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1明渠导流的方法
一是导流明渠的布置方法:在对导流明渠进行布置时,要将有利地形给利用起来,这样可以最大限度的减小明渠工程量;对于不良地质区段,尽量不要通过渠线,对滑坡崩坍体充分关注,促使边坡的稳定性得到保证;如果明渠是在河滩地上开挖的,通常需要对外侧墙进行设置,它有着和纵向围堰类似的功能;要在可靠的基础上布置外侧墙,并且直接施工于干地上。要设置顺直的明渠轴线,这样方可以有平稳顺畅的水流,S型弯道是避免使用的。要结合导流明渠和永久明渠,如果采用岸边式布置枢纽中的混凝土建筑物,导流明渠通常会结合尾水渠和电站引水渠,要衔接明渠进出口和上下游水流,控制河道主流的交角,保持在30°以内;为了不影响水流的通畅性,要严格控制明渠转弯半径。二是导流明渠断面设计:首先是对明渠的断面尺寸进行确定,结合设计导流的流量控制来确定明渠断面的尺寸,并且受到了诸多因素的影响,如地形地质、允许抗冲流速等,在设计断面的过程中,需要结合差异化的明渠断面尺寸,来组合围堰,综合考虑。其次是对明渠断面形式进行合理选择,通常情况下,会按照梯形来设计明渠断面设计,如果有坚硬基岩存在于渠底,可以按照矩形来设计,在一些特殊情况下,为了促使截流和通航的不同要求得到满足,也可以按照复式梯形断面进行设计;最后是对明渠糙率进行确定,明渠的泄水能力会直接受到明渠糙率大小的影响,因此,开挖方法、衬砌材料以及渠底平整度等因素会直接影响到糙率大小,所以设计过程中,就需要结合具体情况,严格依据相关的规定和要求来进行。
2隧洞导流的方法
一是隧洞导流的使用范围:对于山区河流,通常应用隧洞导流的方法,这是因为其有着较为狭窄的河谷,两岸有着陡峻的地形;因为每条隧道都有着十分有限的泄水能力,隧道需要较高的造价成本,因此,没有较大的流量,就可以应用隧洞导流的方法。结合如今的形势,每条隧洞的可宣泄流量严格控制2000m3/s—2500m3/s,大部分工程将两条左右的导流洞给应用过来。为了促使导流费用得到减少,就需要结合导流漏和永久隧道。如果是将高水头土石坝枢纽兴建于山区河流上,将永久隧漏给应用过来。因此,对于土石坝纽,非常普遍的使用了隧洞导流,将混凝土坝修建于山区河流上,也可以将隧洞导流给应用过来。二是导流隧洞的布置方法:需要在完整和新鲜的岩层中,布置隧洞,为了避免有大规模坍方出现于隧洞沿线中,需要避免平行于洞轴线、岩层和断层和破碎带,严格控制洞轴线和岩石层面之间的夹角,避免其小于45°,层面倾角控制在45°以上。将坝址附近的有利地形给充分利用起来,保证有顺直的隧洞线路,如果是弯曲的河岸,需要在凸岸布置隧洞,这样隧洞长度可以得到缩短,并且有着较好的水力条件。转弯是有压隧洞和低流速无压隧洞所必须具备的,转弯半径应该比5倍洞宽要大,转折角控制在60°以内,要将直线段过渡设置于弯道的上下游,直线段长度需要比5倍洞宽更大。避免有冲击波产生于高流速无压隧洞的弯段上。严格控制进出口和河床主流流向的交角,否则就会影响到上游进水条件,会有有害的折冲水流与涌浪产生于下游河道,出角需要控制在30°以内,结合具体情况,可以适度放宽上游进口处的要求。如果需要的导流隧洞为两条以上,那么就可以在两岸或者一岸布置。隧洞进出口和上下游围堰坡脚需要有50m以上的距离,近些年来,也出现了10m~20m以内的距离;如果只有较小的距离,就需要科学的防护堰坡。三是导流隧洞断面设计:在确定隧洞断面尺寸时,需要综合考虑诸多因素,如设计流量、地质和施工条件等,要结合相关规范,控制洞径;一般来讲,单洞断面尺寸需要保证不超过200m2,单洞泄量控制在2000m3/s~2500m3/s以内。将地质条件、隧洞工作状况和施工条件纳入综合考虑范围,对隧洞断面形式合理确定。在洞身设计中,十分重要的一个问题就是合理选择糙率n值,糙率的大小会对断面的大小产生直接影响,糙率大小则会直接受到其他因素的影响,如衬砌情况、施工质量、选择的开挖方法等等。在设计过程中,需要结合具体情况,对相关规范进行查阅,对糙率值合理选择。
3结语
通过上文的叙述分析我们可以得知,导流技术在水利工程建设中发挥着十分重要的作用,本文简要分析了几种比较经常用到的导流技术和建筑型式,在具体实践中,还有诸多的技术可以利用。因此,在水利水电导流设计过程中,需要结合具体情况,充分考虑诸多因素,对导流模式合理设计和选择,促使水利水电工程的施工质量得到保证。
作者:刘龙彬单位:九江市水利科学研究所