赤吟水闸枢纽工程水工模型试验研究

水布垭水利枢纽现场灌浆试验方案设计说明书（长江勘测规划设计研究院2001年9月）目录1 前言2 试验目的2.1 枢纽灌浆工程的特点及灌浆试验的难点2.2 解决问题的可能途径2.3 灌浆试验目的3 灌浆试验方案设计3.1 方案总体构思和期望目标3.2 现场试验场地选择3.3 A区试验方案设计3.4 B区试验方案设计3.5 升压试验3.6 灌浆效果检查及测试4 主要技术要求4.1 总则4.2 场平及趾板基础开挖4.3 锚杆、趾板钢筋、预应力锚索4.4 趾板砼浇筑4.5 灌浆材料及设备4.6 钻灌施工4.7 灌浆质量及效果检查4.8 资料提供和工程验收4.9 特别说明附件1：升压试验记录表附件2：灌浆压力~抬动变形曲线附图：（略）1 前言清江水布垭水利枢纽位于灰岩岩溶地区，坝基岩体主要为二迭系下统茅口组和栖霞组灰岩，其中茅口组地层岩溶发育，属强岩溶化地层，栖霞组属强岩溶化和弱岩溶化岩组互层。

坝址区已查明的岩溶通道系统共有14个，分布在河床两岸，帷幕地段可能遇到的岩溶通道有Ⅰ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ等。

坝基主要断层有F2、F3、F12、F14等，断层一般斜切坝基，由库内向库外延伸。

同时NNE—NE向裂隙、岸边卸荷裂隙均较发育。

上述岩溶系统和断裂构造等均可能形成坝基及两岸山体绕坝渗漏的通道。

坝址区岩层平缓，平均倾角15°，以略倾上游偏左为主，其层间剪切带等软弱夹层发育，这种产状和构造灌浆时易产生不利的抬动变形。

水布垭工程大坝为混凝土面板堆石坝，趾板厚0.6~1.2m，宽6~8m，河床段帷幕和固结灌浆在趾板上进行，基本属无盖重灌浆，限制了较高灌浆压力的采用。

同时，由于河床段无灌浆廊道，后期不具备检修和补灌的条件，因此，对灌浆质量特别特别是耐久性的要求高。

可行性研究阶段，帷幕设计采取以栖霞组第三段灰岩为主要防渗依托的全封闭设计方案，帷幕线路长2500m，面积45万m2，钻灌总进尺39.2万m。

由于坝址区工程地质条件复杂，水头高，趾板灌浆又受无盖重条件限制，河床段对帷幕质量要求高等特点，加上防渗线路长，灌浆工程量大，根据国家现行行业标准《水工建筑物水泥灌浆施工技术要求》（SL62—94）的规定，需进行必要的灌浆试验研究，以验证、探索合理的灌浆设计参数和施工方法、施工工艺，为帷幕灌浆、固结灌浆的结构优化和顺利实施创造条件。

64 C W T 中国水运 2019·08石榴岗水闸重建工程水工整体模型试验研究王扬，麦栋玲，唐造造（广东省水利水电科学研究院，广东 广州 510635）摘　要：通过建立广州市石榴岗水闸重建工程水工整体模型，研究分析了水闸的泄流能力、闸址附近流态、流速分布、船闸上、下游引航道口门区的流态及流速分布，提出了推荐清淤方案，试验成果可供工程设计和水闸运行管理部门参考。

关键词：航道整治；航标设置及运用；新思路　中图分类号：U644.3 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2019）08-0064-02DOI 编码：10.13646/ki.42-1395/u.2019.08.0251工程概况石榴岗河旧闸位于石榴岗河干流中段，距离石榴岗河口约2.8km，工程任务主要是防洪（潮）、排涝调蓄、景观补水、引水灌溉及通航功能。

石榴岗河旧闸于1960年建成投入使用，运行至今已50多年，经过多年的运行，工程主体结构老化损坏严重，个别闸门出现漏水现象，水闸存在诸多安全隐患且标准过低。

经综合评定为四类水闸，须拆除重建。

石榴岗河水闸重建工程为中型Ⅲ等工程，闸址位于石榴岗河口附近南环高速和南沙港快线之间，主要建筑物为水闸、船闸、右岸管理区和左岸观景平台等，主要建筑物级别为1级，次要建筑物级别为3级，临时建筑物级别为4级（见图1）。

水闸设计防洪（潮）标准为200年一遇，对应外江设计洪(潮)水位为2.91m，挡潮时对应的闸内景观水位为0.8m，排涝标准为20年一遇24小时暴雨不成灾，20年一遇设计洪峰流量为112m 3/s， 50年一遇设计洪峰流量为138m 3/s。

水闸共设7孔，每孔净宽13.5m，泄洪总净宽94.5m；闸底板高程-4.0m，内设工作闸门和检修闸门，闸门外侧设2.5m 高胸墙。

船闸布置于石榴岗河航道右岸，内、外涌闸首长度各34.7m，闸室段有效长度为80m，闸室净宽12m（见图2）。

图1 石榴岗水闸枢纽平面布置图图2 设计方案水闸及船闸平面布置图2 试验研究的目的和内容测试和研究石榴岗水闸工程运行的水力特性、工程段河道水流变化规律，论证水闸重建工程布置的合理性。

《水工建筑物》课程实验指导书王飞虎江锋西安理工大学水电学院水工系二OO六年十月水工模型试验(一)班级姓名学号日期整体水工模型试验一、试验综述：当研究河道中水利枢纽工程的总体布置合理性，则按一定比例把所研究的河段和水利枢纽缩制成模型来进行研究，这种模型就叫做整体模型。

整体模型所研究的对象的水力特性通常与空间三个坐标有关，如显著弯曲的河渠、溢洪道水流问题，拱坝泄流问题及水利枢纽上下游水流衔接，流态等问题，常需制作成整体水工模型来进行研究。

影响枢纽布置的主要因素是坝址地形、地质情况及河道水文特征等，影响下游消能防冲的主要因素是泄水建筑物的体型布置和下游河道的地质，地貌等。

二、整体模型一般研究内容：1、泄水建筑物的泄流能力2、泄水建筑物的压力、流速、空化特性等3、下游河道岸边水面高程（水面线）4、消能工的消能效果5、泄水建筑物下游的折冲水流及水流扩散问题6、下游河道流速分布7、上下游水流流态、水流衔接。

8、下游河床及岸坡的冲刷等三、试验目的1、初步了解整体模型试验的基本理论及研究范围和内容。

2、初步掌握整体模型试验的基本方法及量测技术和技巧。

3、初步掌握试验资料整理、分析、评价及解决实际工程问题的能力4、结合具体试验、巩固和复习专业理论知识，增强动手和科研能力。

四、本试验要求和任务1、枢纽泄流能力2、下游岸边流速分布3、下游岸边水面线4、上下游水流流态5、要求整理分析试验成果，对工程布置作出评价，试提出改进措施。

6、写出试验报告。

五、工程概况洮河海甸峡水电站位于甘肃省临洮县，渭源县和康乐县三县交界的海甸峡进口处，电站总装机容量为25MW，水库设计洪水位为2002m，校核洪水位为2004.0m，总库容为2200万m3，最大坝高49m，坝顶高程为2005.0m，是一座以发电为主的III等中型水电站枢纽。

枢纽由溢流坝、泄冲闸和挡水坝、引水发电隧洞、电站厂房等建筑物组成，工程布置特性见表1。

溢流坝布置为2×10m的表孔，堰顶高程为1995m，溢流坝堰顶上游头部为双圆弧曲线，下游堰面为WES改型曲线，下游消能形式为底流消能，消力池长70m，宽23m，池深5.2m，底板高程为1971.8m，尾坎高程为1977m，消力池下游为砼四面体护坦，长45m，护坦高程为1977.0m。

【摘要】根据工程建设需要，为全面认证工程总体布置和建筑物结构布置的合理性，对某水电站建筑物进行水工模型实验，分析原设计方案存在的问题，并通过优化模型的尺寸进一步实验确定最优方案。

【关键词】水工模型试验；优化；泄流能力；动水压力【中图分类号】TV131.6【文献标识码】A【文章编号】1674-0688（2018）11-0123-021工程概况某水电站工程属Ⅰ等工程，以发电为主要目的，枢纽主要建筑物有混凝土面板堆石坝、溢洪道、引水式电站厂房等。

根据本工程所属等别，其主要水工建筑物拦河坝、溢洪道及发电引水隧洞等为1级建筑物；发电厂房为引水式，属2级建筑物，其他次要建筑物为3级建筑物。

拦河坝、溢洪道及发电引水洞按1000年一遇洪水设计，可能最大洪水PMF校核；发电厂房按100年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。

消能防冲建筑物的洪水设计标准为100年一遇。

混凝土面堆石坝占据主河床，坝顶防浪墙顶高程为461.85m，坝顶高程为460.65m，最大坝高为93.65m，坝顶总长269.20m，坝顶宽度为9.0m。

上游坝坡坡比为1∶1.4，下游总平均坡比为1∶1.58；岸边溢洪道由引水渠、堰体段、泄槽段及消能段组成，溢流堰为开敞式WES-V型，堰顶高程为438.80m，设3个孔口，每孔净宽17m，由弧形工作闸门控制，闸墩厚度均为4.5m。

泄槽坡度分别为1∶500、1∶3.5，溢洪道中心线长466.0m，其最大下泄流量为8945m3/s，出口采用窄缝挑坎消能型式。

电站厂房布置在大坝下游右岸坡脚处，紧靠大坝坡角，为引水式岸边厂房。

2模型设计与模型制作模型按重力相似准则设计。

模型几何比尺Lr＝80，为正态整体定床（局部动床）水工模型。

相应各水力要素比尺如下：流量比尺Qr＝Lr5/2＝57243.34；流速比尺Vr＝Lr1/2＝8.944；时间比尺Tr＝Lr1/2＝8.944；糙率比尺nr＝Lr1/6＝2.076。

模型截取原型范围为上游河段取0～400m，下游河段取135～1000m，上下游两岸地形上下游分别取至465m和415m高程。

某水利枢纽工程溢洪道模型实验研究水利枢纽工程的建设在我国各大工程建设中占据重要地位，也是我国水利工程中建设中必须走的一步，通过对水利枢纽溢洪道建设进行模拟实验，不仅可以对枢纽布置方案的水力学性能和不同水流量的下游消能防冲各设施进行合理有效评价，同时也可以在此基础上提出改善措施。

此外，还可以对反弧段型和挑流鼻坎体型的设计进行合理有效的评估，在评估之后还可以提出优化各种形式和体型的建议。

标签：溢洪道；模拟实验；水利枢纽1 某一水力枢纽工程的整体概况要想对水力枢纽工程溢洪道进行有效的模拟实验，首先必须了解这一水利工程的情况，之所以要解决新疆阿勒泰市境内的某水利枢纽工程的某一河流峡谷出口上游处的水利工程问题，是为了周围地区的农业灌溉和生态用水问题，同时也可以利用充足的水资源进行发电。

此水力是由由多方面要素组成的，分别是沥青混凝土心墙坝、泄洪设备和引导水流的设备、开敞式溢洪道、发电使用的引水洞、发电过程中建设的厂房、灌溉农业使用的饮水随动、倒虹吸引水渠道等建筑物组成。

这一水力枢纽工程按照全国划分的等级来说，属于二等工程，按照规模划分，属于二等规模。

其中，水库的总容量达到1.76亿平方米，水库中设有多个堤坝，其中最高的堤坝大概63.00m，而水库的正常情况下的蓄水量可以达到650.0m，死水位达到646.5m。

之所以可以用来进行大规模的发电，是因为这一水库中设立的电站装机容量可以达到5MV，多年的平均发电量可高达0.189亿kW/h。

其中，水库中的溢洪道主要是由引导水流部分、控制水流部分、泄槽部分和消能部分组成。

[1]其中，进口引导水流部分的主要特点是引导水流渠道的设置基本上都是在右侧坝肩岸坡上，引水渠道的总长度为71.7m，由于长期受流水的击打和冲击，此部位基本上都是裸露的基岩，岩性基本上是花岗片麻岩，并且这些岩层的走向与溢洪道是接近垂直的。

在水流的控制部分的堰型采用的是驼峰堰，这是一种很特别的堰型，堰顶的高度达到642.50m，堰后所接的陡坡段的比例基本上是1：15，挡水所使用的设备主要是弧形工作门，为加固这种挡水的设备，另外设置了平板检修门，整体的控制部分长度为25.0m。

沥口水利枢纽工程水工模型试验研究张广传 王丽雯 赖冠文 练伟航（广东省水利水电科学研究院， 广州 510610）摘 要：通过对沥口水利枢纽工程水闸模型的试验研究，研究水闸的过流能力、枢纽上下游水流流态及流速分布、水闸消能工的消能效果、电站进出口的流速分布及水头损失以及电站发电对水闸运行的影响，提出合理安全的管理运行方式，为设计及审批提供科学参考依据。

关键词：过流能力 流态及流速分布 消能 水头损失1 概述沥口水利枢纽由泄洪水闸、电站、船闸等水工建筑物组成。

是一座以水力发电为主要任务，改善航运、灌溉、顾及东江中下游供水水量和水质等要求的三等中型水电枢纽工程。

坝址位于广东省河源市境内的东江干流上，是木京及新丰江水库下游的第二个梯级电站，距河源市区约43km ，枢纽控制的集雨面积为17124km 2，正常蓄水位为26.5m ，相应的库容为2740×104m 3，设计洪水流量为8938m 3/s ，相应的水位为29.72m ，校核流量为11000m 3/s ，相应的水位为30.73m 。

2 试验研究的内容及要求①研究水闸的过流能力；②研究水闸泄洪工况时，枢纽水工建筑物上、下游水流流态及流速分布；③研究水闸消能工的消能效果；④研究电站发电工况时，进、出口的流态、流速分布及水头损失；⑤研究最大通航流量工况，电站发电、水闸弃水工况对船闸运行的影响；⑥提出合理、安全的管理运行方式。

3 断面模型设计与制作3.1 模型范围沥口水利枢纽坝址所处的河段较为顺直，模型模拟的范围根据试验任务的要求，上游截取1.5km ，下游截取1.5km ，总长约3.0km ，尽量使得水流过闸流态满足水流相似的要求。

3.2 模型的设计根据试验研究的内容要求，以及模型试验要求满足相似性理论，本模型按重力相似准则设计为正态模型，按弗汝德（Froude ）数相似条件，考虑到试验场地及供水流量的限制条件选定模型的几何比尺100==h l λλ，由此得满足流态相似要求的各项比尺为：101==h V λλ10000025==h Q λλ1544.261==l n λλ1000≥ekp Rcm h m 5.1≥式中： λh —垂直比尺；λl —平面比尺；λv —流速比尺；λQ —流量比尺；R ekp —紊流；h m —水深。

目录1. 概述 (1)1.1工程简况 (1)1.2试验资料 (1)1.3试验目的及研究内容 (2)2 模型试验设计和制作 (5)2.1模型试验主要依据 (5)2.2模型要求 (5)2.3模型量测仪器及设备 (6)3. 设计方案试验成果 (7)3.1泄流能力 (9)3.1.1 泄洪放空洞泄流能力 (9)3.1.2 溢洪道泄流能力 (11)3.2泄洪放空洞水力特性简述 (13)3.3溢洪道水力特性简述 (13)4. 优化方案I (14)4.1体形优化 (14)4.1.1 泄洪放空洞体形优化 (14)4.1.2 溢洪道体形优化 (21)4.2泄流能力 (24)4.2.1 泄洪放空洞泄流能力 (24)4.2.2 溢洪道泄流能力 (26)4.3泄洪放空洞洞身水力特性 (28)4.3.1 水流流态 (28)4.3.2 水深、流速及洞顶余幅 (29)4.3.3 压力及水流空化数 (32)4.3.4 掺气空腔特性 (37)4.4溢洪道沿程水力特性 (38)4.4.1 水流流态 (38)4.4.2 水深及流速 (39)4.4.3 压力及水流空化数 (48)4.5水舌特征及下游河道水力特性 (54)4.5.1 流态 (54)4.5.2 出口水舌特性 (56)4.5.3 下游岸边流速 (59)4.5.4 下游岸边水面线 (63)4.5.5 下游河道冲刷 (70)5. 初设阶段推荐方案 .................................................................. 错误!未定义书签。

5.1泄流能力............................................................................ 错误!未定义书签。

5.2泄洪放空洞洞身水力特性............................................... 错误!未定义书签。

水工模型试验报告1水工模型试验的作用与分类1.1作用水流运动是一种非常复杂的自然现象，对各种作用力存在的情况和它们发展的规律，至今还没有得到很好的掌握。

设计水利工程时不是用数学分析的方法，就是应用经验公式。

这两种方法都有一定的局限性。

事实上，天然河道中水工建筑物的边界条件各不相同，而且非常复杂，须经过水工模型试验的分析研究，方可切合实际；还可以进一步提高理论，指导实践。

因此，可以说水工模型试验是流体力学理论和实际水利工程中间的媒介，起到非常重要的作用，一直受到水利工程界的重视。

1.2分类由于试验研究任务不同，采用不同类型的模型，以满足不同的需要。

当研究河道中水利枢纽的总体布置时，就需要将所研究的河段和水工建筑物，按一定的比例缩制成模型进行试验，这就叫整体模型。

至于二元问题，如确定溢流坝面的压力分布，水流情况和冲刷消能等，一般截取一段制成模型，安装在玻璃水槽中进行观测，称为断面模型。

还有一些水工建筑物两边对称，水流情况也对称，可以研究一边来代替整体，这时可以采用半整体模型。

进行一般试验时，只要将原体的三个尺寸按照同一比例缩制，这种模型叫作正态模型。

但有时因为受各种条件的限制，粗糙度或水流流态等与原体不相似时，就采用竖直和水平方向长度缩尺不同的模型，即为变态模型。

河工模型经常采用这种类型。

按照试验研究任务和性质分，有水工建筑物、河道、热扩散、排污口、溃坝、滑坡、泥石流、潮汐、泥沙以及波浪模型等。

2、水工模型试验理论2.1层流根据模型设计的相关原理，可以推导出以下公式：()：边界上的压力差比几何相似比尺；时间：流量：流速：p l p t l p Q lp v ∆-∆∆∆===αααααααααα:132.2阻力平方区的紊流运动 ()几何相似比尺时间：流量：流速：:215221l t l Q lv ααααααα=== 2.3重力作用为主的流体运动当流体的特性主要决定于重力作用，粘滞力的作用可忽略时该运动也就是在阻力平方区的紊流，这时阻力与速度的平方成比例，而雷诺数已超过一定界限，其变化没有影响。

惠来县龙江河赤吟水闸枢纽工程可行性研究阶段勘测设计评标报告惠来县龙江河赤吟水闸枢纽工程可行性研究阶段勘测设计建设地点：惠来县；资金来源：各级财政资金。

本工程的招标内容如下(包括但不限于)：惠来县龙江河赤吟水闸枢纽工程可行性阶段勘测设计工作：编制惠来县龙江河赤吟水闸枢纽工程可行性研究报告，包括：(1)建设征地移民补偿工程、水土保持工程及环境保护工程的可行性研究阶段前期勘测设计；(2)工程立项所需的专题编制。

按照招标投标管理有关规定，惠来县赤吟水闸管理所委托广州市房实建设工程监理有限公司负责本工程的招标代理工作。

根据《中华人民共和国招标投标法》等有关规定，广州市房实建设工程监理有限公司组织实施本工程招标过程的各项工作。

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本工程的开标会于2018年8月31日上午10时00分在广州公共资源交易中心第10开标室进行，在投标文件递交截止时间前，共有5家潜在投标人报名，其中3家投标单位按时递交了投标文件。

其中，中水珠江规划勘测设计有限公司、长江勘测规划设计研究有限责任公司在递交投标文件截止时间，未递交投标文件，作放弃投标处理。

整个开标会由招标代理单位主持，在广州公共资源交易中心的监督、见证下进行。

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依法组成的评标委员会由广州公共资源交易中心随机抽取产生的等5名专家，负责技术经济标评审。

技术经济标评标会于2018年8月31日上午10时30分在广州公共资源交易中心第11评标室进行。

本工程的技术经济标评标委员会设评标小组组长一名，技术经济标专家一致推举由任本次技术经济标的评标小组组长。

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首先，评标委员会先按资格审查的标准对所有递交投标文件的投标人进行审查，全部3家投标人均能通过资格审查，进入下一阶段投标文件评审。

（详见《资格审查情况报告》）。

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评标委员会再按照招标文件规定的评标办法，首先对通过资格审查的各投标文件进行投标文件的商务标有效性审查及技术标有效性审查（见《形式评审审查表》、《形式评审审查汇总表》、《响应性评审审查表》、《响应性评审审查表汇总表》），3家单位通过了形式评审审查及响应性评审审查。