软基上的水力自控翻板闸门溢流坝设计论文

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1、软基上的水力自控翻板闸门溢流坝设计论文.freel2，多年平均径流总量4.89亿m3，正常蓄水位83.04m，总库容152.5万m3，引水系统全长2993m.freel，装机容量4×800kPa；混凝土与砂卵石摩擦系数f=0.5。承载力标准值：弱风化岩fk=1700～1800kPa，砂卵石层fk=300～350kPa，卵石层fk=400～500kPa。2坝型选择该电站为低水头引水电站，为了洪水期不淹没上游岸上较低处的民房、不迁移人口以及不淹没左岸省道永缙公路，而平时又能适当抬高水位增加发电效益，因此只有采用活动坝。因橡胶坝存在老化快、易破坏、寿命短、难管理且运行费用高、投资又大等缺点，橡胶

2、坝方案被舍弃。经比较最终采用水力自控翻板闸门坝(以下简称“闸坝”，见图1)。图1水力自控翻板闸门坝示意(单位：m)3闸坝设计3.1结构布置闸坝由闸门、溢流坝及下游护坦3部分组成。3.1.1闸门闸门采用水力自控双铰翻板闸门，由预制钢筋混凝土面板、支腿、支墩与滚轮等构件组装而成。闸门系利用水力和杠杆原理，使其绕水平轴转动，从而达到自动开启和关闭的目的。由于设计中采用连杆结构等措施，可有效地防止“振动”、“冲撞”、“浮走”等现象的产生。当水库水位高于正常蓄水位0.35m，即上升至启门水位83.39m时，闸门就自动翻倒成倾斜状，宣泄洪水同时冲沙，其最小倾角为10°。当水库水位下降至回门水位82.2

3、4m时，闸门自动关闭，拦蓄河水。闸门顶高程83.04m，门高4m，单扇宽度8m，共11扇，总宽88m。闸门面板由上部3块槽形板和下部3块矩形板拼接而成。每扇闸门均采用双支腿、支墩，其位置在板端1.8m处。闸门面板、支腿、支墩均采用C25混凝土预制构件，支铰系统采用钢结构，止水采用平板与P型橡皮。3.1.2溢流坝溢流坝长88m，坝顶高程79.04m，坝底高程72m，最大坝高7.04m，属低堰。坝身底宽12m，另利用部分下游护坦(长8m)作为坝的悬臂底板，以控制坝基最大与最小应力比值及提高抗滑稳定性。为提高闸坝的泄流能力，根据低堰行近流速影响不可忽略的情况，溢流堰面形状选择Pa平均应力／MPa

4、最大与最小应力比值抗剪安全系数K上游面下游面基本组合0.1130.0470.0802.401.22特殊组合0.0690.0610.0651.131.183.4水力计算溢流堰堰顶高程为79.04m，堰长88.0m。泄洪计算根据翻板门过水的机理，门上、门下分别按倾斜矩形薄壁堰和孔口出流两种方法计算过流量：设计洪水时堰顶水头7.30m，洪水位86.34m，下泄流量2965m3／s，单宽流量33.69m3／s，相应下游水位82.50m；校核洪水时堰上水头8.40m，洪水位87.44m，下泄流量4155m3／s，单宽流量47.22m3／s，相应下游水位84.10m。由于该坝属低堰，下游尾水较深，没有

5、通航要求，为了降低消能工投资并有利于漂浮物下泄，采用面流消能。闸坝跌坎高4.94m，大于校核工况发生面流所必需的最小坎高2.28m。面流各区界水深采用南京水科院的经验公式计算，冲刷深度采用长委水科院的经验公式估算。因该坝下游为钢筋混凝土护坦防冲，因而近似地按岩基河床计算冲刷深度。经计算，设计工况时下游水深大于第一区界水深而小于第二区界水深，发生自由面流，冲刷深度小于水垫，不会冲刷护坦，消能效果非常好；当校核工况时，下游水深大于第二区界水深而发生混合面流，冲刷深度略大于水垫，对护坦略有冲刷，但因护坦按抗冲设计，因此也是安全的。计算成果见表2。表2面流计算成果运行工况下游水深第一区界水深第二区

6、界水深第三区界水深冲刷深度设计洪水(p=5%)8.907.369.1110.276.61校核洪水(p=1%)10.358.4010.0010.634结语由于该工程采用了水力自控翻板闸门活动坝，闸门平时挡水发电，洪水期翻倒泄洪冲沙，有效地减少了上游的洪水淹没损失及水库泥沙淤积，同时闸坝又采用地下混凝土连续墙进行地基防渗处理及面流消能，降低了工程投资。这种设计对其他建固定坝淹没损失过大或在软基上建造低重力式堰坝的类似工程有一定的参考价值。此种水力自控翻板闸门已在永嘉县的昔头水电站及浙江省的衢州闹桥、开化齐溪二级等多处水电站工程中得到应用，经过多年洪水考验证明是安全可靠的，因此具有一定的推广意义

7、。