水下施工条件下的新型水库分层取水装置

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1、第41卷第17期人民长江Vo1．41，No．172010年9月YangtzeRiverSep．，2010文章编号：1001—4179(2010)17～0043一O3水下施工条件下的新型水库分层取水装置吴文华，胡晓明一，王文双，2(1．浙江省水利河口研究院，浙江杭州310020；2．浙江广川工程咨询有限公司，浙江杭州310020)摘要：针对深孔取水的水库难以改建成分层取水的问题，提出了一种经济可行的新方法——水下施工安装条件下的直立式钢管分层取水装置。该装置将竖向钢管、三通连接不同高程的水平取水口，通过抱箍将钢管固定在混凝土坝体内；竖向钢管底部采用三通与水平钢管连接，然后伸入原放水管内，

2、并浇注水下混凝土固定接头；取水口设拍门，通过坝顶启闭室控制开闭，根据需要分层取水。该装置构件在陆上预制，通过潜水员水下安装。装置结构简单，工程投资小，在无需放空水库的条件下较好地解决了深孔取水存在的水质问题。关键词：深孔取水；水库分层；水下施工；水库改建中图法分类号：TV697文献标志码：A国内外研究表明，水库不同深度处水质不同。利体全部挖除实现分层取水。挖竖井施工法如遇岩体石用水库水质的分层特性，建设分层取水装置，可以按用质坚硬，则需爆破开挖，不利于建筑物安全，适用范围水部门的不同需要，分层取水，是解决水库取水水质问有限，等待水位降低后逐步挖除井前岩体施工工期较题的有效工程措施之一。

3、目前国内外已建成的水库分长，整个工程投资也较大。因此，上述改建工程受各种层取水装置主要分为以下四大类：水力自动取水装置、条件制约，难以推广运用。机控塔(井)式多层取水装置、机控斜卧管多层取水装受泥沙淤积和水库异重流的影响，水库深层取水置、机控多节圆筒套迭式取水装置。常常遭遇水质问题。长期以来国内大部分采用深层取常规水库分层取水装置需要与水库大坝同期施工水的已建成水库由于各种条件制约，未能改建分层取修建。当水库建成蓄水后，将深孔取水设施改建为分水装置，水质问题一直未能得到改善。如何在不放水层取水则受水库水位、地质地形、施工、水库功能需要的条件下，克服地质地形、施工工艺条件的约束，将深等限

4、制，因而困难重重。吉林省延边自治州亚东水库孔取水改建成结构简单、取水效果好、操作管理方便的建成后，采用半放空水库水的做法，将水库水位降低到分层取水装置一直困扰着业内工程人员。一定高程，露出施工面后，在施工面上悬挂吊篮高空作本文在解决浙江省江山市碗窑水库深孔取水的问业修建分层取水塔。半放空水库除了对水资源造成巨题中，设计出一种在不放空水库水的情况下，利用水库大浪费之外，也将给电站发电、工农业用水、水库养殖、坝底附近原有放水管，水下施工安装的新型分层取水旅游等相关产业带来很大影响。广西省邕宁县西云江装置。水库由于地质地形条件较好(岩性不甚坚硬)，曾采用l取水装置的结构组成在水库临水山坡适当

5、位置挖竖井的施工方法，修建分层取水塔，建成后等待水库水位的下降，逐步将竖井前直立式钢管分层取水装置通过潜水员水下安装、岩体挖除，最终待水库水位最低的一年，将取水塔前岩固定钢管，并在钢管适当位置设置取水口，通过坝顶启收稿日期：2010—03—31作者简介：吴文华，男，高级工程师，主要从事水利工程设计及研究工作。E—mail：gewwh@126．com人民长江闭设备控制各取水口的开闭状态实现水库分层取水。虑。由于是改建工程，水库低水位时所需输水流量该取水装置示意见图1，由下列4个部分组成：钢管与Q输已知，管路布置和设备已知，自流式供水系统水头原放水管连接部分、竖向钢管、取水口、启闭设备。各

6、在15～60m之间管道允许流速已选定，则按下式构件说明如下：初步计算管径d：(1)钢管与原放水管的连接。连接方法为选择合d=适管径的钢管①伸入原放水管②中，浇筑水下混凝土③将钢管与原放水管结合并形成镇墩，钢管另一端通2．2流量校核过法兰盘连接三通件④，三通件一端连接底部封闭门根据装置特点，流量分两部分进行计算，进水口按⑤预留底部放水，在检修或特殊情况下开启封闭门取薄壁大孔流计算，管段及出口按管流进行计算。在各水，三通件另一端连接竖向钢管⑥，通过钢管⑥连接各种运行条件下，按取水装置进水流量Q大于所需的高程取水口。输水流量Q输来进行流量校核。(2)竖向钢管的固定。贴坝面设置竖向钢管，通取水

7、装置运行时，取水状态属于薄壁大孔淹没出过法兰连接底部三通件，在竖向钢管的适当部位安装流形式，进水流量Q按下式计算：抱箍⑦，并运用水下液压钻孑L机具在大坝表面钻孔，安厂——装不锈钢膨胀螺栓，通过拧紧抱箍螺栓固定竖向钢管。Q进A√2g(HVo)(2)(3)取水口的设置。根据用水需要及水库水位变式中，Q为进水流量，m／s；为大孔口出流流量系动情况，在适当的高程处通过三通件连接竖向钢管形成取水口⑧，各取水口外均设栏污栅⑨和拍门⑩，取水数；为孔口净面积，