土木工程畢業(yè)協(xié)合拉引水樞紐設計特點

1、土木工程-協(xié)合拉引水樞紐設計特點摘要：,我區(qū)已建成的引水樞紐型式雖多,但工程布置從整體方向考慮較多,而樞紐細部結構特點較少.協(xié)合拉引水樞紐設計充分吸取*種樞紐的特點,較好地解決樞紐引水、防沙、抗磨等,保證了樞紐的平安運行 .關鍵詞:引水樞紐設計特點XX一、工程概況協(xié)合拉引水樞紐工程位于阿克蘇地區(qū)XX縣境內的庫瑪拉克河出山口,閘址距溫宿63 k m,距XX市7 7 km.庫瑪拉克河是一條國際河流,也是塔里木河水系的最大支流.河道全長293km ,其內河段長1 1 8km.河道徑流年際變化小,但年內四季徑流變化很 大,主要集中在夏季68月份,為全年徑流量的6 8. 6%,多年平均徑流量4 6 .1

2、億m 3,多年平均流量14 8m 3 /s,實測最大流量2 8 6 0 m 3 /s.XX庫瑪拉克河屬多沙性河流,泥沙來源主要為上游淺山區(qū)冰磺物和風化物及 河相物,多年平均輸沙量為1 570萬噸,最大月平均含沙量為 4.69k g/m 3 , 河床中推移質平均粒徑0o 12m,最大粒徑為00 4 9m.樞紐區(qū)結冰期為1 1月中旬,解冰期3月中旬.在12月至2月有岸冰出現(xiàn),最 大岸冰00 65m,主要為流冰花和流冰塊.據(jù)資料,年輸冰量在200萬m3.XX閘址區(qū)河床蓋層厚度 305 0 m,為全新統(tǒng)沖積a L4沙卵礫石層,地 質條件較好.其中02m為松散卵礫石層,以520cm卵石為主,24.5m

3、為較致密的含漂石卵礫石層,漂石粒徑3060cm; 4.56m為致密卵礫石層.閘基土允許承載力為4 05 0t/m2,閘基土內摩擦角為40.該工程興建,近期將解決灌區(qū)132萬畝良田的引水問題,緩解了春旱缺水. 通過工程渠化,防滲節(jié)水 7000萬m3,并利用總干渠水能和有利地形條件修建 塔布克一級水電站工程,總裝機 4萬Kw,年發(fā)電量2. 4 7億Kw. h.同時為 向塔里木河輸送3 3億m 3的生態(tài)水量提供保證.二、工程規(guī)模協(xié)合拉引水樞紐是庫瑪拉克河梯級中、大、小石峽水庫后規(guī)劃的唯一引 水樞紐,限制著下游5級引水式電站和該河全部灌區(qū),是灌溉發(fā)電的綜合引水工程.工程為二等大2型,主要建筑物為二級.

4、樞紐設計洪水標準為5 0年一遇,相應流量為2674m3/s,校核洪水標準為100年一遇,相應流量為3 0 13m3 /s.閘前蓄冰庫容 2 3 0萬m3 ,岸設計引水流量9 0 m 3/s,加大引水流量 120m3/s,西岸設計引水流量10m3/s ,加大流量18m3/s,樞紐最大泄洪流量 為 2 9 13m 3 /s0三、對現(xiàn)有的引水樞紐評價1、人工彎道引水樞紐XX利用彎道環(huán)流的特性,正面引水、側面排沙 邊引水、邊排沙,進水閘引取表層含沙量低的水,而沖沙閘排走運動中的底沙,須消耗較大的能量和水量, 無法解決汛前5、6月份水量緊缺時引水和沖沙的矛盾,只得采取間歇沖沙,閘 前易淤積,造成泥沙進入

5、引水閘.另外,彎道要求有較長的整治段,以人工彎道,上游要設泄洪閘,干渠上要設沉沙池以配套沖砂,這樣造成樞紐造價高、 工程分散、治理不便.XX2、懸板分層式引水樞紐利用懸板,把推移質隔在懸板以下,從懸板以上引取表層水,當淤積到一 定高度時,利用懸板下設沖沙廊道沖沙,保證進水閘前不淤積,所以引水防沙效 果較好.但由于汛期取表層水,閘前采用壅水運行,沖沙不利,閘前淤積區(qū)會增加,因而必須考慮采取舉措,限制閘前淤積區(qū).但這種樞紐建筑物比擬集中,便于 運行治理,少.XX3、底欄柵式引水樞紐底欄柵式引水樞紐,由于受柵隙及廊道過水水平的限制,大中型引水樞紐 還未采用.它與其它型式的渠首相比,布置容易、結構簡單

6、、施工方便、工程造 價低.目前對原型式進行了改良,對廊道斷面和柵條斷面形狀進行了更合理的 改良,適應范圍不斷擴大.四、協(xié)合拉引水樞紐工程布置 XX協(xié)合拉引水樞紐設計初期,曾專門考察了已建成大中型引水樞紐多座,聽取 了設計和治理運行經(jīng)驗.考慮采用人工彎道式引水樞紐和懸板分層式引水樞紐, 作為協(xié)合拉引水樞紐設計方案.這二種樞紐布置型式較適合多推移質山溪性河流, 早已為許多區(qū)內外專家所肯定,無疑是輕車熟路,也易于審查通過.根據(jù)樞紐地形條件,按人工彎道式引水樞紐和懸板分層式引水樞紐設計 布置.但人工彎道式布置時,解決引水較困難,須在干渠設分水閘及跨河工程 方可解決另岸引水問題,而懸板分層式布置,以整體

7、布置考慮較理想,工程結構 簡潔、少.通過水工模型試驗,二個方案均不太理想,但互補性較強,將兩個方 案優(yōu)勢結合,目前協(xié)合拉引水樞紐的布置雛形 .通過模型試驗驗證、修改,了目 前實施的方案.詳見附圖.土木工程-協(xié)合拉引水樞紐設計特點2 協(xié)合拉引水樞紐是攔河式懸板分層引水樞紐,該樞紐主要由：1上、下游人工整治段；2泄洪沖砂閘；3西岸進水閘；4進水閘前懸板組成. 現(xiàn)分述如下：XX1、上、下游人工整治段 XX上游人工整治段底寬1 04.4m,全段長4 00m,壩端以弧型與銜接,整治 段河床穩(wěn)定縱坡1 / 235,導流堤高10 m,坡比1:1. 75,護面采用50cm 厚C 1 5細粒碎砌卵石.XX下游整

8、治段長30 0 m,底寬10 4.4m.縱向穩(wěn)定河床坡降為1/2 2 5,坡 面為5 0 c mC1 5細粒碎砌卵石.導流堤高 6. 5 m,坡比1:1.5,河床以下設防 沖齒墻,防沖深度為8m. XX2、泄洪沖砂閘 XX為一字攔河閘,總長104.4m,共計9孔,單孔寬1 0 m,閘室長18m,閘底 板高程1 4 20.5m,孔高10m,為單孔整體式結構.設計泄洪=2 674m3/ s ,設 計水位h = 5 . 3 2m,校核流量= 3013 m3/s ,時,校核水位h =5. 7 1 m,閘墩上 設封閉式工作房,內設啟閉設備.閘前鋪蓋為斜坡式,坡比1: 4,鋪蓋總長3 0m,深度為5.5

9、m,閘后護 堤1 0 m,后接裙板消能.3、西岸進水閘XX岸進水閘與泄洪沖砂閘順水流方向軸線夾角6 0 ,設閘3孔,每孔凈寬 10m,設計過閘流量=90m3/ s.閘底板高程1 4 21.7m,比沖砂閘底板抬高1.2 m ,比沖砂廊道懸板面低0 . 450.25m,閘室長16m ,閘頂與泄洪閘同高,墩頂上設封閉式啟閉工作室及檢修設備. XX西岸進水閘與九孔泄洪閘并列布置,為單孔,孔寬8m,設胸墻,孔高2.5 m, 設計過閘流量=1 0m3/s,底板高1 4 21.5 m,閘頂及閘上結構同泄洪閘.XX4、進水閘前懸板在靠近泄洪閘第一、二孔和第九孔時,西岸進水閘前布置沖砂廊道即分 層懸板,岸進水閘

10、前廊道為4孔,2孔4.95m,2孔5.35m,廊道凈高1 . 21.4m ,廊道長3 0 5 0 m0西岸進水閘前廊道不分孔,廊道凈高1.4m,廊道長1020m ,廊道出口接泄洪閘.五、協(xié)合拉引水樞紐工程設計特點 XX目前我區(qū)引水樞紐普遍存在著引水與沖沙的矛盾,樞紐上下游淤積的問題、 閘室抗磨問題、下游消能問題等,以往人們往往從整體上考慮的多,從局部上 考慮的少,因此防沙引水效果不夠理想.而協(xié)合拉引水樞紐借助于模型試驗大膽嘗 試,通過局部結構改變,取得了較好的成效.以下從幾個方面簡要說明.XX 1、引水與沖沙XX充分利用懸板分層式引水的優(yōu)點,為減少閘前淤積問題,在廊道設計時,增加了廊道的長度,

11、廊道長度達5 0m,將淤積區(qū)限制在遠離進水閘區(qū)域,同時為達 到廊道用少量水排走大量沙的目的,縮小了廊道的斷面尺寸,改為四孔.經(jīng)試驗和,廊道內流速比上游整治段流速大 1.311 . 3 7倍.通過這些舉措到達了預期 的效果,防止了閘前淤積面抬高,又有泥沙躍上懸板引入進水閘的危險.2、樞紐上、下游淤積的防治由于懸板分層式引水,造成閘前水位壅高,而壅水運行的時間越短,其閘前 淤積量越少,越利于敞泄沖刷到達沖淤平衡.換言之,在滿足引水時可敞泄排沙的流量出現(xiàn)頻率越大或時間越長,越利于防沙減淤.在利用現(xiàn)有的經(jīng)驗公式計算時,充分考慮閘前蓄冰庫而堤防加高的有利條件,采用P=99%作為造床流量計算.利用 束水攻

12、沙 的原理,在防洪平安的前提下,縮窄上下游整治段的寬 度.經(jīng)模型試驗,確定合理的穩(wěn)定河寬為1 0 4.4 m,同時為保證輸沙順 暢,上游整治段長4 0 0m,下游整治段300m 0從工程近幾年的運行情況看,樞 紐沖沙效果較好.XX3、建筑物抗磨問題由于河道推移質粒大量多,樞紐抗磨問題至關重要,否那么樞紐平安運行.在設 計初期,曾考慮采用花崗巖條石、鑄鐵、塑料磚、砌石等作為抗磨材料,但均 不理想.在考察中,*水利水電大學提供了新型抗磨抗砸的建筑材料,即耐磨 碎,而且已成功運用,效果較好,施工簡單.經(jīng)多方考察 ,決定將該先進材料到協(xié) 合拉工程中,并在泄洪閘底板護堤及沖刷廊道底板大規(guī)模運用.而對墩兩

13、側1.2m磨損局部,采用10 cm厚鋼板防護,并將鋼板直接和墩體澆筑,解決抗磨 問題.工程已運行三年,并經(jīng)歷了設計洪水的運行,只有局部區(qū)域出現(xiàn)損壞,經(jīng)分析主要是施工過程中的問題.由于采用新材料,保證了工程平安,減少了維護費 用.4、消能防沖設計由于泄洪閘校核洪水時,單寬流量到達32 . 4 m3/ s ,而閘室處地質條件差,抗沖水平弱,水工模型試驗時,最大沖刷深度到達10 m.解決好消能事關閘室安危,而采用裙板消能裝置,較好地解決消能防沖.裙板設置要求裙 板與護堤連接處預留20cm左右的間隙,裙板鋼軌長短相間并列布置,鋼軌長度 為4.5m和6m,并每10片鋼軌組成一組,并列排列,要求不留間隙,

14、裙板下要 有一定的空間,不能全填.在裙板設計方面,我們有成功的經(jīng)驗,所以協(xié)合拉消能 防沖采用裙板設計是成功的.5、融冰電熱系統(tǒng)土木工程一協(xié)合拉引水樞紐設計特點(3)協(xié)合拉引水樞紐冬季達一27.6 C,泄洪閘有2扇工作閘門運行,、西岸 進水閘工作閘門冬季均運行.門槽均設置電熱系統(tǒng)冬季融冰.門楣、側軌及底檻均設置電熱器.電熱器規(guī)格為側軌電熱器GY01-220/O.8,門楣電熱器GY 03 2 2 0/0. 8,底檻電熱器 GY01 -220/ 0 . 8 .共有6扇門槽設置了電熱融冰 裝置,以保證工作閘門在冬季能正常運行.XX6、水閘自動化系統(tǒng)本閘樞紐自動化系統(tǒng)的目標是實現(xiàn)遙測、遙控及遠動的目的,同時保存手 動系統(tǒng),提升治理水*質量,減輕勞務強度.樞紐自動白功能：XX(1)監(jiān)測記錄過閘流量、閘門開度及上、下游水位.XX(2)數(shù)字顯示水位、閘門開度及流量.(3)根據(jù)河道來水及水位和給定引水流量自動調節(jié)閘門開序.(4)日平均流量及累積水量.XX(5)具有定時打印及召喚打印*種報表.(6)實現(xiàn)事故自動處理功能(7)實現(xiàn)現(xiàn)場手動停機限制.XX(8)實現(xiàn)緊急狀態(tài)下自動聲光報警.該系統(tǒng)由河海大學水利水電院負責設計、研制、安裝和調試.7、上游導流堤護面設計由于上游導流堤又是蓄冰庫的壩體,壩體高10m.壩體設計事關工程安危故在壩體設計中,首次成功地引進了面