專利名稱：阻抗與溢流相結合的調壓井建造方法
技術領域：
本發明涉及水電工程中引水發電洞調壓井，尤其是涉及阻抗與溢流相結合的調壓井建造方法。
背景技術：
在水電站工程中，機組負荷變化時會引起壓力引水隧洞產生水錘壓力。為減輕水錘壓力，使機組負荷變化時能穩定運行，以確保發電質量，常在有壓引水隧洞與壓力管道銜接處建造調壓室。對于長引水隧洞水電站，如果兩岸山體較低，根據調壓井最高涌波確定的調壓井頂部高程可能會高出原地面很多。為降低調壓井高度，減少投資，同時也使機組反應迅速及時，更快恢復穩定，就需要降低調壓井最高涌波。阻抗式調壓井具有削減調壓井最高水位和抬高最低水位，以及使水位波動很快衰減的作用。但是，由于阻抗作用過大會導致調壓井反射水錘波作用減小，從而導致水錘波穿井率高，所以，單靠設阻抗孔來降低調壓井涌波是有限度的。而傳統的溢流式調壓井又因頂部溢流后需設堰下水室而使得結構過于復雜。因此，合適的調壓井結構形式對減少工程投資、降低調壓井最高涌波及使機組穩定運行至關重要。

發明內容
本發明目的在于提供一種阻抗與溢流相結合的調壓井建造方法，從而更有效、更簡便地降低最高涌波。為實現上述目的，本發明可采取以下技術方案
本發明所述阻抗與溢流相結合的調壓井建造方法，包括調壓井井筒、調壓井頂部溢流堰、井筒周邊消力池、泄水道、調壓井井筒與引水發電洞之間起阻抗作用的連接管的建造；
一、調壓井的建造調壓井井筒高度根據庫水位確定，以高出校核洪水位為宜，井筒內徑D依據托馬準則計算的調壓井穩定斷面面積確定，井筒采用鋼筋混凝土結構，井壁厚度根據滿足混凝土抗裂要求及軸心受力要求；調壓井頂部口沿做成圓弧狀溢流堰，圓弧直徑參考井筒頂部厚度選??；
二、消力池的建造
圍繞井筒周邊建造環形消力池，消力池底寬依據調壓井溢流時井周的跌落水水舌長度Ld確定，消力池底的高程為完整基巖高程,池壁邊坡根據地質情況確定的穩定邊坡開挖,并根據消力池中水深情況進行襯護；跌落水水舌長度Ld計算公式為
Ld = 4. 3D0·27P ;其中 O = ^ ,
SP
式中q——為單寬流量，m3/s ;為安全計，取調壓井甩負荷時的最大引用流量除以調壓井頂口周長；
P-為井頂至池底板的高差，m ；
g——重力加速度，m/s2 ；、D——調壓井井筒直徑；
三、泄水道的建造
在消力池的一側建造與其連通的泄水道，泄水道深度依據調壓井所在位置的地層覆蓋層厚度確定，泄水道底板開挖至基巖面，寬度根據水力計算結果確定，原則不能使井周消力池水深過高而四處漫流，泄水道要將調壓井溢出的水向河邊或天然水溝處排泄；
四、連接管的建造
在調壓井的底部垂直向下開挖與引水發電洞相連通的連接管，連接管位于基巖內，采用鋼筋混凝土襯砌，并對周邊做好固結灌漿，防止調壓井滲水對周圍建筑物產生影響；連接管的直徑根據阻抗孔要求確定，不宜過小，以免影響調壓井反射水錘波作用。 本發明的優點在于調壓井布置緊湊、結構簡單、工程量少，投資節省。電站機組甩荷時調壓井井筒水位抬高，水位超出井筒堰頂高程后開始溢流，水流通過空中摻氣消能后，跌入井周消力池，在消力池中進一步消能，然后通過泄水道排入原河道(或附近排水溝)，由于阻抗及溢流作用，調壓井水位壅高大幅降低，機組運行很快趨于穩定，隧洞內水錘壓力也較小。電站機組增荷時調壓井向隧洞補水，井筒水位開始降低，由于連接管尺寸較小，對水流起阻抗作用，調壓井水位波動小，機組運行穩定。具體體現為
I、阻抗與溢流相結合，使調壓井最高涌波大幅度下降，同時又適當抬高了調壓井最低水位，有效地改善了電站機組的運行條件。2、調壓井最高涌波的大幅度降低，使調壓井高度也大幅度降低，井筒混凝土及配筋量相應減少很多；由于調壓井頂部四周直接進行空中溢流，利用水流在空氣中摻氣消能，自流跌落到井周消力池后又利用水池中水深的水墊作用再進一步消能。


圖I是本發明的調壓井平面布置圖。圖2是圖I的A-A向剖面圖。圖3是圖I的B-B向剖面圖。
具體實施例方式如圖I、圖2、圖3所示，本發明所示阻抗與溢流相結合的調壓井建造方法，包括調壓井井筒I、調壓井頂部溢流堰2、調壓井井筒I周邊消力池3、泄水道4、調壓井井筒I與引水發電洞5之間起阻抗作用的連接管6的建造；
一、調壓井的建造調壓井井筒I高度根據庫水位確定，以高出校核洪水位為宜，井筒I內徑D依據托馬準則計算的調壓井穩定斷面面積確定，井筒I采用鋼筋混凝土結構，井壁厚度根據滿足混凝土抗裂要求及軸心受力要求；調壓井頂部口沿做成圓弧狀溢流堰2，圓弧直徑參考井筒頂部厚度選?。?br> 二、消力池的建造
圍繞井筒I周邊建造環形消力池3，消力池3底寬依據調壓井溢流時井周的跌落水水舌長度Ld確定，消力池3底部的高程為完整基巖高程，池壁邊坡根據地質情況確定的穩定邊坡開挖，并根據消力池3中水深情況進行襯護；跌落水水舌長度Ld計算公式為Ld = 4. 3D0·27P ;其中
權利要求
1.一種阻抗與溢流相結合的調壓井建造方法，其特征在于 一、調壓井的建造 調壓井井筒高度根據庫水位確定，以高出校核洪水位為準，井筒內徑D依據托馬準則計算的調壓井穩定斷面面積確定，井筒采用鋼筋混凝土結構，井筒壁厚度根據滿足混凝土抗裂要求及軸心受力要求確定；調壓井頂部口沿做成圓弧狀溢流堰，該圓弧直徑根據井筒頂部壁厚選?。? 二、消力池的建造 圍繞調壓井井筒周邊建造環形消力池，消力池底寬依據調壓井溢流時的跌落水水舌長度Ld確定，消力池底的高程為完整基巖高程，池壁邊坡根據地質情況確定的穩定邊坡開挖，并根據消力池中水深情況進行襯護；跌落水水舌長度Ld計算公式為 Ld = 4. 3D0·27P ;其中 O = ^ , SP 式中q——為單寬流量，m3/s ;取調壓井甩負荷時的最大引用流量除以調壓井井口周長; P-為井頂至池底板的高差，m ； g——重力加速度，m/s2 ； D 調壓井井筒內直徑； 三、泄水道的建造 在消力池的一側建造與其連通的泄水道，泄水道的深度依據調壓井所在位置的地層覆蓋層厚度確定，泄水道底部開挖至基巖面，寬度根據水力計算結果確定； 四、連接管的建造 在調壓井的底部垂直向下開挖與引水發電洞相連通的連接管，采用鋼筋混凝土襯砌，并對周邊做好固結灌漿；連接管的直徑根據阻抗孔要求確定。
全文摘要
本發明公開了一種阻抗與溢流相結合的調壓井建造方法，調壓井井筒高度根據庫水位確定，以高出校核洪水位為準，井筒內徑D依據托馬準則計算的調壓井穩定斷面面積確定，井筒壁厚度根據滿足混凝土抗裂要求及軸心受力要求確定；調壓井頂部口沿做成圓弧狀溢流堰；圍繞調壓井井筒周邊建造環形消力池，消力池底寬依據調壓井溢流時的跌落水水舌長度Ld確定，消力池底的高程為完整基巖高程，根據消力池中水深情況進行襯護；在消力池的一側建造與其連通的泄水道，泄水道底部開挖至基巖面；在調壓井的底部垂直向下開挖與引水發電洞相連通的連接管，對周邊做好固結灌漿；連接管的直徑根據阻抗孔要求確定。本發明優點在于結構簡單緊湊、工程量少、投資節省。
文檔編號E02B9/00GK102644261SQ20121013169
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月2日 優先權日2012年5月2日
發明者代巧枝, 刑建營, 劉軍, 史海英, 周雪梅, 宋海印, 巴海濤, 楊順群, 段世超, 胡永生, 鄭春洲, 韓秋茸 申請人:黃河勘測規劃設計有限公司