成功地解决了放空洞高水头、大变幅、大夹角、窄河谷且地质条件较差的消能防冲难题;同时,该型鼻坎消能工无任何蚀损。     

水布垭枢纽泄水建筑物主要水力学问题研究

水布垭水利枢纽泄水建筑物包括左岸5孔岸边式溢洪道及右岸1条永久放空洞.放空洞主要承担工程施工期后期导流及完建后大坝检修时放空水库的任务,具有水头高、流速大、运行时间长、水位变幅大等特点;溢洪道则承担常年泄洪重任,具有大流量、窄河谷、高落差且下游地质环境较差的特点.根据该工程系列水工模型试验成果,对泄水建筑物的主要水力学问题,如:消能防冲、掺气减蚀、空化空蚀、泄洪雾化等进行了综述,具有一定的参考价值.     

几内亚苏阿皮蒂水利枢纽泄流底孔的水力学研究

苏阿皮蒂水电站的泄流底孔参与了宣泄洪水保证大坝安全的重要任务。由于底孔的水头高、流量大,水力特性复杂,通过理论计算与模型试验验证,泄流底孔的泄量计算值与模型试验结果基本一致。挑流消能的冲坑深度的计算结果与模型试验稍有差异,但不影响坝趾基岩稳定。弧形工作门后设置1. 2 m高的跌坎,边墙两侧各设0. 5 m的突扩,模型试验表明,突跌突扩的措施达到了掺气减蚀的设计效果。     

水布垭水利枢纽放空洞设计

水布垭水利枢纽为高坝大库,挡水建筑物取当地材料,需设置放空洞以便于大坝检修.放空洞最大挡水水头154 m、工作水头110 m、弧门最大推力94 369 kN,在国内外均处于较高水平,且地质条件复杂,结合枢纽布置及地质条件,合理选取了放空洞布置方案、结构型式,对影响工程运行安全的主要地质问题进行揭示并深入研究,采取了可行的处理措施.     

跌扩型底流消能工突扩比对边墙水力学指标影响的试验研究

在模型试验成果的基础上,分析了跌扩型底流消能工水流流态,并就突扩比对消力池内流态、底板时均动水压力分布、临底流速、近墙流速的影响进行了研究。结果表明,突扩的存在能有效降低消力池边墙水力学指标。该成果可为工程设计提供一定的科学依据。     

水布垭水利枢纽放空洞混凝土衬砌施工方法

水布垭放空洞工程结构比较复杂,工艺质量要求高、工期紧、施工条件差。工程技术人员根据结构体型尺寸的不同,分别采用了钢模台车、液压滑模、异形模板、人工翻模等工艺方法。实践证明,施工方案及方法合理可行,工艺技术先进,确保了混凝土施工质量和安全,满足了进度要求。     

水布垭水利枢纽放空洞混凝土补砌施工方法

水布垭放空洞工程结构比较复杂，工艺质量要求高、工期紧、施工条件差。工程技术人员根据结构体型尺寸的不同，分别采用了钢模台车、液压滑模、异形模板、人工翻模等工艺方法。实践证明，施工方案及方法合理可行，工艺技术先进，确保了混凝土施工质量和安全，满足了进度要求。     

水布垭水利枢纽放空洞工程混凝土表面处理技术

介绍了水布垭放空洞混凝土质量缺陷分类及处理情况。该工程所用的补强材料具有操作工艺简单、施工工艺成熟、材料无毒害的特点，其颜色可以通过现场试配调至与老混凝土颜色基本一致，材料的抗压强度、粘结强度等性能均能满足设计要求。     

水布垭水利枢纽导流隧洞水力学试验研究

水布垭导流隧洞具有水头高,流量大,洞线长,地质环境差等特点,因而技术问题较多,难度较大。为此,进行了大量的试验研究。主要试验成果有：泄流能力及影响泄流能力的主要因素,压力特性及改善压力特性措施,出口消能防冲措施的比较等。这些试验成果为工程优化设计提供了科学依据。     

水布垭高水头放空洞设计技术创新与工程实践

水布垭放空洞设计水头152.2 m,运行水头110 m,泄洪水位变幅110 m,消能区河床宽度仅120 m,岩石为写经寺组页岩,其水工设计和金属结构设计难度很大.通过技术攻关,解决了高水头放空洞突扩突跌体型、出口消能形式、闸门支承结构、止水型式和闸门锁定装置等关键技术难题,研究成果成功应用于水布垭工程,并经受了超设计水位的运行考验.     

二滩水电站1号泄洪洞水力特性与掺气减蚀的三维数值模拟

基于VOF法和k-ε紊流模型,对二滩1#泄洪洞进行了全流道三维数值模拟计算,获得了泄洪洞的流场及速度场、压力分布、水相分布及空腔、流速矢量等水力特征参数。计算结果表明:在原有体型通气孔侧墙部位,水流掺气不充分,出现局部负压,是造成该部位发生空蚀破坏的主要原因。本文所采用的数值模拟模型计算可以成为研究泄洪洞水力特征和掺气减蚀的一种方法。     

高水头水电站 “三洞合一”布置的体型优化试验

针对某水电站坝址河道狭窄现状,采用放空洞、旋流竖井泄洪洞与导流洞"三洞合一"技术优化枢纽布置。通过模型试验,分析旋流竖井泄洪洞泄流能力及相关水力特性,评价了结构尺寸设计的合理性。提出在放空洞连接段采用曲线型阶梯消能工的措施,通过试验得到了优化体型。研究表明,采用曲线型阶梯消能工后,连接段流态平稳,水流掺气充分,并且消能效果显著,在单宽流量为54.3 m3/(s.m)时阶梯段的消能率达到了43%。在洞内连接段布置阶梯消能工可有效改善枢纽布置。     

高坝施工导流洞改为永久竖井泄洪洞水力学研究

本文通过模型试验研究涡室－竖井内消能系统，用内设阻涡坎的涡室连接泄洪洞和竖井，带盲洞的消力并连接竖井和导流洞。探讨了涡室－竖井内消能系统中的流态、边壁时均压力、脉动压力、消能率、消力井尺寸与消能率之间的关系和消能机制等水力学问题。     

龙抬头泄洪洞反弧段空化空蚀研究综述

根据国内外大量的工程实例,在前人研究的基础上,系统总结了龙抬头泄洪洞反弧段空化特性和空蚀成因,分析了反弧段掺气减蚀和抗蚀体型的现有成果.体型优化和掺气设施研究,数值试验具有花费少、适应能力强、提供的流场资料详细、便利方案选择等优点.     

弧形闸门突扩跌坎式通气减蚀研究进展综述

偏心铰弧形闸门门座结构特殊,所处水流情况复杂,实际运行中大多数是成功的,但也有少数发生空蚀破坏。应找出发生空蚀破坏的原因,并提出改善措施,使工程应用建立在可靠的基础上。     

水布垭水电站放空洞事故检修闸门设计

水布垭水电站放空洞事故检修闸门为平面定轮门 ,分为 4个制造运输单元 ,单元尺寸为 7 0 5m× 3 5 1m×1 6 5m ,闸门自重 2 2 0t,设计挡水水头 15 2 2m ,为世界前列。闸门定轮最大轮压达 5 6 0 0kN ,是国内目前最大的轮压。在设计中专门实验研究了轮、轨之间接触应力、接触区弹性压缩变形、滚轮材料及热处理工艺以及水封形式和材料等。实验采用物理模型试验与力学模型分析相结合并互相验证综合分析的方法。经验算 ,滚轮与轨道淬硬深度取 15mm ;正向支承定轮材料为 35GrMo锻钢 ;轴承采用偏心套及调心滚子轴承 2 4 172和 2 4 16 0 ;门顶和门侧止水水封采用山形充压伸缩式 ,材料为橡塑复合材料 ,底止水水封为刀形橡皮材料     

三峡工程泄洪深孔突扩跌坎式掺气的试验研究

 通过水工模型试验研究，对三峡工程泄洪深孔采用突扩跌坎式掺气，比较了明槽坡度、挑坎高度、侧向折流器型式、出口反弧半径，以及通气孔型式和位置等因素，以优化掺气设施，保证在施工导流期及正常运行期各级库水位下(135－175 m)均能形成稳定空腔，达到掺气减蚀的目的。同时，对此体型设计的一般规律和空腔长度计算方法进行了探讨。     

突扩跌坎掺气设施深化研究

高速水流下的空化空蚀和高水头下的闸门止水问题是高水头泄水建筑物运行所遇到的2大问题。为深入研究突扩跌坎掺气设施,进一步了解其水力特性和空化特性,以某水利枢纽孔板泄洪洞中闸室通气系统和突扩跌坎掺气设施为具体研究对象,通过建立比尺 1∶20 的局部水工模型,分析研究了通气孔风速、流态、压力、掺气浓度等水力特征参数,并将试验结果与原型观测结果进行了对比。结果表明:该工程布置的掺气效果良好,试验所得通气管内风速随闸门开度变化的趋势、水流掺气浓度、压力及其脉动在数值上与原型观测结果均一致,说明工程原型观测与模型试验对比验证是成功的。理论研究和实际运用均表明,结合闸门止水和掺气减蚀要求的突扩跌坎布置,是符合实际需求且安全可行的,同时也是解决高水头条件下闸门止水和掺气减蚀的有效措施,具有广泛的推广应用价值。