專利名稱：阻抗與溢流相結(jié)合的調(diào)壓井建造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水電工程中引水發(fā)電洞調(diào)壓井，尤其是涉及阻抗與溢流相結(jié)合的調(diào)壓井建造方法。
背景技術(shù)：
在水電站工程中，機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)會(huì)引起壓力引水隧洞產(chǎn)生水錘壓力。為減輕水錘壓力，使機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)能穩(wěn)定運(yùn)行，以確保發(fā)電質(zhì)量，常在有壓引水隧洞與壓力管道銜接處建造調(diào)壓室。對(duì)于長(zhǎng)引水隧洞水電站，如果兩岸山體較低，根據(jù)調(diào)壓井最高涌波確定的調(diào)壓井頂部高程可能會(huì)高出原地面很多。為降低調(diào)壓井高度，減少投資，同時(shí)也使機(jī)組反應(yīng)迅速及時(shí)，更快恢復(fù)穩(wěn)定，就需要降低調(diào)壓井最高涌波。阻抗式調(diào)壓井具有削減調(diào)壓井最高水位和抬高最低水位，以及使水位波動(dòng)很快衰減的作用。但是，由于阻抗作用過(guò)大會(huì)導(dǎo)致調(diào)壓井反射水錘波作用減小，從而導(dǎo)致水錘波穿井率高，所以，單靠設(shè)阻抗孔來(lái)降低調(diào)壓井涌波是有限度的。而傳統(tǒng)的溢流式調(diào)壓井又因頂部溢流后需設(shè)堰下水室而使得結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜。因此，合適的調(diào)壓井結(jié)構(gòu)形式對(duì)減少工程投資、降低調(diào)壓井最高涌波及使機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種阻抗與溢流相結(jié)合的調(diào)壓井建造方法，從而更有效、更簡(jiǎn)便地降低最高涌波。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取以下技術(shù)方案
本發(fā)明所述阻抗與溢流相結(jié)合的調(diào)壓井建造方法，包括調(diào)壓井井筒、調(diào)壓井頂部溢流堰、井筒周邊消力池、泄水道、調(diào)壓井井筒與引水發(fā)電洞之間起阻抗作用的連接管的建造；
一、調(diào)壓井的建造調(diào)壓井井筒高度根據(jù)庫(kù)水位確定，以高出校核洪水位為宜，井筒內(nèi)徑D依據(jù)托馬準(zhǔn)則計(jì)算的調(diào)壓井穩(wěn)定斷面面積確定，井筒采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，井壁厚度根據(jù)滿足混凝土抗裂要求及軸心受力要求；調(diào)壓井頂部口沿做成圓弧狀溢流堰，圓弧直徑參考井筒頂部厚度選??；
二、消力池的建造
圍繞井筒周邊建造環(huán)形消力池，消力池底寬依據(jù)調(diào)壓井溢流時(shí)井周的跌落水水舌長(zhǎng)度Ld確定，消力池底的高程為完整基巖高程,池壁邊坡根據(jù)地質(zhì)情況確定的穩(wěn)定邊坡開挖,并根據(jù)消力池中水深情況進(jìn)行襯護(hù)；跌落水水舌長(zhǎng)度Ld計(jì)算公式為
Ld = 4. 3D0·27P ;其中 O = ^ ,
SP
式中q——為單寬流量，m3/s ;為安全計(jì)，取調(diào)壓井甩負(fù)荷時(shí)的最大引用流量除以調(diào)壓井頂口周長(zhǎng)；
P-為井頂至池底板的高差，m ；
g——重力加速度，m/s2 ；、D——調(diào)壓井井筒直徑；
三、泄水道的建造
在消力池的一側(cè)建造與其連通的泄水道，泄水道深度依據(jù)調(diào)壓井所在位置的地層覆蓋層厚度確定，泄水道底板開挖至基巖面，寬度根據(jù)水力計(jì)算結(jié)果確定，原則不能使井周消力池水深過(guò)高而四處漫流，泄水道要將調(diào)壓井溢出的水向河邊或天然水溝處排泄；
四、連接管的建造
在調(diào)壓井的底部垂直向下開挖與引水發(fā)電洞相連通的連接管，連接管位于基巖內(nèi)，采用鋼筋混凝土襯砌，并對(duì)周邊做好固結(jié)灌漿，防止調(diào)壓井滲水對(duì)周圍建筑物產(chǎn)生影響；連接管的直徑根據(jù)阻抗孔要求確定，不宜過(guò)小，以免影響調(diào)壓井反射水錘波作用。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于調(diào)壓井布置緊湊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工程量少，投資節(jié)省。電站機(jī)組甩荷時(shí)調(diào)壓井井筒水位抬高，水位超出井筒堰頂高程后開始溢流，水流通過(guò)空中摻氣消能后，跌入井周消力池，在消力池中進(jìn)一步消能，然后通過(guò)泄水道排入原河道(或附近排水溝)，由于阻抗及溢流作用，調(diào)壓井水位壅高大幅降低，機(jī)組運(yùn)行很快趨于穩(wěn)定，隧洞內(nèi)水錘壓力也較小。電站機(jī)組增荷時(shí)調(diào)壓井向隧洞補(bǔ)水，井筒水位開始降低，由于連接管尺寸較小，對(duì)水流起阻抗作用，調(diào)壓井水位波動(dòng)小，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定。具體體現(xiàn)為
I、阻抗與溢流相結(jié)合，使調(diào)壓井最高涌波大幅度下降，同時(shí)又適當(dāng)抬高了調(diào)壓井最低水位，有效地改善了電站機(jī)組的運(yùn)行條件。2、調(diào)壓井最高涌波的大幅度降低，使調(diào)壓井高度也大幅度降低，井筒混凝土及配筋量相應(yīng)減少很多；由于調(diào)壓井頂部四周直接進(jìn)行空中溢流，利用水流在空氣中摻氣消能，自流跌落到井周消力池后又利用水池中水深的水墊作用再進(jìn)一步消能。


圖I是本發(fā)明的調(diào)壓井平面布置圖。圖2是圖I的A-A向剖面圖。圖3是圖I的B-B向剖面圖。
具體實(shí)施例方式如圖I、圖2、圖3所示，本發(fā)明所示阻抗與溢流相結(jié)合的調(diào)壓井建造方法，包括調(diào)壓井井筒I、調(diào)壓井頂部溢流堰2、調(diào)壓井井筒I周邊消力池3、泄水道4、調(diào)壓井井筒I與引水發(fā)電洞5之間起阻抗作用的連接管6的建造；
一、調(diào)壓井的建造調(diào)壓井井筒I高度根據(jù)庫(kù)水位確定，以高出校核洪水位為宜，井筒I內(nèi)徑D依據(jù)托馬準(zhǔn)則計(jì)算的調(diào)壓井穩(wěn)定斷面面積確定，井筒I采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，井壁厚度根據(jù)滿足混凝土抗裂要求及軸心受力要求；調(diào)壓井頂部口沿做成圓弧狀溢流堰2，圓弧直徑參考井筒頂部厚度選?。?br> 二、消力池的建造
圍繞井筒I周邊建造環(huán)形消力池3，消力池3底寬依據(jù)調(diào)壓井溢流時(shí)井周的跌落水水舌長(zhǎng)度Ld確定，消力池3底部的高程為完整基巖高程，池壁邊坡根據(jù)地質(zhì)情況確定的穩(wěn)定邊坡開挖，并根據(jù)消力池3中水深情況進(jìn)行襯護(hù)；跌落水水舌長(zhǎng)度Ld計(jì)算公式為L(zhǎng)d = 4. 3D0·27P ;其中
權(quán)利要求
1.一種阻抗與溢流相結(jié)合的調(diào)壓井建造方法，其特征在于 一、調(diào)壓井的建造 調(diào)壓井井筒高度根據(jù)庫(kù)水位確定，以高出校核洪水位為準(zhǔn)，井筒內(nèi)徑D依據(jù)托馬準(zhǔn)則計(jì)算的調(diào)壓井穩(wěn)定斷面面積確定，井筒采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，井筒壁厚度根據(jù)滿足混凝土抗裂要求及軸心受力要求確定；調(diào)壓井頂部口沿做成圓弧狀溢流堰，該圓弧直徑根據(jù)井筒頂部壁厚選?。? 二、消力池的建造 圍繞調(diào)壓井井筒周邊建造環(huán)形消力池，消力池底寬依據(jù)調(diào)壓井溢流時(shí)的跌落水水舌長(zhǎng)度Ld確定，消力池底的高程為完整基巖高程，池壁邊坡根據(jù)地質(zhì)情況確定的穩(wěn)定邊坡開挖，并根據(jù)消力池中水深情況進(jìn)行襯護(hù)；跌落水水舌長(zhǎng)度Ld計(jì)算公式為 Ld = 4. 3D0·27P ;其中 O = ^ , SP 式中q——為單寬流量，m3/s ;取調(diào)壓井甩負(fù)荷時(shí)的最大引用流量除以調(diào)壓井井口周長(zhǎng); P-為井頂至池底板的高差，m ； g——重力加速度，m/s2 ； D 調(diào)壓井井筒內(nèi)直徑； 三、泄水道的建造 在消力池的一側(cè)建造與其連通的泄水道，泄水道的深度依據(jù)調(diào)壓井所在位置的地層覆蓋層厚度確定，泄水道底部開挖至基巖面，寬度根據(jù)水力計(jì)算結(jié)果確定； 四、連接管的建造 在調(diào)壓井的底部垂直向下開挖與引水發(fā)電洞相連通的連接管，采用鋼筋混凝土襯砌，并對(duì)周邊做好固結(jié)灌漿；連接管的直徑根據(jù)阻抗孔要求確定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種阻抗與溢流相結(jié)合的調(diào)壓井建造方法，調(diào)壓井井筒高度根據(jù)庫(kù)水位確定，以高出校核洪水位為準(zhǔn)，井筒內(nèi)徑D依據(jù)托馬準(zhǔn)則計(jì)算的調(diào)壓井穩(wěn)定斷面面積確定，井筒壁厚度根據(jù)滿足混凝土抗裂要求及軸心受力要求確定；調(diào)壓井頂部口沿做成圓弧狀溢流堰；圍繞調(diào)壓井井筒周邊建造環(huán)形消力池，消力池底寬依據(jù)調(diào)壓井溢流時(shí)的跌落水水舌長(zhǎng)度Ld確定，消力池底的高程為完整基巖高程，根據(jù)消力池中水深情況進(jìn)行襯護(hù)；在消力池的一側(cè)建造與其連通的泄水道，泄水道底部開挖至基巖面；在調(diào)壓井的底部垂直向下開挖與引水發(fā)電洞相連通的連接管，對(duì)周邊做好固結(jié)灌漿；連接管的直徑根據(jù)阻抗孔要求確定。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、工程量少、投資節(jié)省。
文檔編號(hào)E02B9/00GK102644261SQ20121013169
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月2日
發(fā)明者代巧枝, 刑建營(yíng), 劉軍, 史海英, 周雪梅, 宋海印, 巴海濤, 楊順群, 段世超, 胡永生, 鄭春洲, 韓秋茸 申請(qǐng)人:黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司