本文結合公伯峽水電站旋流泄洪洞水工模型試驗研究,提出了水平旋流泄洪洞泄流能力、螺旋流流速沿程分布及其徑向分布、壁面壓力、通風量等計算方法。通過體型優化,較好地解決了起旋器與旋流洞連接拐角處的負壓和摻氣問題,有效地避免了空蝕破壞,可供同類工程設計參考

公伯峽水電站水平旋流泄洪洞試驗研究——本文結合公伯峽水電站旋流泄洪洞水工模型試驗研究，提出了水平旋流泄洪洞泄流能力、螺旋流流速沿程分布及其徑向分布、壁面壓力、通風量等計算方法。通過體型優化，較好地解決了起旋器與旋流洞連接拐角處的負壓和摻氣問題...

在水電建設項目中,大體積混凝土及地下洞室混凝土施工技術已相對成熟和完善,薄壁混凝土施工,特別是洞室薄壁混凝土襯砌施工難度很大,還有不少問題亟待解決。本文依據公伯峽水電站旋流泄洪洞工程薄壁混凝土的施工實例,介紹了洞室薄壁混凝土襯砌的工藝流程、施工方法和控制要領,其成功經驗可為類似工程施工提供一些參考。

通過物理模型試驗和數值模擬計算,對比研究了不同有壓出口高度時多級洞塞泄洪洞各項水力特性參數,分析了出口高度對泄洪洞泄流能力、洞身壓強及消能率的影響。結果表明,隨著出口高度的降低,泄洪洞泄流量減小,流量系數增大；洞身壓強整體呈增大趨勢,出口壓坡高度的變化主要對洞塞及其以后洞段的壁面壓強影響較大,而對上平段影響相對較弱；泄洪洞整體消能率逐漸減小,出口高度對豎井洞塞和壓坡洞塞消能率影響較大,而對水平洞塞組的消能率影響甚微。

泄洪洞出洞水流如果處理不好,易發生消能結果不能滿足設計要求的情況。結合黃金坪水電站1號泄洪洞單體水工模型實驗的研究,提出一種適合該工程泄洪需要的連接方式——拋物線連接,同時修改消力池的形狀。實驗表明,該修改方案能夠很好地改善下泄水流的流態,并能使消力池內發生完整水躍,消能結果符合要求。圖3幅。

右岸旋流泄洪洞選型研究是在水平旋流自由流推薦方案與淹沒流推薦方案的基礎上進行的。兩個方案體形優化的思路、方向以及所推薦的建筑物各部位的體形尺寸有所不同。通過對兩個方案的水力特性對比分析、結構體形上的比較以及其他因素等研究,綜合比較推薦公伯峽水電站右岸旋流洪洞采用淹沒出流形式。

根據公伯峽水電站特定的水頭和泄量,研究了公伯峽水電站導流洞改建成水平旋流泄洪洞和豎井旋流泄洪洞兩種型式,并對選定的水平旋流泄洪洞進行了體型優化研究。

中國首次建成的公伯峽水電站旋流泄洪洞已通過了原型觀測和專家會議驗收。就此,對該泄洪洞的試驗研究進行了總結,重點說明3個問題:①公伯峽水電站為什么采用旋流泄洪洞;②旋流泄洪洞存在的水力學問題及解決辦法;③怎樣優化設計旋流泄洪洞,并提出旋流泄洪洞設計方法,可供設計科研參考。

大石牛水電站的導流泄洪洞扮演著導流度汛的雙重作用。因此,合理設計對保證水庫的正常建設和運行安全具有重要作用。文章通過模型試驗的方法對導流泄洪洞出口消能段體型進行優化研究,最終確定優化方案二為推薦設計方案。

澤城水電站導流泄洪洞出口河道段狹窄、險峻,泄流流態異常復雜,沿河段消能防沖設計難度大。為驗證泄洪洞體型及布置方式的合理性,設計、實施了流態模擬試驗,結果表明:泄洪洞過流能力略大于水力學計算結果,出口水頭可以滿足規范要求,在汛限水位、設計水位、校核水位三種工況下,挑角在20°至25°之間均合理。據此為設計修改提出了有益的建議。工程試運行實測數據與試驗數據基本匹配,效果良好。

公伯峽水電站導流洞改建為旋流泄洪洞方案研究——為減小公伯峽水電站右岸泄洪洞改建施工風險，從技術、經濟、地質、施工以及公伯峽水電站目前的實際出發，對原龍抬頭泄洪洞方案、豎井旋流方案、水平旋流泄洪洞方案等進行了對比論證，并重點研究了水平旋流泄洪洞...

針對某水電站大壩壩址河谷狹窄、水頭高、洪水峰高量大,致其泄洪消能措施復雜的問題,通過1∶100水工整體模型優化壩身泄流建筑物體型,表孔采用單邊擴散加齒坎,中孔采用平底型及上翹型。模擬結果表明,優化方案實現了各孔水流在跌落下降過程中的碰撞擴散消能,有效減小了下泄水流射入水墊塘的動水壓力,底板沖擊壓力由284.5kpa下降到137.3kpa以下,較好地解決了泄洪消能問題,保證了大壩和消能建筑物的安全。

通過對新疆某水電站導流兼泄洪洞水工模型試驗,在原設計方案采用傳統底流消能不滿足消能效果的前提下,采用設置消力墩和摻氣槽方式進行優化。試驗證明:優化方案能有效地改善消力池內的水力特性,起到穩定水流流態,提高消能效率,消能率可達到59.32%-67.91%。

大流量水電站的消能設計歷來都是非常復雜和困難的.在1:60溢流壩表、中泄水孔斷面模型上對密松水電站泄水建筑物的布置方案進行了泄流能力、流速流態、壓力分布等相關水力學問題的試驗研究,并通過10多個方案的比較優化,提出了基本可行的泄水建筑物體型和消力池型式.研究成果表明:表孔取消寬尾墩,采用跌坎式消力池方案,可有效降低底流消能時的池底板流速,同時消除寬尾墩形成的水翅擊打兩側導墻現象,達到了較滿意的消能效果.試驗成果對該工程設計提供了較好的參考方案,并對類似工程有很好的啟發借鑒作用.

在現場對由l型擋土墻與加筋土擋墻形成的多級加筋土復合式擋墻進行了原位試驗。試驗表明:土壓力和拉筋應變隨上覆填土厚度增加而增大,但增速卻減小;l型擋土墻的加筋土體底部豎向土壓力沿筋長方向在加筋土施工期間呈非殘性分布,在其上的中且上級模塊式加筋土擋墻的豎向土壓力施工期呈明顯的非線性分布,但最大值均靠近拉筋尾部;l型加筋土擋墻的拉筋應變非常小,且曲線只有一個峰值;模塊式加筋土擋墻的加筋土體底部豎向土壓力沿筋長方向起初呈線性分布且大小基本相同,但隨著填土厚度的增大而呈明顯的非線性分布,且出現雙峰值;中、上級擋墻的墻面板基底豎向應力隨填土厚度的變化形式基本一樣,且隨填土厚度的增大先是內側大于外側,而后是外側大于內側;模塊式加筋土擋墻的墻背側向土壓力沿墻高、拉筋應變沿筋長方向均呈非線性分布,且實測值均較小。

針對三座店水利樞紐左岸泄洪洞單寬流量大,下游河道床面寬、水深小,水墊作用差的特點,分析研究了原設計方案"差動式鼻坎"存在的問題,提出了舌形鼻坎和扭面擴散鼻坎2種改進方案。通過物理模型試驗對改進方案進行檢驗,以舌形鼻坎為推薦方案,較好地解決了消能問題。

對唐家灣水庫非常泄洪洞的消能效果進行了分析,通過試驗優化了消能設施,提出了高效可行的設計方案,節約了工程成本。

庫什塔依水電站導流兼泄洪洞出口消能根據地形條件采用底流消能工消能。通過采用rngk~ε模型模擬湍流,利用vof法追蹤自由水面,對通過物理模型試驗最終確定的消力池及其輔助消能工體形進行三維流場數值模擬計算,并將物理模型試驗結果與數值模擬計算結果進行對比,分析表明兩者吻合較好,其結果可以為底流消能體形優化設計提供依據。

針對許多行業流體動力系統中的流體流動出現突然失控,使系統受到瞬時高壓沖擊的問題,提出了用螺旋流消能裝置對管路中出現的高壓水流進行消能,以減少對泵及管路系統的損害,增加其使用壽命的方法。試驗結果表明:采用螺旋流消能裝置能有效地降低管路中的水壓力,減少瞬間高壓對系統的損害,是一種行之有效的消能方法。

庫什塔依水電站溢洪洞采用了陡槽臺階式消能。為確定相對合理的臺階高度、體形,進行了溢洪洞陡槽段單體水工模型試驗。試驗結果表明,設置47個高度為1.0m的臺階具有較好的消能效果;臺階面在各運行工況流態良好;臺階水平面在各運行工況下均為正壓強,但臺階面的豎向面在臺階下游有負壓強出現。采用在臺階進口處增加摻氣設施可避免可能發生的空蝕破壞。

針對水平射流鉆頭釬焊工藝存在的問題,采用真空擴散焊接工藝,研究了焊接溫度、焊接壓力和焊接時間等工藝參數對焊縫質量的影響,并確定了最佳焊接工藝參數;水壓試驗表明,用真空擴散焊接制造的水平射流鉆頭焊縫致密性好,在70mpa壓力下無泄漏。

溪洛渡水電站泄洪洞采用龍落尾式布置,由于水頭高,水流在龍落尾后,流速可達到40~50m/s,屬于水利工程的超高速水流問題,體型稍有不慎,容易造成極大的破壞。通過1∶45的水工模型試驗,分析出溪洛渡水電站泄洪洞原設計體型存在的主要問題為反弧末端附近摻氣濃度低和出口挑流水舌沖擊河道對岸。通過增設摻氣坎,修改挑坎體型和洞身曲線,對泄洪洞體型進行了優化。并通過模型試驗對優化體型進行了檢驗。