石门水库除险加固工程泄洪洞改建方案研究
2022-11-29曹畑,张高,居浩
曹 畑,张 高,居 浩
(中国电建集团贵阳勘测设计研究院,贵州 贵阳 550081)
1 工程概况
石门水库位于陕西省汉中市汉江上游支流的褒河峡谷出口以上1.8 km处,距汉中市18 km,坝址以上流域面积3861 km2,是一座以灌溉为主,结合防洪、发电、城市供水等综合利用的大(2)型水库。水库总库容1.09亿m3,正常蓄水位618 m,死水位595 m,设计洪水位615.87 m,设计灌溉农田51.5 万亩,电站装机40.5 MW,设计年发电量1.41 亿kW·h。水库枢纽由混凝土双曲拱坝、坝身泄洪中孔、泄洪排沙底孔、左岸泄洪洞、右岸河床电站等组成。其中,现状的左岸泄洪洞由进口引渠段、岸塔式进水口段、有压隧洞段、出口闸室段、出口明渠段组成,最大总泄量530 m3/s,进口引渠段长约30 m,渠底高程596.00 m。岸塔式进水口,进口底高程596.00 m,进水口后接内径6.8 m圆形有压隧洞,隧洞总长419.6 m。出口闸室段长22.0 m,闸底板高程542.00 m,出口明渠段水平长28.0 m,底坡2%,底宽由4.4 m扩大为10.3 m,采用底流消能方式。
2 现状左岸泄洪洞存在的问题
(1)洞身负压问题
根据水力学复核计算成果[1],库水位615.00 m、618.00 m、619.50 m全开泄洪时,隧洞洞顶最小水头均在隧洞第一水平转弯段末端,分别为-2.44 m、-0.15 m、0.99 m。模型试验成果表明[1],库水位615.00 m、619.50 m全开泄洪时,隧洞洞顶最小水头均在隧洞第一水平转弯段中间位置,分别为-2.61 m、0.79 m。隧洞第一水平转弯段中间位置横断面水压力测量值成果表明[1],弯道横断面左右两侧存在水压力差,弯道段隧洞内水压力最小值分别为-3.5 m、0 m。因此,泄洪洞在运行过程中洞身存在负压问题。
(2)泄洪调度问题
由于水库在低水位时洞内有负压存在,在实际运行中对泄洪洞出口工作弧门开启运行提出要求:设计洪水位615.87 m时,不允许开启工作门;……
