严寒地区阶梯式钢筋石笼消能工的应用

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1、"##$年第$期%第$&卷总$&’期(东北水利水电!*文章编号+$##":#."4（"##$）#$:###!:#)严寒地区阶梯式钢筋石笼消能工的应用刘丽，徐铁成，胡志刚（东北勘测设计研究院，吉林长春$)##"$）*摘要+在东北严寒地区，建基为软基且双面过水的工程中应用阶梯式钢筋石笼消能，当属首例。该工程经受了“&’大水”的考验。文中主要介绍了阶梯式钢筋石笼消能工结构设计的一些问题。*关键词+阶梯式消能工；钢筋石笼；严寒地区*中图分类号+,-./)01$*文献标识码+2阶梯式钢筋石笼消能工是在宣泄水流沿程布流前缘长)##3，设计洪峰

2、流量"""3);<%!=设一系列台阶，利用它们使泄流能量沿空间消散，)">(，校核洪峰流量4’"3;<（!=#1">）。该工程从而大为改善消能工水力条件，简化消能设施。目建于$&’’年，是在原水库堤坝上加#1"/3厚的钢前，国内尚无有关阶梯消能工设计的规程、规范可筋混凝土泄水面板，坝脚设混凝土板桩防渗，坝后遵循。把溢洪道设计成阶梯式多被用于低坝或低堰接铅丝石笼消能工。$&&.年)月，经检测发现工程的消能。长山库里泡过水土坝维修加固工程尝试性各部位均发生不同程度破坏，严重威及电厂正常生采用了阶梯式钢筋石笼消能，该消能工位于东北严产，

3、对其进行了全面维修加固。寒地区，建基为软基且双面过水，溢流前缘长达)##坝顶最大水头)1"3，最大单宽流量$1.3);（<·3），3，在国内当属首例，已经受了“&’大水”的考验，运泄水面板末端接阶梯式钢筋石笼消能工。石笼溢流行无异常。前缘长)##3，石笼顺水流向长$"1/#3，五阶跌水，所有台阶顶端的外包络线为$?)14!’斜坡，见图$。第$阶梯式消能工设计一级和末两级台阶高#1/#3，第二、第三级台阶高长山库里泡过水土坝位于吉林省松源市长山#14#3。热电厂东北部453处，库容"1$6$#!)，水域面积3$1$阶梯式消能工水力特

4、性"，主要为电厂提供)$’78机组的循环冷却$453英国@1钱森（$&&4年）将流过阶梯式溢洪道的水水并兼作当地养鱼池。坝址地处严寒地区，多年平流分为两种：跌落水流和滑行水流。跌落水流是以自由均气温)1)/9，极端最低气温:4#9，一月份平均跌落水流（一个接一个射到下一级台阶）和后续发生的气温:$.9。过水土坝和消能工为)级建筑物，最完全或不完全水跃流态为特征，通过空中射流和在台大坝高)3，坝顶高程$"&3，坝顶长).#1"#3，溢阶上扰动形成水跃消能。滑行水流是以恒定流流过阶图$消能工典型断面图*收稿日期+"###:$#:#’*

5、作者简介+刘丽%$&!#—(，女，吉林省舒兰县%市(人，学士，工程师，主要从事水利水电工程设计工作。!东北水利水电"##$年第$期%第$&卷总$&!期’梯表面，以阶梯间所滞流的回流水体做垫层，阶梯外量""";::)4（&/"<），校核洪峰流量8!";)4缘形成伪底，水流在伪底上面流过。两种流态的判（&/#("<）。为保证设计泄流量，下游右侧的土堆别标准如下：当流量小于式（$）所确定的临界值（同已彻底清除。时满足#("#!)"#*）时，将产生完全水跃的跌落台阶尺寸的确定：控制条件为产生滑行水流，水流流态；当流量大于式（"）所确定的临

6、界值时，将按式（"）调整台阶的高度和宽度，需设置五级台阶产生滑行水流流态。跌水，相应台阶高度#(8=#(*;，长度$(#=:(7（#$%!）+,-./#(#&$*%!)"’0$("1*（$）;，平均坡度$#(8"*>，并在末端台阶设置:(7;长%#$’23456.)!/$(7#10#(8*7!)"（"）水平段，以形成一定厚度的水垫，作为辅助消能措式中#$—临界水深；!，"—分别为台阶的高度和长施，见图$。度；%#$’23456.—特征临界水深。防冲淘措施：为改善水流流态，面板末端设小该工程在汛期形成“拉锯式”双向泄流，充分利挑流鼻

7、坎与石笼平顺连接，以防止泄“鼻涕水”时，用了阶梯消能。坝体正常泄流时，溢流面上呈强烈鼻坎处水流回淘钢筋石笼护脚。消能工下游侧设浆紊动和相对平顺的移动，在最大流速下，空气掺入砌石尾坎，顺水流向长#(*7;，高#(87;，尾坎基水流，掺气水流发生在平整光滑的水流区之后，产础设#(#7;厚砂浆垫层（标号?$#），直接坐在反滤生紊流，紊流边界层不断发展直至水流表面。此时料端部上，垫层下设一层油毡纸以防漏浆。在消能台阶上的水垫已被漩涡取代，能看到旋转的空气工首端（消能工与板桩连接区域）设置“@”型钢筋混泡，而上一层台阶的尾流受下一层台阶上摩

8、阻力的凝土抗冲板，板厚#("#;，全坝长布设，宽"(#;，影响，在下一层台阶上形成三维不稳定回流，水流结构缝间距$";，缝间设!$*A:##;;跨缝筋和掠过这些旋涡和台阶，9(钱森将这种流态称为“尾一道橡胶止水，后施工中将橡胶止水改为BC?垫流与台