泄洪排沙建筑物設(shè)計

前言

　　黃河小浪底水利樞紐位于黃河中游最后一個峽谷的出口，控制黃河流域總面積的92.3％，控制黃河花園口以上天然徑流量的91.2％和近100％的黃河泥沙，以其控制黃河下游水沙的重要戰(zhàn)略地位成為治理黃河的骨干工程?！　屑~以防洪、防凌和減少黃河下游河床淤積為主要開發(fā)目標(biāo)，并兼有灌溉、供水和發(fā)電等綜合效益。設(shè)計水平年年徑流量277.2億m3，千年一遇設(shè)計洪水40 000m3／s，萬年一遇校核洪水52300m3／s；設(shè)計年輸沙量13.23億t，實測年最大輸沙量37.3億t，瞬時最大含沙量941kg／m3。按照“合理攔排，綜合興利”的工程規(guī)劃思想，水庫正常蓄水位275，相應(yīng)水庫總庫容126 5億33，規(guī)劃防洪庫容40.5億m3，調(diào)水調(diào)沙庫容10.5億m3，攔沙庫容755億Ill3，防洪庫容和興利庫容重復(fù)使用。在水庫運用方式上要求長期保持51億m3的防洪庫容和調(diào)水調(diào)沙庫容，并要求水庫盡量攔粗排細(xì)，水庫汛限水位隨水庫淤積的發(fā)展逐步抬高，以充分發(fā)揮水庫的攔沙減淤作用。根據(jù)水庫泄洪排沙的運用要求，樞紐總泄流能力不小于17000m3／s，在非常死水位220m時的泄流能力不小于7000m3／s。其特殊的水位泥沙條件、嚴(yán)格的運用要求以及復(fù)雜的工程地質(zhì)條件，造就了小浪底水利樞紐以隧洞泄洪為主和泄洪排沙建筑物集中布置的鮮明特點，同時帶來了一系列諸如進水口防泥沙淤堵、水工流道及水輪機過流部件高速含沙水流抗磨蝕、水庫淤積形態(tài)控制等工程泥沙問題?！　屑~泄洪排沙建筑物形式的選擇及總體布局是工程設(shè)計的關(guān)鍵，工程設(shè)計者在總結(jié)多沙河流，特別是黃河上已建工程經(jīng)驗與教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，突破常規(guī)，敢為人先，本著實事求是的科學(xué)精神，經(jīng)反復(fù)論證和試驗研究，成功地解決了一系列挑戰(zhàn)性的技術(shù)難題，使小浪底泄洪排沙建筑物的設(shè)計成為工程的一大亮點。小浪底除了以隧洞泄洪為主和進水口集中、出口消能集中的樞紐鮮明的總布置特點，首次在壩工史上采用了多級孔板消能技術(shù)，將直徑14.5m的3條導(dǎo)流洞改建為永久泄洪洞（該項目榮獲2004年大禹水利科學(xué)技術(shù)獎一等獎），首次在壓力式排沙洞的設(shè)計中采用了雙圈纏繞的后張無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌技術(shù)（該項目榮獲2004年中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展基金會、歐維姆預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)展基金優(yōu)秀預(yù)應(yīng)力工程設(shè)計獎），設(shè)計了壩工史上絕無僅有的進水塔群和綜合消能水墊塘，在單薄的左岸層狀砂巖、黏土巖地層中設(shè)計了縱橫交錯的108個洞室（井），從而成就了小浪底在世界壩工史上的地位。小浪底水利樞紐自1999年10月蓄水運用以來，已安全運行多年，各泄洪排沙建筑物均經(jīng)受了較高水位和較長歷時運用的考驗，2006年9月，在小浪底初期運用安全評估工作中，專家們對樞紐建筑物的設(shè)計給予了充分的肯定。

內(nèi)容概要

　　《泄洪排沙建筑物設(shè)計》的主要內(nèi)容包括樞紐泄洪排沙建筑物形式的選擇及總體布局是工程設(shè)計的關(guān)鍵，工程設(shè)計者在總結(jié)多沙河流，特別是黃河上已建工程經(jīng)驗與教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，突破常規(guī)，敢為人先，本著實事求是的科學(xué)精神，經(jīng)反復(fù)論證和試驗研究，成功地解決了一系列挑戰(zhàn)性的技術(shù)難題，使小浪底泄洪排沙建筑物的設(shè)計成為工程的一大亮點。小浪底除了以隧洞泄洪為主和進水口集中、出口消能集中的樞紐鮮明的總布置特點，首次在壩工史上采用了多級孔板消能技術(shù)，將直徑14.5m的3條導(dǎo)流洞改建為永久泄洪洞（該項目榮獲2004年大禹水利科學(xué)技術(shù)獎一等獎），首次在壓力式排沙洞的設(shè)計中采用了雙圈纏繞的后張無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌技術(shù)（該項目榮獲2004年中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展基金會、歐維姆預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)展基金優(yōu)秀預(yù)應(yīng)力工程設(shè)計獎），設(shè)計了壩工史上絕無僅有的進水塔群和綜合消能水墊塘，在單薄的左岸層狀砂巖、黏土巖地層中設(shè)計了縱橫交錯的108個洞室（井），從而成就了小浪底在世界壩工史上的地位。小浪底水利樞紐自1999年10月蓄水運用以來，已安全運行多年，各泄洪排沙建筑物均經(jīng)受了較高水位和較長歷時運用的考驗，2006年9月，在小浪底初期運用安全評估工作中，專家們對樞紐建筑物的設(shè)計給予了充分的肯定。

書籍目錄

總序總序二總前言前言第一章 樞紐總體布置與泄洪排沙方式選擇第一節(jié) 工程開發(fā)任務(wù)和論證建設(shè)歷程第二節(jié) 工程設(shè)計條件第三節(jié) 樞紐建筑物總體布置第二章 進水口防泥沙淤堵研究與設(shè)計第一節(jié) 進水口防泥沙淤堵研究的目的第二節(jié) 入庫水沙特點及入庫水沙系列第三節(jié) 進水口防淤堵主要措施第四節(jié) 進水口泥沙問題模型試驗研究第五節(jié) 利用三門峽水庫做日調(diào)節(jié)模擬試驗研究第六節(jié) 進水口防沙效果分析第七節(jié) 進水口防泥沙淤堵研究與設(shè)計總結(jié)第三章 進水塔群主要結(jié)構(gòu)問題的研究與設(shè)計第一節(jié) 發(fā)電塔重疊交叉7L口結(jié)構(gòu)研究與設(shè)計第二節(jié) 明流泄洪洞進水塔弧門閘室段結(jié)構(gòu)設(shè)計研究第三節(jié) 進水塔群塔井段結(jié)構(gòu)設(shè)計研究第四章 進水塔群動力穩(wěn)定性分析和抗震設(shè)計第一節(jié) 抗震設(shè)計任務(wù)第二節(jié) 抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)第三節(jié) 進水塔型優(yōu)化和塔群抗震布置第四節(jié) 進水塔動力穩(wěn)定性分析第五節(jié) 進水塔振型分解反應(yīng)譜法三維有限元分析第六節(jié) 孔板塔抗震動力模型試驗研究第七節(jié) 進水塔抗震設(shè)計第八節(jié) F28等斷層及基礎(chǔ)處理第九節(jié) 進水塔群動力穩(wěn)定性分析和抗震設(shè)計結(jié)論第五章 洞群圍巖穩(wěn)定性分析與評價第一節(jié) 洞群圍巖穩(wěn)定性分析第二節(jié) 洞群圍巖噴錨支護第三節(jié) 洞群原型觀測第四節(jié) 孔板洞孔板消能誘發(fā)振動效應(yīng)分析第五節(jié) 洞群圍巖及其襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評價第六章 孔板消能泄洪洞的設(shè)計與研究第一節(jié) 孔板消能泄洪洞的提出第二節(jié) 內(nèi)消能工在水利工程中的應(yīng)用第三節(jié) 孔板消能泄洪洞方案論證第四節(jié) 孔板消能泄洪洞的科學(xué)研究第五節(jié) 孔板消能泄洪洞的設(shè)計第六節(jié) 孔板消能泄洪洞抗磨蝕工程措施第七節(jié) 孔板消能泄洪洞的施工第八節(jié) 原型泄流試驗與水工模型試驗結(jié)果對比第九節(jié) 結(jié)語第七章 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在排沙洞的應(yīng)用第一節(jié) 概述第二節(jié) 設(shè)計研究內(nèi)容和方法第三節(jié) 排沙洞的設(shè)計條件第四節(jié) 排沙洞有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計研究第五節(jié) 排沙洞后張法預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌的現(xiàn)場試驗研究第六節(jié) 排沙洞無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌設(shè)計研究第七節(jié) 排沙洞內(nèi)試驗段現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)分析第八節(jié) 無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力襯砌施工技術(shù)研究與實踐第九節(jié) 運行觀測及安全性評價第十節(jié) 結(jié)語第八章 正常溢洪道設(shè)計第一節(jié) 概述第二節(jié) 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)第三節(jié) 正常溢洪道布置第四節(jié) 水力設(shè)計及邊墻高度確定第五節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計第六節(jié) 防空蝕設(shè)計第七節(jié) 防滲排水系統(tǒng)設(shè)計第九章 消力塘設(shè)計第一節(jié) 概述第二節(jié) 設(shè)計條件及要求第三節(jié) 消力塘設(shè)計方案第四節(jié) 消力塘設(shè)計方案研究論證第五節(jié) 設(shè)計中解決的主要問題第六節(jié) 原型觀測設(shè)計第七節(jié) 泄流霧化問題研究第八節(jié) 工程運用要求及限制條件第九節(jié) 工程施工簡況第十節(jié) 工程初步運用情況第十章 泄水引水建筑物進出口高邊坡穩(wěn)定性研究及加固技術(shù)第一節(jié) 工程地質(zhì)條件第二節(jié) 節(jié)理巖體的抗剪強度研究-．-第三節(jié) 穩(wěn)定性研究第四節(jié) 加固設(shè)計第五節(jié) 預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計第六節(jié) ROTEC混凝土運輸、澆筑設(shè)備第七節(jié) 結(jié)語

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