水利工程論文-安溪翰苑水電站隧洞洞內(nèi)前池的設計.doc

水利工程論文-安溪翰苑水電站隧洞洞內(nèi)前池的設計【摘要】前池多見于引水式水電站，型式多為露天式。文章論述了在福建安溪縣翰苑水電站前池的設計當中，利用無壓隧洞末端的一部分作為前池，減少了工程開挖量。【關鍵詞】前池；隧洞；壓力管道；連接一、工程概況翰苑水電站位于安溪縣尚卿鄉(xiāng)境內(nèi)，處晉江西溪支流長坑溪的中上游。本電站屬引水式電站，總裝機8000KW，其壩址位于苦坑(藍田水電站廠房附近)，壩址以上流域面積179.6m2。電站廠房至壩址間河道長7km，天然落差達80m，電站設計最大引用流量Q=12.8m3/s。該工程建筑物主要有:攔河閘、無壓引水隧洞、有壓隧洞、前池、發(fā)電廠房及升壓開關站等。無壓引水隧洞總長3370.61m，隧洞出口設有溢流堰及閘閥等。無壓引水隧洞斷面為城門型，凈寬為2.7m，凈高為3.511m，設計正常水深2.60m，隧洞末端樁號3+3353+340m間設置集石坑。有壓隧洞洞徑為2.6m，總長為353.6m。無壓隧洞末端與有壓隧洞的高差為71.72m。二、有利因素洞內(nèi)前池位于樁號3+334.53m3+370.61m之間，有壓隧洞與無壓隧洞斜交，其軸線交點位于樁號3+350.61m處，距洞出口20m，洞口以上巖石覆蓋層較厚。從隧洞所處地質(zhì)情況來看，大部分圍巖類別屬類類，圍巖彈抗系數(shù)較高。而樁號3+1423+350m段屬類或類，巖石表現(xiàn)為微風化新鮮，單位彈抗系數(shù)高達800011000N/cm3，巖石強度較高，局部裂隙可用噴錨處理；樁號3+3503+370.61m段為類圍巖，巖石表現(xiàn)為弱風化，單位彈抗系數(shù)高達5000N/cm3；有壓隧洞除三十多米洞段屬類圍巖外，均屬類或類。地質(zhì)狀況優(yōu)良，為洞內(nèi)前池的設計提供了非常有利的條件。其次，從壓力管道調(diào)保計算情況來看，該工程LV319.983(m)，滿足。相應水深為:2.671m2.0m2.前池最大水位升高該情況發(fā)生于電站突然棄荷時。(按甩全荷，最不利情況)已知:B=4.2m，Qmax=12.8m3/s水深ho=2.6+1.5-0.8=3.3m(不計攔沙坎以下部分).單寬流量q=Qmax/B=12.8/4.2=3.05(m3/s)初始流速Vo=q/ho=3.05/3.3=0.9242(m/s)g=9.81m2/s由V=Vo-2(gh)0.5-(gho)0.50=0.9242-2(9.81h)0.5-(9.813.3)0.5)整理得：h0.5-3.30.5=0.1475解得：h=3.858(m)h=3.858-3.3m=0.558(m)四、前池段無壓隧洞面及襯砌型式擬定根據(jù)前池水力計算所得最高水位，考慮水面以上15%凈空面積且水面以上凈高不小于40cm(非恒定流條件下，計算中已考慮涌波時上述值可適當減小)，擬定斷面。計算采用中南水利水電勘測設計研究院開發(fā)的隧洞CAD軟件進行襯砌結構設計(計算書略)，為安全起見，分段采用襯砌型式如下:樁號3+334.533+344.43m段，采用噴錨襯砌；樁號3+344.433+370.61m段，采用鋼筋砼襯砌。其中，有壓隧洞與無壓隧洞連接段(3+344.433+356.43m)及無壓隧洞出口(樁號3+365.613+370.61m)考慮開口及抗震，均采用了雙筋襯砌。有壓隧洞與無壓隧洞連接部位為使水流平順，均采用圓弧及橢圓曲線連接。五、結語由于本工程地質(zhì)極好，圍巖穩(wěn)定，為采用洞內(nèi)前池創(chuàng)造了有利條件。利用無壓隧洞的一部分作為前池，一是減少了土石方的大量開挖，二則縮短了工期，取