黄河龙口水利枢纽工程泄水建筑物设计

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1、·26·水利水电工程设计DWRHE·2011年第30卷第2期黄河龙口水利枢纽工程泄水建筑物设计苗青王晓辉刘顺萍周陈超摘要龙口地形条件适宜布置坝体泄流，考虑到龙口泄流同时还要兼顾冲沙和排污，因此泄水建筑物以底孔为主，并设有表孔以排污。底、表孔均为底流消能，通过计算及水工模型试验多方案比较，最终确定采用两级消力池。因为黄河泥沙含量大，硬度高，所以在底、表孔及消能工的过流表面采用抗冲磨混凝土，以提高建筑物的抗冲磨能力。关键词底孔表孔泄水建筑物龙口水利枢纽中图分类号TV65文献标识码B文章编号1007—6980(2011)02—0026．03处最大单宽泄量为137．8ITI3

2、／(S·Il1)；2个表孔坝段1洪水标准及泄流要求总长34in，布置2个宽12m的泄洪表孔，最大单龙El水利枢纽总库容1．96亿，电站总装机宽泄量为76．7m=；／(S·m)。为保持电站坝段“门前容量420MW。本枢纽工程属大(Ⅱ)型工程，枢纽清”，同时减少过机含沙量，共设9个排沙洞。在主要建筑物大坝、电站厂房、泄水建筑物按2级建5～8电站坝段每坝段各设2个排沙洞，l0副安筑物设计，其洪水标准按100年一遇洪水设计，装问坝段设置1个排沙洞，排沙洞出口尺寸均为1000年一遇洪水校核。1．9133_×1．9Ill。入库洪水由万家寨一龙口区间同频率洪水叠加泄洪建筑物运用方式

3、为：在开启底、表孔泄洪万家寨水利枢纽相应洪水的下泄流量组成。水库运时，应同时启用排沙洞参与泄洪，对于出现频率较用方式是蓄清排浑，汛期排沙。电站为河床式电高的中、小频率洪水在水位和含沙量满足运行要求站。泄水建筑物除应满足泄洪要求外，还应满足冲时，可开启水轮发电机组过流代替排沙洞，以减少沙、排污等项要求。排沙洞的过流频次。规划对泄水建筑物泄流能力的要求：经水工整体模型试验验证，在电站发电或开启(1)校核洪水位时，下泄流量大于8276ln3／s；5个排沙洞(副安装问坝段排沙洞及每个大机组段(不包括电站引水流量，下同)；各】个排沙洞)参与泄洪的情况下，下泄洪水更加平(2)设计

4、洪水位时，下泄流量大于7561m3／s；顺，回流现象基本消失，电站尾水渠中基本没有淤(3)汛期排沙水位888．0m时，下泄流量大于积，底、表孔坝段的单宽流量有所减小，减轻了对5000n13／s。下游河床冲刷。龙口坝址距万家寨电站仅25．6km，黄河上游2．1底孑L坝段布置来冰被万家寨水库拦蓄，龙口水库少量冰凌可由表底孔是主要的泄洪、排沙建筑物。布置在河床孔排出，此外，枢纽无通航及过木要求。中部偏右岸的12～16坝段，每个坝段宽20．0m，布置2孔，共l0孑L。在选定底孔进口底高程时，2布置与结构形式考虑到底孔除泄洪外，也是主要的排沙建筑物，故从地形上看，龙口坝址河床相

5、对较宽，具备布进口高程应尽量低，且要满足与消力池的连接要置坝体泄洪的条件。由于龙口工程冲沙流量大，汛求，由于电站引水流道底高程为866．0m，故底孔期要求泄洪兼排沙，故泄水建筑物以底孔为主。考进口底高程定为863．0m。根据枢纽排沙要求，龙虑汛期泄洪有排污要求，故设2孔表孔。经反复比口水库水位888．0ITI时泄流量大于5000m／s，因较后选用的布置方案为：泄水建筑物布置在枢纽的此确定底孔控制断面孔口尺寸4．5ITI×6．5m(宽×右侧，表孔紧靠右岸边坡坝段布置，底孔布置于表高)，此时最低冲沙水位885．0m时泄流能力为孑L左侧，其中5个底孔坝段总长100／／1，布

6、置10个46731-113／S(模型试验值)，排沙水位888．0m时泄流孔口尺寸4．5Ill×6．5m(宽×高)的泄洪底孔，孔口能力为5091m3／S(模型试验值)。苗青等·黄河龙口水利枢纽工程泄水建筑物设计底孑L进口为有压短管，后部接无压明流洞，孔池，池底高程858．0m。消能建筑物主要由一级消口控制断面4．5m×6．5ITI(宽×高)，进口顶、侧曲力池、一级消力坎、二级消力池、差动尾坎、海22．．漫、消力池左、右边墙及消力池中隔墙等建筑物组线均采用l／4椭圆曲线，顶曲线方程为+=1，U二成。22．．．根据消能计算及水工模型试验多方案比较，并曲线尾部接1：5直线段，

7、侧曲线为+=1。J．U1．二考虑泄水建筑物的布置，最终确定底流消能布置为底孔设工作门、事故检修门各1道。工作门采底、表孔一级消力池之间用中隔墙隔开，底、表孔用弧形钢闸门，由布置在坝内廊道的液压启闭机启一级池末端池坎位置处于同一桩号。闭，事故检修门为平板钢闸门，由坝顶双向门机启表孔一级消力池池长75．00m(表孔坝段末端至闭。一级消力坎直立面)，池宽29．00m。底孔一级消力底孔明流段竖曲线为抛物线Y=0．00839x，池长75．0m，消力池左边墙以1：25的坡度向左侧后接1：4直线段，直线段下游接半径为17．0m的扩散。一级消力坎采用梯形断面，消力坎