1 高速水流特大泄洪洞施工难点及应用前景

1.1 引言

1.1.1 已建泄洪洞运行破坏情况

泄洪洞是水利水电枢纽工程中一种十分重要的岸边泄水建筑物。对于高流速特大泄洪洞而言，挟沙水流冲击泄洪洞造成运行中的泄洪洞混凝土不同程度地遭到破坏是种必然，如：国外的胡佛坝泄洪洞、英格兰峡泄洪洞、波德坝泄洪洞、黄尾坝泄洪洞、圣伊斯坦堡泄洪洞、阿尔德达维拉坝泄洪洞、英菲尔尼罗泄洪洞，国内的刘家峡水电站泄洪洞和二滩水电站泄洪洞等，都在反弧末端及其下游衬砌混凝土出现冲坑、淘空等破坏，其破坏情况见表1.1。

表1.1 国内、外大型泄洪洞水力特性参数及破坏情况表

1.1.2 泄洪洞破坏原因分析及对策

（1）泄洪洞结构设计问题。泄洪洞的结构设计，使反弧段内的泄洪水头高（对国内外大型泄洪洞设计参数研究发现，泄洪洞反弧段泄洪洞水头都在100m左右，目前水头最大的为格兰峡大坝的泄洪洞，其水头高达178.84m；溪洛渡水电站泄洪洞水头165m），流速大（美国的胡佛坝泄洪洞流速高达53.4m/s，溪洛渡水电站泄洪洞流速高达50m/s），流态复杂，在水流离心力的作用下沿程压力梯度大，水流掺气条件差，缺乏有效的保护。目前泄洪洞设计采用掺气减蚀技术，大大地推动了泄洪洞高速水流问题的研究和发展，科学合理的设置掺气减蚀设施，对泄洪洞边墙和底板起到了良好的保护作用，有效地解决了泄洪洞过流面的空蚀破坏问题。另外，对混凝土的高性能开展了广泛的研究，使用高性能水工混凝土衬砌已成为泄洪洞设计的总趋势。

（2）泄洪洞混凝土施工质量问题。泄洪洞混凝土施工除保证设计要求的技术参数外，混凝土的密实度和表面平整度是影响混凝土质量的关键所在，混凝土是否高强耐磨直接关系到泄洪洞运行的安危。事实证明，目前的施工质量无法满足高性能混凝土的发展与应用，施工技术和施工工艺需要不断进步和提升，以满足泄洪洞混凝土的设计性能和要求。