Туннельные водосбросы. Особенности туннельных водосбросов

У туннельного водосброса за водоприемником следует наклонный туннель или туннель, близкий к горизонтальному. Применяют туннельные водосбросы на высоконапорных, реже на средненапорных гидроузлах с использованием их в некоторых случаях в качестве водовыпусков или водоспусков и, как это указывалось выше, для пропуска воды в период строительства.

При проектировании туннельных водосбросов важнейшими являются вопросы выбора высотного положения водоприемного отверстия, расположения на трассе туннеля затворов и установления гидравлического режима работы участков туннеля. При погружении под уровень верхнего бьефа входного отверстия туннеля водосброс одновременно является водовыпуском для сработки водохранилища в целях срезки пика паводка или водоспуском - для опорожнения водохранилища. С заглублением входного отверстия увеличивается давление на затвор, перекрывающий туннель; растет нагрузка на конструкции затвора; увеличивается сила трения в опорах; возрастает требуемая грузоподъемность механизмов маневрирования затворами, имеющая некоторый предел (отвечающий уровню развития затворостроения). Таким образом имеется ограничение глубины погружения отверстия водосброса, при которой возможно маневрирование глубинным затвором: при глубоком расположении входного отверстия открывать затвор можно только после сработки через выше расположенный водовыпуск до некоторой отметки уровня воды в водохранилище. Например, на рис. 17.12 туннели при расположении их на глубине 180-200 м после пропуска строительных расходов не могут быть использованы как водосбросы, поскольку затворы узла 2 могут открываться лишь при частично сработанном водохранилище. В данном случае нижний туннель на рис. 17.12, а используется как водовыпуск, на рис. 17.12, б строительный туннель перекрыт наглухо бетонной пробкой 7 и его низовой участок входит в состав водосбросного туннеля.

Рис. 17.12 Туннельные водосбросы высоконапорного гидроузла:
а - с глубинным водоприемником и туннелем для пропуска строительных расходов и опорожнения водохранилища; б - с поверхностным водоприемником и использованием низового участка строительного туннеля; 1 - шахта управления затворами; 2 - затворные камеры и помещения управления затворами туннелей первого яруса; 3 - водосбросной туннель; 4 - концевой участок туннельного водосброса выполненный в виде быстротока; 5 - туннели для пропуска строительного расхода; 6 - поверхностный водоприемник; 7 - бетонная пробка

Существенное влияние на условия работы облицовки туннеля (нагрузку на облицовку) имеет расположение затворной камеры. Нагрузка на облицовку до затворной камеры, т. е. на участке, где туннель является напорным, определяется величиной заглубления данного сечения под уровень верхнего бьефа, за затворной камерой при напорном течении в туннеле нагрузка определяется превышением над данным сечением пьезометрической линии и величиной пульсационной составляющей силы давления. Если основные затворы устанавливаются в выходном отверстии, то туннель будет напорный по всей трассе.

Весьма важно правильно принять заполнение водой сечения безнапорного туннеля, поскольку при отсутствии надлежащего запаса возможно непредусмотренное «занапоривание» туннеля, что приведет к тяжелому неустойчивому, то безнапорному, то напорному режиму течения. Предварительно степень заполнения туннеля по площади   следует принимать по рекомендации ВСН 38-70.

Здесь  - площадь живого сечения;  - площадь сечения туннеля.

Головная часть туннельного водосброса обычно выполняется без подводящего канала в виде водоприемника одного из возможных типов (см. рис. 17.1 и 17.2). Наиболее удобен в эксплуатации в составе туннельного водосброса поверхностный водоприемник с прямым водосливом (см. рис. 17.1, д).