理论教育 拦石坎施工中的水流条件及抗冲稳定性

拦石坎施工中的水流条件及抗冲稳定性

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:加糙拦石坎于10月中旬开始施工,11月上旬施工完成。为了较全面反映导流明渠拦石坎施工时的通航水流条件,试验在上、下戗拦石坎施工区各布设了5个测流断面,每个断面布设了6~8个测点,测绘了施工区域的流场分布,还观测了明渠左右两条航线的水面比降及沿程流态。拦石坎施工及抗冲流量见下表7-16。试验表明:导流底孔提前投入使用,开启1~11号孔和1~22号孔,能有效改善拦石坎施工通航及抗冲水力学条件。

拦石坎施工中的水流条件及抗冲稳定性

加糙拦石坎于10月中旬开始施工,11月上旬施工完成。为了较全面反映导流明渠拦石坎施工时的通航水流条件,试验在上、下戗拦石坎施工区各布设了5个测流断面,每个断面布设了6~8个测点,测绘了施工区域的流场分布,还观测了明渠左右两条航线的水面比降及沿程流态。模型试验上戗龙口拦石坎采用前述概化布置型式,下戗龙口拦石坎采用招标设计布置型式。拦石坎施工及抗冲流量见下表7-16。

表7-16 加糙拦石坎施工及抗冲流量表

1.导流底孔不分流

当导流底孔不分流时,上、下拦石坎区域施工通航的主要水力学参数见表7-17。

表7-17 拦石坎区施工通航基本水力参数表

①左航线系指距右岸坡脚300m处航线,右航线系指距右岸坡脚90m处航线。Vmax为最大表面流速,Jmax为最大局部水面比降。

试验表明:导流明渠内水流平顺,无不良流态。当Q=10000m3/s时,上口门左航线最大流速为2.81m/s(上戗拦石坎轴线),最大比降为1.25‰(拦石坎轴线上100m至拦石坎轴线间);上口门右航线最大流速为2.31m/s(拦石坎轴线下100m),最大比降为0.70‰(拦石坎轴线上100m至拦石坎轴线间)。下口门左航线最大流速为1.88m/s(上戗拦石坎轴线),最大比降为0.65‰(拦石坎轴线上100m至拦石坎轴线间);下口门右航线最大流速为1.74m/s(拦石坎轴线下100m),最大比降为0.50‰(拦石坎轴线至拦石坎轴线下100m间)。

当Q=15000m3/s时,上口门左航线最大流速为3.94m/s(上戗拦石坎轴线),最大比降为1.30‰(拦石坎轴线上200m至拦石坎轴线上100m间);上口门右航线最大流速为3.18m/s(拦石坎轴线),最大比降为1.50‰(拦石坎轴线上100m至拦石坎轴线间)。下口门左航线最大流速为2.59m/s(拦石坎轴线下100m),最大比降为1.15‰(拦石坎轴线上100m至拦石坎轴线间);下口门右航线最大流速为2.80m/s(拦石坎轴线),最大比降为0.50‰(拦石坎轴线上100m至拦石坎轴线间)。

当Q=20000m3/s时,上口门左航线最大流速为4.92m/s(上戗拦石坎轴线),最大比降为3.25‰(拦石坎轴线上100m至拦石坎轴线间);上口门右航线最大流速为4.06m/s(拦石坎轴线下100m),最大比降为1.80‰(拦石坎轴线上100m至拦石坎轴线间)。下口门左航线最大流速为3.40m/s(上戗拦石坎轴线),最大比降为3.11‰(拦石坎轴线上100m至拦石坎轴线间);下口门右航线最大流速为3.39m/s(拦石坎轴线下100m),最大比降为0.50‰(拦石坎轴线至拦石坎轴线下100m间)。此时上戗概化拦石坎第一排从铺设中心以右整体略向下移;下戗拦石坎未有冲动。

当导流底孔不分流,遭遇当旬抗冲流量时,上、下拦石坎区域的主要水力学参数见表7-18。

表7-18 拦石坎区抗冲流速表

(www.daowen.com)

试验表明:当Q=21900m3/s,上戗概化拦石坎第一排从右向左有60%整体略向下移,第二排从右向左有15%整体略向下移,第一排从右向左有30%与第二排挤在一起;下戗拦石坎未有冲动。此时上戗堤龙口拦石坎轴线上最大垂线平均流速达5.35m/s,下戗堤龙口拦石坎轴线上最大垂线平均流速达3.86m/s。

当Q=27700m3/s,上戗概化拦石坎第一排整体向下移与第二排挤在一起,第二排从右向左有30%整体略向下移,拦石坎中心线一列前两排被冲为一层;下戗拦石坎未有冲动。此时上戗堤龙口拦石坎轴线上最大垂线平均流速6.36m/s,下戗堤龙口拦石坎轴线上最大垂线平均流速达4.70m/s。

当Q=35100m3/s,上戗概化拦石坎第一排、第二排整体向下移与第三排挤在一起,第一排、第二排最右边被冲失3块,拦石坎中心线一列最后一排被冲失1块,两层重叠部分有20%~30%被冲为一层;下戗拦石坎未有冲动。此时上戗堤龙口拦石坎轴线上最大垂线平均流速7.32m/s,下戗堤龙口拦石坎轴线上最大垂线平均流速达5.33m/s。

2.导流底孔分流

在试验中发现当流量大于20000m3/s时,明渠内拦石坎施工水力学条件较差,考虑到二期围堰已提前破堰,导流底孔有提前分流的条件,试验研究了导流底孔在拦石坎施工期,开启1~11号孔和1~22号孔提前分流情况下拦石坎的施工水力学条件。其上、下拦石坎区域施工通航的主要水力学参数见下表7-19。

表7-19 拦石坎区施工通航基本水力参数表

当导流底孔开11孔(1~11号)分流时,上、下拦石坎区域抗冲的主要水力学参数见下表7-20。

表7-20 拦石坎区抗冲流速表(1~11号底孔分流)

当Q=27700m3/s,上戗概化拦石坎第一排从右向左有80%整体略向下移,第二排从右向左有3块略向下移;下戗拦石坎未有冲动。此时上戗堤龙口拦石坎轴线上最大垂线平均流速5.67m/s,下戗堤龙口拦石坎轴线上最大垂线平均流速达4.11m/s。底孔分流量约为4790m3/s。

当Q=35100m3/s,上戗概化拦石坎第一排与第二排挤在一起,其中从右向左有5列为三排挤在一起,拦石坎中心线一列两层重叠部分前两排被冲为一层;下戗拦石坎未有冲动。此时上戗堤龙口拦石坎轴线最大垂线平均流速6.56m/s,下戗堤龙口拦石坎轴线上最大垂线平均流速达4.84m/s。底孔分流量约为5800m3/s。

试验表明:导流底孔提前投入使用,开启1~11号孔和1~22号孔,能有效改善拦石坎施工通航及抗冲水力学条件。

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