泄洪洞工程實踐

1 綜述

1．1 基本情況

1．2 主要成果

1．3 體會與愿景

2 設(shè)計篇

2．1 概述

2．1．1 工程概況

2．1．2 工程等級及洪水標(biāo)準

2．1．3 基本資料及主要數(shù)據(jù)

2．1．4 泄洪消能建筑物布置格局

2．2 泄洪洞設(shè)計歷程

2．2．1 布置原則

2．2．2 可研階段推薦布置方案

2．2．3 對可研推薦方案的優(yōu)化

2．2．4 水力學(xué)模型試驗研究

2．3 地質(zhì)條件

2．3．1 左岸泄洪洞工程地質(zhì)條件

2．3．2 右岸泄洪洞工程地質(zhì)條件

2．4 泄洪洞總體布置

2．4．1 隧洞軸線

2．4．2 進水塔

2．4．3 有壓隧洞段

2．4．4 工作閘門室

2．4．5 工作閘門室通氣洞

2．4．6 無壓隧洞段

2．4．7 龍落尾段

2．4．8 補氣洞布置

2．4．9 摻氣設(shè)施布置

2．4．10 明渠段

2．4．11 挑流鼻坎段

2．5 泄洪洞水力特性與體型設(shè)計

2．5．1 泄流能力

2．5．2 水流流態(tài)

2．5．3 壓力分布

2．5．4 水流速度和水流空化數(shù)

2．5．5 龍落尾段摻氣減蝕措施研究

2．5．6 出口挑流水舌歸槽情況

2．6 泄洪洞結(jié)構(gòu)設(shè)計

2．6．1 進口結(jié)構(gòu)設(shè)計

2．6．2 有壓隧洞段結(jié)構(gòu)設(shè)計

2．6．3 閘門室結(jié)構(gòu)設(shè)計

2．6．4 無壓隧洞上平段結(jié)構(gòu)設(shè)計

2．6．5 龍落尾段結(jié)構(gòu)設(shè)計

2．6．6 挑流鼻坎結(jié)構(gòu)設(shè)計

2．7 泄洪洞運行方式研究

2．7．1 泄洪洞整體運行方式

2．7．2 泄洪洞單洞運行方式

2．8 泄洪洞抗沖耐磨材料選擇

2．8．1 泄洪洞對材料的要求分析

2．8．2 抗沖耐磨材料選擇

2．9 下游河道防護設(shè)計

2．9．1 下游河道防護原則

2．9．2 下游河道防護范圍

2．9．3 水力模型試驗成果

2．9．4 下游河道防護方案

2．10 設(shè)計小結(jié)

3 施工篇

3．1 施工總體情況

3．1．1 工程簡況

3．1．2 工程地質(zhì)情況

3．1．3 主要參建單位

3．1．4 主要設(shè)計指標(biāo)

3．1．5 主要工程量

3．1．6 工程總布置

3．1．7 工程總進度

3．2 開挖支護

3．2．1 開挖施工布置

3．2．2 有壓段開挖

3．2．3 工作閘門室開挖

3．2．4 無壓段開挖

3．2．5 龍落尾段開挖

3．2．6 出口明挖

3．2．7 洞室支護

3．2．8 特殊部位及不良地質(zhì)洞段開挖支護處理

3．2．9 開挖支護小結(jié)

3．3 泄洪洞混凝土

3．3．1 混凝土施工布置

3．3．2 進水塔施工

3．3．3 有壓段施工

3．3．4 工作閘門室施工

3．3．5 無壓段施工

3．3．6 龍落尾施工

3．3．7 明渠段施工

3．3．8 挑坎施工

3．3．9 混凝土溫控與防裂

3．3．10 混凝土過流面處理

3．4 閘門與啟閉機安裝

3．4．1 工程概況

3．4．2 工程特點

3．4．3 泄洪洞進口事故閘門施工過程及控制

3．4．4 固定卷揚式啟閉機施工過程及控制

3．4．5 中閘室工作閘門施工過程及控制

3．4．6 液壓啟閉機施工過程及控制

3．4．7 質(zhì)量保證措施

3．4．8 施工效果

3．4．9 經(jīng)驗小結(jié)

3．5 灌漿與基礎(chǔ)處理

3．5．1 基本概況

3．5．2 施工難點及應(yīng)對措施

3．5．3 施工規(guī)劃

3．5．4 施工布置

3．5．5 灌漿施工

3．5．6 灌漿成果分析

3．5．7 經(jīng)驗小結(jié)

3．6 技術(shù)創(chuàng)新

3．6．1 概述

3．6．2 開挖施工技術(shù)創(chuàng)新

3．6．3 混凝土施工技術(shù)創(chuàng)新

3．6．4 新材料應(yīng)用

3．6．5 技術(shù)創(chuàng)新小結(jié)

3．7 施工小結(jié)

4 運行篇

4．1 泄洪洞初期運行情況

4．2 安全監(jiān)測

4．2．1 泄洪洞及出口邊坡安全監(jiān)測

4．2．2 水力學(xué)原型觀測

4．2．3 中閘室環(huán)境量觀測

4．3 運行中關(guān)注問題的探討

4．3．1 進口立軸漩渦

4．3．2 閘門和啟閉機

4．3．3 通氣補氣的情況

4．3．4 摻氣坎摻氣減蝕效果

4．3．5 出口挑坎挑流效果

4．3．6 出口挑流消能效果及下游防護

4．3．7 霧化范圍及強度

4．4 運行小結(jié)與建議

5 結(jié)語

致謝

參考文獻2100433B

《泄洪洞工程實踐/溪洛渡水電站工程技術(shù)叢書》是對泄洪洞工程建設(shè)的紀實，力圖讓參建者全面再認識泄洪洞工程建設(shè)全過程，促使后續(xù)工程在技術(shù)和管理水平再上一個新臺階。《泄洪洞工程實踐/溪洛渡水電站工程技術(shù)叢書》可供水利水電工程技術(shù)人員、管理人員和高等院校水利水電專業(yè)師生參考。希望《泄洪洞工程實踐/溪洛渡水電站工程技術(shù)叢書》能為推動我國水工隧洞的設(shè)計、施工和管理水平的整體提升作出有益貢獻。

內(nèi)容簡介

本書介紹了多級孔板消能泄洪洞在黃河小浪底工程中提出的歷史和技術(shù)背景，詳細闡述了多級孔板消能技術(shù)及其有關(guān)方案論證的長達近十七年的漫長歷程。本書通過對近百個各種比尺的常壓和減壓模型試驗研究的成果，從消能機理及消能效果、空化和空蝕、水流脈動對襯砌結(jié)構(gòu)及圍巖的影響、原型與模型的相似關(guān)系來全面論證多級孔板消能技術(shù)的可行性，并通過碧口水電站排沙洞所作的原型試驗，進一步證實了該技術(shù)是可行的。書中還介紹了小浪底工程多級消能孔板泄洪洞在不同水位進行的原型觀測試驗，進一步證實了多級孔板消能技術(shù)是可靠的，為導(dǎo)流洞改建為永久泄洪洞開辟了新的途徑。 2100433B

泄爆窗通常在工業(yè)民用廠房鍋爐房，危險品倉庫等應(yīng)用的輕質(zhì)泄壓窗（重量不超過60KG/㎡）通常有保溫型泄爆窗和采光型泄爆窗，泄爆壓力值通常在20-40PSF,在建筑物室內(nèi)發(fā)生爆炸或燃燒時屋內(nèi)氣體壓力隨之急劇上升，泄爆窗通過泄爆配件或裝置使窗開啟并釋放壓力以控制爆炸的產(chǎn)生或使破壞程度達到最小。泄爆螺栓作用量化泄爆壓力值動態(tài)控制釋放壓力。

漏泄通信系統(tǒng)的關(guān)鍵傳輸媒體，是一 種具有“開放”(即無電磁屏蔽)或“半開放”(即部分 電磁屏蔽)式結(jié)構(gòu)的射頻傳輸線，當(dāng)信號沿該線縱向傳 輸?shù)耐瑫r，還通過其結(jié)構(gòu)上的開放部分向其周圍輻射， 從而實現(xiàn)射頻信號能量由傳輸線向周圍空間“漏泄”; 反之，線周圍空間中射頻電磁波的能量也可通過其開 放處進入饋線而參與其縱向沿線的傳輸過程，形成饋 線內(nèi)外電磁波能量的相互交換。

按漏泄饋線的結(jié)構(gòu)特點，可分為連續(xù)漏泄饋線和 非連續(xù)漏泄饋線兩大類，兩者還可進一步分類如下：

礦用漏泄通信連續(xù)漏泄饋線

沿線連續(xù)產(chǎn)生漏泄效應(yīng)的傳輸 線。早期的連續(xù)漏泄饋線是一種扁平狀平行雙導(dǎo)線，屬 “開放”式結(jié)構(gòu)。在該線的一端輸入射頻信號，則在其 周圍沿線可測到較強的漏泄場。但這種饋線現(xiàn)已不再 推廣應(yīng)用，主要原因是傳輸效率低，并且在井下環(huán)境 中，當(dāng)其表面受潮濕、煤塵、巖塵等污染，或安裝貼近 巷道壁或金屬體時，其性能急劇惡化。

近年，世界各國先后研制了各種以同軸電纜為基 礎(chǔ)的漏泄饋線并已達到商品化，稱漏泄同軸電纜，簡稱 漏泄電纜。這種電纜的外導(dǎo)體具有按一定規(guī)律開孔、開 槽、或?qū)Ь€疏編織等“半開放”式結(jié)構(gòu)(下頁圖2)。各 國生產(chǎn)的漏泄電纜結(jié)構(gòu)不盡相同，中國煤礦目前應(yīng)用 的系疏編織開辮型結(jié)構(gòu)。

處于巷道中的漏泄電纜當(dāng)饋以射頻信號時，信號 主要以兩種模式沿線傳輸：單線模式和雙線模式。每種 模式對應(yīng)著一種特定的電磁場分布。單線模式的場主要存在于電纜外導(dǎo)體與巷道壁之間，是構(gòu)成漏泄場的 主要因素。由于與本模式相連系的電流系通過有損煤 質(zhì)巷道壁流通，在傳輸過程中損耗較大。雙線模式的場 主要存在于電纜的內(nèi)外導(dǎo)體之間，故在 這里又稱為同軸模。與本模式相連系的 電流系通過良導(dǎo)體—電纜的內(nèi)外導(dǎo)體流 通，傳輸衰減甚小。兩種電磁波通過電纜 外導(dǎo)體的開放處不斷地交換著能量，使 兩者能量的分配達到某種動平衡。調(diào)整 開放結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸，可調(diào)整兩者的 比例，從而達到既獲得所需的漏泄場，又 能高效率傳輸?shù)哪康摹?

影響漏泄電纜性能的是其內(nèi)外導(dǎo) 體、絕緣體和外層護套的結(jié)構(gòu)尺寸和均 勻性、絕緣體的材質(zhì)、空氣介質(zhì)的比例以 及屏蔽結(jié)構(gòu)的型式等。其主要性能參數(shù)是內(nèi)外導(dǎo)體的 直流電阻、特性阻抗、傳輸損耗和偶合損耗等。傳輸損 耗是指電磁波在漏泄電纜中縱向傳播過程中單位長度 上的功率損耗。偶合損耗是指漏泄電纜和附近天線之 間偶合的功率損耗，一般指離漏泄電纜一定垂直距離 處的半波偶極子天線所接收的功率與該處電纜內(nèi)部傳 輸功率之比的分貝數(shù)。在礦井條件下使用尚應(yīng)充分注 意其分布電容、電感電阻比和阻燃性能等與安全有關(guān) 的要求。

礦用漏泄通信非連續(xù)漏泄饋線

將一般非漏泄同軸電纜分段斷 開，形成局部開放結(jié)構(gòu)，中間插入漏泄和阻抗匹配的器 件而成。這種漏泄饋線，以非漏泄電纜為主體，其價格 比漏泄電纜便宜。但需另外連接插入裝置，增加安裝造 價。按插入器件類型，有波模轉(zhuǎn)換器插入式和漏泄段插入式。

(1)波模轉(zhuǎn)換器由電感電容等元件組成，其作用 是當(dāng)射頻信號在電纜中以同軸模式傳輸?shù)讲＾D(zhuǎn)換器 處時，將部分同軸模能量轉(zhuǎn)換成單線模，同時令未轉(zhuǎn)換 的同軸模繼續(xù)前進而不產(chǎn)生反射。單線模在電纜外向開口處兩側(cè)傳播，形成足夠強的漏泄場供通信耦合之 需。當(dāng)單線模沿線傳播而衰減到不足以滿足正常通信時，應(yīng)再插入一個波模轉(zhuǎn)換器以提供所需的漏泄場。正 確設(shè)計波模轉(zhuǎn)換器中元件的參數(shù)，可對上述能量轉(zhuǎn)換 實現(xiàn)優(yōu)化控制。波模轉(zhuǎn)換器的插入間隔視工作頻率、單 線模傳輸衰減及離基地臺的距離而異，一般在數(shù)百米到百米之間。

這種漏泄饋線系由比利時國家采掘工業(yè)研究所 (簡稱INIEX)的德隆涅教授(P. Delogne)首先研制 成功，其相應(yīng)的漏泄通信系統(tǒng)稱為INIEX—Delogne 系統(tǒng)。

(2)漏泄段插入式漏泄饋線是用適當(dāng)長度的漏泄 電纜段代替上述波模轉(zhuǎn)換器而成。其與波模轉(zhuǎn)換器相 比的優(yōu)點在于，當(dāng)工作頻率高至甚高頻、特高頻段時， 要求波模轉(zhuǎn)換器的插入間隔甚短，一般為70～100m， 使插入裝置的數(shù)量、安裝造價上升。而漏泄段插入式同 軸電纜可以商品化，避免了在安裝過程中對傳輸電纜 的頻繁切斷和插入連接工作。

與連續(xù)漏泄饋線相比，寬間隔、短漏泄段的非連續(xù) 漏泄饋線的優(yōu)點是其安裝要求較低。