水利工程论文-安溪翰苑水电站隧洞洞内前池的设计.doc

水利工程论文-安溪翰苑水电站隧洞洞内前池的设计【摘要】前池多见于引水式水电站，型式多为露天式。文章论述了在福建安溪县翰苑水电站前池的设计当中，利用无压隧洞末端的一部分作为前池，减少了工程开挖量。【关键词】前池；隧洞；压力管道；连接一、工程概况翰苑水电站位于安溪县尚卿乡境内，处晋江西溪支流长坑溪的中上游。本电站属引水式电站，总装机8000KW，其坝址位于苦坑(蓝田水电站厂房附近)，坝址以上流域面积179.6m2。电站厂房至坝址间河道长7km，天然落差达80m，电站设计最大引用流量Q=12.8m3/s。该工程建筑物主要有:拦河闸、无压引水隧洞、有压隧洞、前池、发电厂房及升压开关站等。无压引水隧洞总长3370.61m，隧洞出口设有溢流堰及闸阀等。无压引水隧洞断面为城门型，净宽为2.7m，净高为3.511m，设计正常水深2.60m，隧洞末端桩号3+3353+340m间设置集石坑。有压隧洞洞径为2.6m，总长为353.6m。无压隧洞末端与有压隧洞的高差为71.72m。二、有利因素洞内前池位于桩号3+334.53m3+370.61m之间，有压隧洞与无压隧洞斜交，其轴线交点位于桩号3+350.61m处，距洞出口20m，洞口以上岩石覆盖层较厚。从隧洞所处地质情况来看，大部分围岩类别属类类，围岩弹抗系数较高。而桩号3+1423+350m段属类或类，岩石表现为微风化新鲜，单位弹抗系数高达800011000N/cm3，岩石强度较高，局部裂隙可用喷锚处理；桩号3+3503+370.61m段为类围岩，岩石表现为弱风化，单位弹抗系数高达5000N/cm3；有压隧洞除三十多米洞段属类围岩外，均属类或类。地质状况优良，为洞内前池的设计提供了非常有利的条件。其次，从压力管道调保计算情况来看，该工程LV319.983(m)，满足。相应水深为:2.671m2.0m2.前池最大水位升高该情况发生于电站突然弃荷时。(按甩全荷，最不利情况)已知:B=4.2m，Qmax=12.8m3/s水深ho=2.6+1.5-0.8=3.3m(不计拦沙坎以下部分).单宽流量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、前池段无压隧洞面及衬砌型式拟定根据前池水力计算所得最高水位，考虑水面以上15%净空面积且水面以上净高不小于40cm(非恒定流条件下，计算中已考虑涌波时上述值可适当减小)，拟定断面。计算采用中南水利水电勘测设计研究院开发的隧洞CAD软件进行衬砌结构设计(计算书略)，为安全起见，分段采用衬砌型式如下:桩号3+334.533+344.43m段，采用喷锚衬砌；桩号3+344.433+370.61m段，采用钢筋砼衬砌。其中，有压隧洞与无压隧洞连接段(3+344.433+356.43m)及无压隧洞出口(桩号3+365.613+370.61m)考虑开口及抗震，均采用了双筋衬砌。有压隧洞与无压隧洞连接部位为使水流平顺，均采用圆弧及椭圆曲线连接。五、结语由于本工程地质极好，围岩稳定，为采用洞内前池创造了有利条件。利用无压隧洞的一部分作为前池，一是减少了土石方的大量开挖，二则缩短了工期，取