【技术实现步骤摘要】
本申请涉及水利水电工程，尤其涉及一种大流量高落差导流泄放洞布置结构及施工方法。
技术介绍
1、为宣泄多余的水量或当机组停机向下游供水时，需设置泄水建筑物，其造价常占工程总造价的很大部分，目前很多水电站，为节省投资，通常利用导流隧洞改建为泄放洞，其主要功能是施工期进行导流，运行期进行水库泄洪和检修放空，使洪水尽可能少侵占调节库容，提高电站发电保证率，但是大多用于流量不大的情况。对于流量大、落差高的情况，结合布置较困难，通常还是导流洞和泄放洞单一设置，使得工程投资较大，且高水头大流量泄洪洞面临较大的空蚀破坏的安全风险。因此面对大流量高落差水流如何进行安全有效的导流泄洪将是工程界需要解决的关键技术问题。
技术实现思路
1、本申请实施例第一方面提供一种大流量高落差导流泄放洞布置结构，该大流量高落差导流泄放洞布置结构能够安全有效地实现大流量高落差水流导流泄放，并在此基础上减少工程量，降低工程造价，提高电站发电保证率。
2、本申请实施例第一方面提供的大流量高落差导流泄放洞布置结构包括：
3、导流泄放洞，所述导流泄放洞包括有压隧洞和无压隧洞，所述有压隧洞和所述无压隧洞沿所述导流泄放洞的长度方向布置；
4、工作弧门，所述工作弧门位于所述有压隧洞和所述无压隧洞之间，所述工作弧门能够打开或关闭所述有压隧洞；
5、事故闸门井，所述事故闸门井位于所述有压隧洞的上方，所述事故闸门井沿竖直方向延伸并连通所述有压隧洞，所述事故闸门井内设置有能够打开或关闭所述有压隧
6、工作弧门通气孔，所述工作弧门通气孔连通所述工作弧门的弧门工作区域和所述事故闸门井的顶平台，以平衡所述工作弧门的前后气压。
7、另外，本申请实施例提供的大流量高落差导流泄放洞布置结构还可以具有如下附加的技术特征：
8、在一种可选的方案中，该布置结构还包括工作弧门室、交通洞和施工支洞；
9、所述工作弧门室位于所述工作弧门的上方区域，所述交通洞的长度方向朝预设区域延伸并连通所述工作弧门室和所述预设区域，所述施工支洞具有弯曲洞段，且所述施工支洞连通所述工作弧门室和所述交通洞。
10、在一种可选的方案中，所述无压隧洞的出口处设置有消能结构；
11、所述消能结构包括多级布置的台坎，所述台坎与所述无压隧洞的连接处设置有基础混凝土和挑流鼻坎，所述挑流鼻坎朝向所述台坎的一侧具有向上延伸的弧面。
12、在一种可选的方案中，所述无压隧洞内设置有掺气槽，所述掺气槽的数量为多个，多个所述掺气槽沿所述无压隧洞的长度方向间隔布置，相邻两个所述掺气槽之间的间距为50～100m。
13、在一种可选的方案中，所述无压隧洞的壁面仅进行底板和边墙衬砌，所述无压隧洞的顶壁设置有系统排水孔。
14、在一种可选的方案中，所述无压隧洞的净空余幅为过水断面的15％～25％，且所述无压隧洞的净空高度不小于40cm。
15、本申请实施例第二方面提供一种大流量高落差导流泄放洞布置结构的施工方法，所述大流量高落差导流泄放洞布置结构为第一方面实施例中的大流量高落差导流泄放洞布置结构，所述施工方法包括如下步骤：
16、1)在所述导流泄放洞的进口、出口高程及洞径满足施工期导流需求的基础上，对所述导流泄放洞的泄流能力、断面尺寸进行设计优化；
17、2)计算在上、下游水位下的泄流流量，验证泄流能力是否达到预期要求；
18、3)计算所述无压隧洞的沿程水深，根据最大水深及流速计算成果复核优化断面尺寸；
19、4)根据计算结果对所述导流泄放洞进行施工。
20、在一种可选的方案中，所述步骤2)中，泄流流量的计算公式如下：
21、
22、式中，ω为出口面积；g为重力加速度；h为库水位至出口底板高度；a为洞口高度；μ为流量系数。
23、在一种可选的方案中，所述步骤3)中，计算成果复核优化断面尺寸的计算公式如下：
24、e上-e下＝(i-j)δs
25、j＝v2/c2r
26、ha＝h/β
27、β＝1/(1+kfr2)；
28、式中，e上、e下为上、下断面比能；j为上、下断面平均水力坡比；i为底坡坡度；δs为上、下断面间距离；ha为掺气水深；v为流速；c为谢才系数；r为水力半径；h为清水深；β为含水比；k为系数，取决于洞壁材料，混凝土时为0.004～0.006；fr为清水时的佛汝德数。
29、在一种可选的方案中，所述步骤4)中，对所述导流泄放洞进行施工包括如下步骤：
30、施工期导流洞导流运行，工作弧门室及相关结构进行开挖不进行混凝土衬砌及工作弧门的安装，确保导流期导流通畅；整个导流期全洞段无压运行；
31、导流期结束，事故检修闸门下闸挡水，进行工作弧门室的改建，弧门室改建完成后，事故门提起，工作弧门挡水。
32、本申请实施例的有益效果在于：
33、本申请实施例中的大流量高落差导流泄放洞布置结构可以针对大流量高落差水流进行施工期导流运行期泄洪，实现导流洞和泄放洞的结合布置，结构安全简单，施工维护方便，节约工程投资。
34、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
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1.一种大流量高落差导流泄放洞布置结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的大流量高落差导流泄放洞布置结构，其特征在于，还包括工作弧门室、交通洞和施工支洞；
3.根据权利要求1或2所述的大流量高落差导流泄放洞布置结构，其特征在于，所述无压隧洞的出口处设置有消能结构；
4.根据权利要求3所述的大流量高落差导流泄放洞布置结构，其特征在于，所述无压隧洞内设置有掺气槽，所述掺气槽的数量为多个，多个所述掺气槽沿所述无压隧洞的长度方向间隔布置，相邻两个所述掺气槽之间的间距为50～100m。
5.根据权利要求4所述的大流量高落差导流泄放洞布置结构，其特征在于，所述无压隧洞的壁面仅进行底板和边墙衬砌，所述无压隧洞的顶壁设置有系统排水孔。
6.根据权利要求4所述的大流量高落差导流泄放洞布置结构，其特征在于，所述无压隧洞的净空余幅为过水断面的15％～25％，且所述无压隧洞的净空高度不小于40cm。
7.一种大流量高落差导流泄放洞布置结构的施工方法，其特征在于，所述大流量高落差导流泄放洞布置结构为权利要求1-6中任一项所述
8.根据权利要求7所述的大流量高落差导流泄放洞布置结构的施工方法，其特征在于，所述步骤2)中，泄流流量的计算公式如下：
9.根据权利要求8所述的大流量高落差导流泄放洞布置结构的施工方法，其特征在于，所述步骤3)中，计算成果复核优化断面尺寸的计算公式如下：
10.根据权利要求8或9所述的大流量高落差导流泄放洞布置结构的施工方法，其特征在于，所述步骤4)中，对所述导流泄放洞进行施工包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种大流量高落差导流泄放洞布置结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的大流量高落差导流泄放洞布置结构，其特征在于，还包括工作弧门室、交通洞和施工支洞；
3.根据权利要求1或2所述的大流量高落差导流泄放洞布置结构，其特征在于，所述无压隧洞的出口处设置有消能结构；
4.根据权利要求3所述的大流量高落差导流泄放洞布置结构，其特征在于，所述无压隧洞内设置有掺气槽，所述掺气槽的数量为多个，多个所述掺气槽沿所述无压隧洞的长度方向间隔布置，相邻两个所述掺气槽之间的间距为50～100m。
5.根据权利要求4所述的大流量高落差导流泄放洞布置结构，其特征在于，所述无压隧洞的壁面仅进行底板和边墙衬砌，所述无压隧洞的顶壁设置有系统排水孔。
6.根据权利要求4所述的大流量高落差导流泄放洞...
【专利技术属性】
技术研发人员：李高会，蒋磊，吴都，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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