|
库水通过设在坝体且进口淹没于水下的孔口或管道进入下游的方式。坝身孔口除用来泄洪外，还可用来完成供水、排沙、放空或施工导流等任务。混凝土坝一般都设有坝身泄水孔。 坝身泄水孔又称深式泄水孔，按泄水孔口的相对位置分为中孔和底孔，按洞身流态分为有压泄水孔（图1）和无压泄水孔（图2）。深式泄水孔由进口段、管身段和出口段3部分组成。
图1 有压泄水孔布置图（单位：m） 1—喇叭口；2—检修闸门；3—进口渐变段；4—管身段；5—出口渐变段；6—弧形工作闸门；7—通气孔；8—排水管
图2 水口水电站无压泄水孔布置图（单位：m） 1—检修门槽；2—操作廊道（5.0m×7.0m）；3—坝轴线；4—通气孔（D=1.6m）；5—吊物孔
有压泄水孔的进口段包括喇叭口和闸门段。矩形断面喇叭口的上唇和两侧墙一般做成1/4椭圆曲线，底面采用圆弧，以改善入流条件。闸门段内设工作闸门和检修闸门以及平压管、通气孔等设施。若工作闸门设在出口，则进口只设检修闸门。管身断面多为圆形，过水时处于满流承压状态。出口段的过水断面宜收缩，孔口高度逐步降低，以防止管身水流脱离孔（管）壁，产生空蚀。有的将孔口宽度逐渐放大，有利于下泄水流的扩散和消能。在管身段与闸门段之间，需设渐变段。 有压泄水孔可布置在非溢流坝体内，也可布置在溢流坝体内或其闸墩部位。布置在溢流坝体内的有压泄水孔，出口水流应紧贴溢流坝面泄向下游。因坝顶要溢流，闸（或阀）门设在进口，不容许局部开启。布置在非溢流坝体内的有压泄水孔，当工作闸门设在出口段时（图1），闸门可以局部开启以调节下泄流量；但闸门关闭时，孔（管）壁承受高水压，对坝体工作不利；中国白山重力拱坝的有压泄水孔都属这种类型。对于支墩坝，可布置在支墩内，也可穿过挡水面板。 无压泄水孔的进口段即为有压短管段，全长约为1.5～2.5倍工作闸门高。入口段的上唇及侧墙曲线与有压泄水孔相似，但为改善压力分布，上唇曲线小于1/4椭圆曲线，其后接一与之相切、坡度不缓于1∶10的倾斜直线。有压段的出口压坡段的坡度一般取1∶4～1∶6。当采用平面闸门时，采用减蚀门槽。丹江口工程检修门紧贴在入口处，不设检修门槽，水流平顺。无压泄水孔的管身过水时为明流状态。为了保证管身呈无压明流，除在工作闸门后设置通气孔外，管顶应留有足够的空间。当为矩形断面时，管顶余幅为不掺气水深的30%～50%；管底曲线应缓于或高于射流底部曲线。在高速水流的条件下，需防止坝身泄水孔内产生空蚀破坏。除孔口体形尽量符合水流规律外，施工中要严格控制泄水孔表面的不平整度，提高混凝土的抗蚀、抗冲和耐磨性能，必要时采取掺气减蚀措施。出口段的布置应与选用的消能形式相结合。 无压泄水孔不能布置在溢流坝体内。 深式泄水孔的泄流能力可按下式计算：
式中，Q为泄流量，m3/s；μ为流量系数；Ak为孔（管）出口处断面面积，m2；Hw为自由出流时孔口中心处的作用水头或淹没出流时的上下游水头差，m。 深式泄水孔的断面尺寸和进出口高程除满足泄流要求外，还应考虑闸门和启闭机制造水平。中国龙羊峡重力拱坝泄水底孔断面尺寸为5m×7m（宽×高），闸门承受总水压力达64.2mN。巴西巴拉圭伊泰普水电站的导流底孔尺寸为6.7m×22m，闸门承受的总水压力达190mN。
|
