浅谈窄缝式消能工在重力拱坝坝面溢流中的应用.docx

浅谈窄缝式消能工在重力拱坝坝面溢流中的应用【摘要】在近年来的社会发展中伴随着科学技术和计算机技术的飞速发展水工建筑结构的施工也越来越受到人们的关注和重视成为整个工程建设中最值得我们关注和重视的话题。本文就以某工程为例就其水利工程在施工中泄洪消能能力分析提出了以窄缝式消能工在其坝体结构上的应用并提出了相关的工作要点和应用优势以供同行工作参考。【关键词】窄缝消能；重力拱坝；坝体结构；坝面在现代化水利工程项目施工建设中其通常都是及灌溉、发电和蓄水为一体的工程施工方式因此其在施工的过程中是一种综合性、系统化和全面化的施工模式和施工体系这种工程施工措施和施工方法的应用对于整个水利工程施工而言是一种革命性的转变。在目前的水利工程中以窄缝式消能工为主的消能泄洪装置受到了人们的重视与关注成为整个工程领域中最受关注的环节。一、重力拱坝与窄缝式消能工概述1、重力拱坝重力拱坝也被称之为重力弯坝是重力作用较为显著的一种坝体结构。在目前的水利工程项目中其主要应用在河谷较为宽大的工作环节同时这种坝体结构在施工的工程中厚度一般都是控制在0.35左右且其厚度都是在其上的。一般来说在在目前的水利工程施工中重力拱坝的施工主要是按照施工结构的整体性要求和施工质量要求进行的一种综合性工程模式和工程体系也是现代化重力坝提结构中深受人们关注和重视的环节同时在施工的过程中按照河流宽度来设置相应的坝体弯度其在施工中是一种与重力坝相似的一种其施工中通常由U型重力拱坝结构和C型重力拱坝结构两种不同的体系。这种坝体结构在目前的工程中较为常见是厚重坝体结构中的一种一般来说在水利工程项目中采用这种坝体结构进行施工有着施工质量好、整体性能高、安全性能高且各种功能和优势的发挥较为明显和全面且对于各种病症和质量通病的抵抗能力较强。其次这种坝体结构在施工的过程中由于整个坝体较厚因此可以在坝体内部和坝顶设置相关的溢流通道便于消能泄洪。再次在目前的坝体工程施工工种便于坝体下部结构各种厂房和设备机房的施工要求从而认识的整个工程项目发挥出一定的工作优势。2、窄缝式消能工窄缝式消能工是目前水利工程施工中较为常见的一种新型消能泄洪装置是目前我国水利工程项目中采用较为常见的一种工作体系和工作模式。其在施工应用的过程中不同于传统的宽缝式消能工装置是一种借助于坝体结构周边接缝部位的相关装置来进行收缩使得水流溢流出去的一种工作模式和工作体系。同时在目前的水利工程建设项目中以窄缝式消能工为主的综合性工作体系和工作流程越来越受到人们的关注与重视成为整个工程项目中最受人们重视和关注的环节。二、窄缝式消能工在某水利工程中的应用1、工程概况某灌溉工程是一项低坝引水和水库蓄水调节相结合的中型水利工程以灌溉为主结合发电。灌溉面积1.053万hm2坝后引水发电可装机4MW。整个工程分二期建设一期低坝引水枢纽及其配套干支渠工程已建成收益。某水库是该工程的二期水源工程位于汉江一级支流酉水河上游茅坪乡的溜石片处距已建成的一期低坝引水渠首13km距县城60km。工程规模为中等三等。整个水库枢纽由挡水砌石拱坝、溢流坝、排砂防空底孔、电站引水洞及厂房等建筑物组成。最大坝高78m距顶总长118m。溢流坝段总长70.2m位于大坝左侧共分6孔每孔净宽10m。堰面采用WES曲线采用挑流方式消能。2、窄缝挑坎体型的确定初设方案坝面溢流消能工采用连续式挑坎挑坎沿径向收缩在坝面长度25.12m的范围内收缩比为0.85出坎水舌基本沿径向下泄表现出明显的向心集中趋势落水集中且受上游来水和溢流坝布置方向的影响落点偏向河床右岸一侧。设计洪水时下游河道冲刷较为严重基岩以下冲深17m淤积封堵了整个河床防护堤翻水厂房被淹水舌两侧存在不同程度的回流；校核洪水时水舌落点偏向右岸左岸产生较强回流使水舌落点至坝脚之间形成逆时针方向的绕流冲淤也更为严重基岩以下冲深21m。连续式挑坎方案的试验结果表明溢流堰的堰面体型设计基本合理下游消能防冲效果不理想的主要原因是出坎挑流水舌在空中没有经过充分扩散、掺气就集中下泄入水且水舌落点于过集中。那么方案修改的出发点就是调整水舌的空中姿态改变水舌的落水方式也就是要增加水舌的覆盖率在入水前分散能量尽可能多地调动消能区水体参与消能还要满足部分闸孔单独开启的运行要求。结合初设方案溢流堰堰面体型在溢流坝面加分隔墙变化挑坎形式经过多组试验研究对比最终优化推荐了一种复合型消能工“三孔导向窄缝挑坎十三孔不对称扩散挑坎”。其显著特点是将窄缝挑坎与经典的扩散挑坎进行有机结合立体消能。3、水舌特性下泄水流受窄缝挑坝和不对称扩散挑坎的共同作用。以三纵三横方式落水。通过2、4、6号闸孔（