水电站渠道及隧洞课件

第七章 水电站渠道及隧洞第一节 渠道一、渠道的功用、要求及类型功用：按要求向压力管道引水或将尾水引至下游河道；对引水、混合式开发电站，引水道有集中落差，形成水头的作用。要求：（与进水口完全一样）①有足够的输水能力：决定于断面面积及纵坡。②水质符合要求：防淤，防沙等。③水头损失小：线路短而直，糙率小，转弯半径(R≥3d,）,流速小(经济流速)。④一般建筑物要求：安全、经济合理。一、渠道的功用、要求及类型自动调节渠道：渠末不设溢流堰，当水电站引用流量为0时，渠中水位是水平的，因而渠顶基本上是水平的，渠道断面向下游逐渐加大。非自动调节渠道：渠末一般设有溢流堰，溢流堰主要是限制渠末水位以及保证下游用水要求。渠道顶面与渠底大致平行。类型：自动调节渠道非自动调节渠道二、渠道水力计算任务①恒定流计算：a)均匀流：根据最大引用流量设计渠道断面尺寸、底坡等。时,渠道中为均匀流。即已知 、糙率n

,确定底坡i，断面尺寸b

,h等。b)非均匀流：当引用流量 时，渠道中为非均匀流。即已知断面尺寸b

,h 、n、i，根据 求一定渠末水深 时的壅水水面线。：为设计流量；：为引用流量。水电站突然丢失负荷时，渠道中出现涌波，但渠末一般均设溢流堰，所以可以不考虑。突然增加负荷时，渠道中出现消落波，计算渠末的最低高程，以决定压力管道进口高程,（防止压力管道中进气）。消落波计算特别是有溢流堰时，比较复杂，可参考有关手册或专著。②非恒定流计算：三、渠道的断面尺寸渠道断面尺寸确定需由动能经济计算确定。即“系统计算支出最小法”。系统要求水电站所发电能为E，他可以全部由水电站发出，也可以由水电站和相应的替代电站共同发出，但希望是一个最经济的方案。渠道经济流速约为1.5-2.0m/s。渠道断面水头损失电能损失水电站计算支出Ch替代电站计算支出

Ct总支出Ch+CtF1Δh1ΔE1Ch1Ct1Cs1=Ch1+Ct1F2Δh2ΔE2Ch2Ct2Cs2=Ch2+Ct2第二节 压力前池及日调节池（无压引水道与压力管道之间的连接建筑物）1、构成：①池身：渠道末端加宽、加深的过渡段以满足进水口布置需要。②压力管道进水口：其构成与有压进水口同，常采用挡水墙式。③泄水建筑物：溢流堰等，在严寒地区可用来排冰。④冲沙廊道：2、作用①分配水量：正常运行时把流量平顺的分配给各压力管道。②平稳水压：荷载突然变化时或事故时，能起反射水击波的作用，（与调压室同）。③防污、防沙、防冰：保护压力管道，水轮机不受其害。④电站停机时，保证下游用水。压力前池：平稳水流，分配水量。日调节池：调节水电站一天的发电用水。侧堰：宣泄多余的水量3、布置要求①安全：地质条件好、地基稳定、一定要置于

挖方中。（由于紧靠陡坡，渗径短，易于失稳、沉陷、滑坡）②经济：尽量靠近厂房（缩短压力管道），开挖工程量少。③水流平顺：以减小水头损失。④便于施工、运行、检修。第三节 隧洞发电隧洞包括引水隧洞和尾水隧洞。隧洞与渠道相比具有以下优点：可以采用较短的路线，避开沿线不利的地形、地质条件；有压隧洞能适应水库水位大幅度变化以及电站引用流量的变化；不受冰冻影响，沿程无水质污染；运行安全可靠。缺点：对地质条件、施工技术及机械化的要求较高，单价较贵，工期较长。一、隧洞路线选择（线路选择不当给工程带来危害与损失是不易弥补的）。在进水口与厂房位置确定后，尽量将隧洞布置成直线，但受下列因素影响：①地质：围岩岩体强度、完整性、地下水、岩层走向等。②地形：埋深不宜过大（施工不便，增加工程量）、过小（于围岩稳定不利）。③施工条件：为了增加施工面，加快施工进度，特别是在长隧洞中，每隔一段距离需开凿一条

施工支洞。有压隧洞要设0.3%-0.5%的纵坡,以

利施工排水和放空隧洞。④水力条件：洞线尽可能短、直；必须转弯时弯曲半径一般不少于3（5）倍洞径或洞宽，转角不宜大于60°，以使水流平顺，减小水头损失。二、隧洞水力计算1、恒定流计算：研究隧洞断面、引用流量及水头损失之间的关系，以便选定隧洞尺寸。根据经验，有压隧洞中的经济流速一般在2.5-4m/s左右。2、非恒定流：确定隧洞沿线最大、最小内水压力，分别用以

设计隧洞衬砌及决定隧洞高程。隧洞各点高程

都应在最小压力线以下2m，以保证不出现负压。隧洞中最大及最小内水压力坡降线三、隧洞的断面尺寸常见隧洞断面形式有：圆形、方圆形（城门洞形）、马蹄形及高拱形。有压隧洞常采用圆形断面。对于无压隧洞常采用方圆形断面，洞顶和两侧围