8 运行和监测
8.1 运 行
8.1.1根据上程的具体情况,提出进水几的运行要求,其中包括:1进水口的最高和最低运行水位.
2 进水口闸门的使用条件。
3排沙、冲沙设施的运行要求。
4 拦污栅的运用要求。
5 进水口对水库运行方式的要求。
6有压管道充水方式及注意事项。
7其他。
8.1.2 抽水蓄能电站上、下水库进,出水口的运行除8.1.1的要求外,尚应包括抽水蓄能电站运行特点的要求。
8.2监 测
8.2.1 进水口的安全检测可分为常规项目和专门项目两大类。在施工期进行的临时检测或短期监测项目,直与长期监测项日相结合。
8.2.2应根据工程条件与工程需要选择监测的项目。
常规监测项日应包括以下内容:
1 进水口上游水位。
2拦污栅前、后水压差。
3 重要结构的应力与变形。
4通气孔风速。
专门监测项目应包括以下内容:
1.高边坡渗透压力与变形。
2泥沙和冰情。
3地震效应。
4其他。
8.2.3 当进水口为挡水大坝的一部分时.还应满足DL 5108和
DL/T 5178中监测设计的要求。
附 录A
(规范性附录>
进水口型式及其适用条件
A.1 坝式进水口
坝式进水口(见图A.1)适用于各种混凝土坝。拦污栅装在上游坝面的支撑结构上。一般情况下,检修和事故闸门均装在坝体内,但检修闸门也可装在坝面。
启闭机
图A.1 坝式进水口
A.2河床式进水口
河床式进水口(见图A.2)适用于河床式水电站,为厂房坝段建筑物的组成部分。
启闭机
图A.2河床式进水口
A.3 塔式进水口
塔式进水口(见图A.3)适用于河岸地形过缓或地质条件不
宜在岸边设置进水口的枢纽。图A.3b)所示为抽水蓄能电站上水库塔式进,出水口。
塔式迸水口的特点:
1 明挖量较少。
2与岸勉连接需要较长的桥梁或水上交通。
3 抗震性能差。
A.4 岸塔式进水口
岸塔式进水口(见图A.4)适用于地质条件不利于将喇叭口设在岸边岩体内。岸塔式进水口的特点:
1 拦污栅、喇叭口和闸门均布置在与岸边连接的塔内,可减小洞挖跨度。
2 明挖量较大。
3进水口整体稳定性好。
图A.4岸塔式进水口
A.5 闸门竖井式进水口
闸门竖井式进水口(见图A,5)适用于岩体完整、稳定且便于对外交通的岸坡。闸门竖井式进水口的特点:
1 拦污栅设于洞外,检修闸门或事故闸门装在竖井内,结构简单可靠。
2.喇叭口直接开凿在岸坡上,洞挖跨度大。
3竖井上游段的检修需在入口处另设检修闸门(或叠粱)。
4 引用流量太大时拦污栅布置困难。
图A.5闸门竖井式进水口
A.6 岸坡式进水口
岸坡式进水口(见图A.6)适用条件与闸门竖井式进水口基
本相同,但检修或事故闸门沿岸坡布置,闸门尺寸和启闭力增大。
图A.6片坡式进水口
A.7 开敞式进水口
开敞式进水口(见图A.7)适用于明渠引水式电站,进水口前缘水位变化幅度小。开敞式进水口的特点:
图A.7 开敞式进水口
l 进水口除检修闸门外还装有工作闸门口
2 结构简单,闸门操作可靠。
3 防沙、防污和防冰问题均较突出。
A.8抽水蓄能电站上、下水库进/出水口
A.8抽水蓄电站上、下水库进/出水口
A.8.1 侧式进/出水口
侧式进/出水口(见图A.8)适用于地势高、山坡较陡、地质条件较好的上、下水库进朋{水口.输水道呈水平向与水库连接。
a)平面:b)剖面
1—进/出水口:2-闸门井;3-输水隧洞
图A.8抽水蓄能屯站上水库侧式进/出水口
A.8.2竖井式进/出水口
地势较低、山坡较缓,输水道与水库连接不具备水平向布置
的地形地质条件下,采用竖井与水库垂直连接的进/出水口布置型
式(见图A.9)。
1-进/出水口;2-竖井;3-闸门井
图A.9抽水蓄能电站上水库竖井式进/出水口
A.9 分层取水的,进水口
当需要取水库表层水时,可设置多层进水口或在进水口设置
叠梁闸门,根据库水位的变化,调节闸门的高度,达到取水库表
层水的目的(见图A.1 0)。
2
l-取水库表层水设置的叠粱闸门;2-电站进水口
图A.10设置叠粱闸门的进水口(剖面图)
附录B
(资料性附录)
进水口水力计算
B.1 沿程水头损失采用下列公式计算
(B.1)
式中:
v——断面平均流速,m/s;
L——输水道计算长度,m;
C——谢才系数,采用曼宁公式计算:
R——水力半径,m;
n——-糙率值,见表B.1。
表B.1 糙率n值
衬砌类型 |
水遭表面情况 |
糙率平均值 |
糙牵最大值 |
糙率最小值 |
|
采用光面爆破 |
0.030 |
0.033 |
0.IY25 |
岩面无衬砌 |
普通钻爆法 |
0.038 |
O.045 |
0.030 |
全断面掘进机开挖 |
0.017 |
|
| |
钢模现浇 |
技术一般 |
0.014 |
0.016 |
0.012 |
棍凝土衬砌
|
技术良好 |
0.013 |
0.014 |
0.012 |
钢衬 |
|
0.012 |
0.013 |
O.O11 |
B.2 局部水头损失采用下列公式计算
(B.2)
——计算部位平均流速水头
g——重力加速度(取9.81 m/s2):
ξ——局部水头损失系数值,参见表B.2。
表B.2局部水头损失系数ξ值
序 号 |
部位 |
简 图 |
水头损失系数ξ |
备注 |
|
|
0.5
|
| |
1 |
进水几 |
0.2
|
V为管道均匀 段之流速 | |
O.l
| ||||
2
|
拦污栅
|
|
|
β1、β2—分 别为拦污栅条 及拦污船支敦形 状系数,见表 B.3 s1、b1—分别为 拦污栅条宽度及橱条间净距 |
表B.2(续)
表B.3棚条及支墩形状系数β1、β2值
B.3 开敞式进水口过流能力采用下式计算
单孔闸
(B.3)
(B.4)
多孔闹,闸墩墩头为圆弧形时
(B.5)
(B.6)
(B.7)
式中:
Q——开敞式进水口过流流量,m3/s;
m——堰流流量系数,可取0.385(宽项堰型):
g——重力加速度,町取9.81 m/s2;
——淹没系数,取决于hS/Ho值(见表B.4);
B——闸孔总净宽度,m;
H0—一计入行近流速水头的堰上水头,m:
hs——由埋顶起算的下游水深,m;
ε——堰流侧收缩系数,对于单孔闸可按式(B.4)计算求
得或由表B.5查得,对于多孔闸可按式(B.5)计算
求得;
b0一闸孔净宽,m;
bs——上游河道一半水深处的宽度,m;
N——闸孔数:
一中闸孔侧收缩系数,可按式.(B.6)计算求得或由表
B.5查得,但表B.5中bs为b0+dz;
d2——中闸墩厚度,111;
σ0——边闸孔侧收缩系数,可按式(B.7)计算求得或由表
B.5查得,但表B.5中bs为:
——边闸墩顺水流向边缘线至上游河道水边线之间的距
离,m。
B.4有压进水口最小淹没深度
B.4.1 有压迸水口最小淹没深度可按戈登公式估算,即
(B.8)
式中;
S——进水口淹没深度(见图B.1),m:
v——闸孔断面流速,m/s;
d——闸孔高度,m:
c——与进水口几何形状有关的系数,进水口设计良好和水 流对称,取0.55:边界复杂和侧向水流,取0.73。
图B.1 进水口淹没深度示意图
B.4.2 进水口不产生负压,最小淹没深度按下式估算
(B.9)
式中:
~——分别为进口喇叭段、拦污栅、闸门槽、渐变段
的局部水头损失;
——进水口沿程水头损失;
v——输水道平均流速;
K——小小于1.5的安全系数。
B.5通气孔(井)最小有效面积可按下列公式之一进行计算
(B.10)
(B.1 1)
式中:
、——通气孔(井)最小有效面积,m2;
——安全系数,可采用=2.8;
——通气孔进风量,近似取为钢管最大流量,m3/s:
——通气孔流量系数,采用通气阀的通气孔可取
=0.5,无阀通气孔可取ma=0.7:
——钢管内外允许气压差,其值不得大干0. 1MPa,
若通气孔能保证不被污物,冰块等堵塞 可采用计算值,但不得小于O.05MPa:
——通气率,无阀通气孔取=o.4~0.6,闸门孔13处
流速v<4.5m/s可取=0.4,4.5m/s≤v≤6m/s可取=0.5, v>6m/s可取=0.6
va——允许风速,可取va =50m/s。
通气孔面积可按闸门后发电输水管道面积的4%~9%选取,
若通气孔喷水所造成的危害较大,宜取较大的通气孔面积比。
附 录 C
(规范性附录)
闸坝引水式与河床式枢纽中进水口的防沙设施
C.1 进水口防沙布置形式
进水口防沙布置的形式可见图C.10
C.2冲沙槽
C.2.1 槽内纵向流速应大于可能进入槽内的最大推移质的起动流速。
C.2.2 推移质的起动流速应根据工程具体情况通过试验分析确定。当缺乏资料时,可用沙莫夫经验公式估算
(C .l)
式中:
——泥沙起动流速,m/s:
——从安全计.可采用进入槽内的最大捧移质粒径,m:
h——冲沙时的槽内水深,m。
C.2.3 冲沙槽的设计流量包括进水口引用流最及冲沙闸门冲沙流量两部分,后者不宜小于前者。
C.2.4冲沙槽宜前宽后窄,以适应进水口引水后槽内流量随沿程渐减,但仍能保持槽内纵向流速有较均匀的分布a
C.2.5如果计算出的槽宽较大,宜将冲沙闸分成两孔或多孔,以便根据天然来水量调节冲沙流量,使每年都有较多时间开闸排沙。
C.2.6 当冲沙闸为两孔或多孔时,可在冲沙稽内设置潜没的导沙顺坎和丁坎(见图C.1),以增大防沙效果。其中顺坎与槽内水流方向平行,丁坎则与水流方向成30°~40°交角.坎高可取槽内冲沙时水深的1/3~1/2(丁坎常低于顺坎)。
C.2.7 当冲沙闸为一孔且冲沙槽较宽时,也可设置导沙丁坎和顺坎。
C.2.8有条件时冲沙槽宜保持一定的纵向底坡,以便更有利于底沙的排除。
C.3拦沙坎
C.3.1 进水口前应设拦沙坎(见图C.1),其高度宜不低于2.5m~
3.0m,或为槽内冲沙水深的50%左右。有条件时坎高应取更大些。
C.3.2 拦沙坎前缘与冲沙闸轴线的交角ω(见图C.1)宜采用105°~110°。
C.3.3结合电站拦沙导沙的要求,对厂房上游施工围堰进行拆除改造,起到拦沙坎的作用(见图C.2)。
l—拦沙坟:2—厂房;3-泄洪闸
图C.2 由上游施工围堰改建的拦沙坎(河床式水电站平面囤)
C.4束水墙
C.4.1 束水墙位于泄洪闸与冲沙闸之间,宜与施工期纵向导墙(围堰)相结合,讯期当冲沙闸开启时,束水墙起“束水攻沙作用”当冲沙闸关闭时,则在进水口前形成一定程度的静水区,以减少底沙进入。
C.4.2束水墙墙项高程不宜低于冲沙水位。
C.4,3束水墙长度宜超过或接近进水口前拦沙坎的长度..
C.4.4柬水墙平面上可根据枢纽的具体情况,布置成直线、圆弧,或直线一曲线形。
C.4,5束水墙前端应做成带有斜坡的圆头或近似流线形,以避免水流过于受阻和扰动。
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