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1、7 重力坝坝身泄水孔第1页/共21页一、概述作用：预泄水库、排沙、导流、发电供水工作条件：孔内流速高，易引起空蚀、闸门振动，孔道体形设计重要；深水闸门水压力大、启闭力大，门体结构、止水、启闭设备复杂，检修不便类型：1）按所处高度分：中孔、底孔2）按布置层数分：单层、双层3）按流态分：有压、无压第2页/共21页一、概述有压孔泄流时孔内保持满流有压工作闸门在出口，以稳定孔内水流保持有压，有利门后补气减免空蚀，孔身断面尺寸小关门时水压力大,对坝体、防渗不利进口设事故闸门兼作检修闸门，平时兼用作挡水孔断面：圆形，有利改善受力和提高过水能力第3页/共21页一、概述无压孔：工作门、检修门均设于进口工作门后
2、孔身顶升高，泄流时孔内有自由水面无压流闸门前：短有压段泄水时孔内承受静水压力，关门时孔内无水，明流段可不钢板衬砌，施工方便但孔断面尺寸大，对坝体削弱大第4页/共21页二、坝身泄水孔布置布置原则：正常运用前提下 尽量一孔多用：灌溉+发电；防空+排沙+导流具体布置：泄洪孔主槽部位，较宽河谷宜在非溢流坝段中，深孔出口不宜在溢流坝面上孔口不能太大，泄量大时可布置为双层，但注意交汇处空蚀第5页/共21页二、坝身泄水孔布置进口高程：满足泄洪要求下尽量高些，减小门压力和洞长，具体而言：灌溉孔应与灌区在同一侧孔进口根据坝后渠首确定，或根据泥沙、水温情况分层设进水口发电进水口应根据发电和泥沙要求确定，一般设于水
3、库最低水位以下一倍孔口高度处，并高程最终泥沙高程1m以上。排沙孔尽量靠近电站、灌溉进水口放空、导流孔进口一般较低第6页/共21页三、有压泄水孔组成：进口段（进口曲线段、闸门槽段、渐变段、平压管、通气孔）洞身段、出口段1）进口段曲线：进口曲线段椭圆or圆弧椭圆长轴水平or上倾约12度顶曲线：A=h（孔高or孔径侧曲线：A=B（孔宽）圆弧半径：R2D第7页/共21页三、有压泄水孔2）闸门槽段矩形锐缘闸门适于Vik抛物线：y=15.5y1/2或y=x2/6HH工作闸门孔口中心线处水头第16页/共21页四、无压泄水孔3）通气孔二个检修门后通气孔、平压管同于有压孔工作门后设通气孔，正常泄流时补气通气孔断
4、面积:aA10%或a=0.09VwA/Va Vw水流断面平均流速；Va通气孔允许风速；A工作闸门处泄水孔断面第17页/共21页四、无压泄水孔4）水力计算过水能力有压孔流式中计入至工作闸门处水头损失=0.8-0.85（有门槽）或=0.9-0.95(当压力短管长度10h孔高)无压段水面线计算5）出口只设闸墩、水流扩散消能设施第18页/共21页五、泄水孔应力属三维应力状态，当孔径D3倍孔口中心至坝面距离时，由弹力无限域中小孔口问题求解，步骤：1）材料力学方法求出孔中心线处，无泄水孔情况下垂直于孔轴的应力2）沿孔轴在坝体内切出1m厚坝体薄片，将作为均布荷载作用于板上下端，用弹力公式求出孔口周边的环向应力和径向应力3）有压泄水孔还应计入内水压力引起的孔口周边应力、r。第19页/共21页本节习题：第二章重力坝26、27、28（P412)第20页/共21页感谢您的观看！第21页/共21页