引水发电工程进水口设计浅谈

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1、引水发电工程进水口设计浅谈　　摘要：进水口按不同的用途、在枢纽中的布置方式以及水流条件可以分很多种。本文讲述的是用于引水发电隧洞的进水口，它布置在库区左岸，距离大坝500m，为塔式有压流进水口。本文主要介绍该进水口结构布置、水力计算、结构计算和地基处理方面的设计。关键词：进水口；水力计算；结构计算；地基处理中图分类号：TU47文献标识码：A文章编号：本文讲述的进水口是将水库的水流通过引水隧洞引向电站厂房，进口段及闸门段形成一个塔式结构，耸立在库区左岸坡，塔顶设操纵平台和启闭机室，用工作桥与岸边相连，为单孔单面进水的矩形塔

2、式有压流进水口。这种塔式进水口适用于当地材料坝、进口处山岩较差、岸坡又比较平缓的情况。下面我就从结构布置、水力计算、结构计算和地基处理方面对该进水口设计做一简单介绍。一进水口布置进水口建筑物作为水利水电工程的一个组成部分，其位置和型式的选择与整个枢纽工程总体布置关系密切，只有与整个枢纽工程总体布置一并考虑，通过方案比较才能确定合适的布置方案。6引水工程进水口应根据地形地质条件，尽量选择良好的地质条件和避免高边坡开挖，以减少工程处理措施，且运行更安全。避免设置在含有大量推移质的支流或山沟汇合口附近，进水口前缘水域应尽量避免

3、容易积聚污物的回流区，并应避免漂木直接撞击。进水口应在各级运行水位下，均具有良好的水力条件，进口轮廓平顺、流速较小，水流畅顺、流态平稳，尽可能减小水头损失。有压式进水口底板高程应保证在上游最低运行水位时仍有足够的淹没深度，且应高于水库或天然河床冲淤平衡高程，保证流态平稳，避免产生贯通式漏斗漩涡，能够适应电站负荷变化，引进发电所需流量。进水口设置拦污栅，防止污物进入流道，进水口过栅流速一般控制在0.8~1m/s，否则会增加水头损失，影响经济效益，在计算过栅流速时，应按扣除栅条面积后的净过水断面面积计算，在塔顶设置机械清污装

4、置等。进水口须设置事故检修闸门，以便在事故时紧急关闭，截断水流，避免事故扩大，也为引水系统的检修创造条件。有压式进水口应在闸门后设置通气孔，通气孔通向室外，加设栅网，安全起见，不要对冲人员活动区和设备区，出口顶高程应高于上游最高水位。进水口要有足够的强度、刚度和稳定性，结构简单，施工方便，造型美观，便于运行、维护和检修。尽量减少工程量，使造价经济合理。二水力计算6进水口的类型和功能不同，其水力计算内容也不尽相同，由于建筑物边界条件和水力条件很复杂，水力计算参数的取值也不相同。因此，必须结合工程实际，选用合适的计算方法和计

5、算参数，对于大型或重要的进水口还要进行水工模型试验。对于有压式进水口水力计算主要包括以下几个方面。1、水头损失计算，包括拦污栅段、进口段、闸门段及渐变段的局部和沿程水头损失；2、进水口最小淹没深度就算，按照《水利水电工程进水口设计规范》SL285-2003所列公式进行计算。3、通气孔面积计算，可参照《水利水电工程钢闸门设计规范》SL74-95计算。4、在满足淹没深度情况下，过流能力计算通常不是控制性的，至于管道充水和地基渗流计算，就要根据工程实际情况，结合工程具体条件进行。三结构计算和地基处理进水口结构计算和地基处理除了

6、要考虑进水口主体建筑物以外，还应包括防沙、防污、库岸的边坡工程等。进水口布置确定后，建筑物结构型式、结构轮廓以及地基处理等都要在结构设计中研究确定。结构计算内容包括建筑物整体稳定分析（含抗滑、抗倾、抗浮稳定）、地基应力、整体结构与局部构6件设计等；对于土质地基还应复核渗透稳定性，并作相应的沉降计算。对于未满足设计要求的地基基础，应根据地质条件以及建筑物的运行要求，采取防渗、排水和加固等地基处理措施。作用在进水口建筑物上的荷载分基本荷载与特殊荷载两类，应按《混凝土重力坝设计规范》SL319-2005、《水闸设计规范》SL2

7、65-2001、《水电站厂房设计规范》SL266-2001和相关规范进行计算。荷载组合分基本组合与特殊组合两种，具体计算时采用哪种组合按照《水利水电工程进水口设计规范》SL285-2003相关规定进行选取。1、进水口整体抗滑稳定计算公式可采用抗剪断强度计算公式或抗剪强度计算公式：（1）、抗剪断强度计算公式:（2）、抗剪强度计算公式:式中:——分别为抗剪断和抗剪强度计算相应的抗滑稳定安全系数；f’、c’、f——分别为建基面抗剪断摩擦系数、粘结力和抗剪摩擦系数，仍按《混凝土重力坝设计规范》SL319-2005、《水闸设计规范

8、》SL265-2001有关规定取值；——分别为建基面上作用力的法向分量总和和切向分量总和；A——建基面面积。2、抗浮稳定计算计算公式:式中:——抗浮稳定安全系数；6——建基面上垂直力总和（不含设备重量）；——建基面上扬压力总和。3、抗倾稳定计算计算公式:式中:——抗倾覆稳定安全系数；——建基面上稳定力矩总和；——建基