前言

近十年，我国水电工程界已建成或正在建设一批高坝大型水力发电工程，坝高达200～300m，有的甚至超过300m，其泄洪洞的上下游水位差达250m，单宽泄量接近300m3/s，流速达到50m/s量级，具有名副其实的“大泄量、特高水头、超高流速”特点，高速水流的防空化空蚀、窄河谷的消能防冲等问题十分突出，泄洪洞掺气减蚀设计、洞内消能设计、抗蚀抗磨混凝土配合比研制及优选、混凝土施工中温控防裂、高水头大孔口闸门设计和雾雨防护等具有极高的技术难度，需要攻克大量的技术难题。

为系统总结工程中解决高水头、大泄量泄洪洞诸多技术难题所取得的设计、研究、建设及运行等新理论、新技术、新方法和新成果，交流工程设计、研究及运行经验，完善水电工程泄洪建筑物设计理论和提高工程实践水平，中国水力发电工程学会水工及水电站建筑物专业委员会于2018年4月举办了全国水电工程高水头、大泄量泄洪洞设计与工程实践学术研讨会。会议收集了建设与管理、设计与实践、试验与研究、材料与修复等方面的论文28篇。

锦屏一级、溪洛渡、小湾、双江口等工程泄洪洞均面临泄洪流速50m/s量级的技术挑战，工程设计及建设采用了适合于本工程特点的泄洪布置、防空化空蚀措施。锦屏一级、溪洛渡、小湾等工程泄洪设施均已完建并投入运行，这类工程主要在明流洞段采用了合适的掺气减蚀措施，较为满意地解决了50m/s量级泄洪流速的技术难题；双江口工程采用了压力洞段洞内消能和明流洞段掺气减蚀相结合的综合措施。总结上述工程建设经验，解决高水头、大泄量泄洪问题，需要在水力学设计、结构设计和施工建设等各个方面都采取针对性的、强有力的工程措施。在水力学设计方面，主要采用全断面、全洞段充分掺气和出口挑流消能技术，在泄流出口，有的采用燕尾挑坎体形解决了窄河谷泄洪洞出口挑流消能和下游河道防冲问题，有的采用“龙落尾”布置方式减少了高流速洞段的长度、减轻了高流速带来的风险；在结构设计方面，一般采用低掺硅粉、高掺粉煤灰、低热水泥等复合胶材配制技术，优选多性能协调的抗冲磨混凝土；在施工建设方面，研制了高性能混凝土施工装备和成套技术，采取温控防裂技术及相应的施工工艺，有效提升了体形精度和平整度，避免产生高速水流空蚀破坏。上述这些措施的合理组合，是解决高流速泄洪洞空化空蚀和河道消能防冲难题的关键。现场原型观测与模型试验对比成果显示，实际水流掺气效果远好于模型试验成果，但洞内风速较模型试验大为增加，泄洪雾化较模型试验要严重得多，这就要求我们在调整模型试验有关相似参数的同时，还要特别重视通气的设计，防止因为通气不足导致掺气减蚀措施得不到充分发挥。

工程实践经验也表明，由于模型试验与实际泄洪存在一定差异，特高流速泄洪洞运行中存在不确定因素等，设计阶段需研究设置合适的修补通道和修补设施，运行阶段需采取“泄洪期间巡查、泄洪间隙普查、及时诊断消缺”的维护管理策略，以确保超高水头、大泄量泄洪洞运行安全。

这次会议收集的论文虽然篇幅不多，但所收录的论文多以问题为导向，以实际工程设计、试验和监测资料为基础，深入研究了业内同仁最为关注的技术问题。为此，我们相信，本论文集的出版对于推动我国高坝工程泄洪洞设计、研究、建设及管理技术的发展具有重要的理论意义和实践价值，也必将给从事高坝工程泄洪洞设计及相应工程建设的技术人员提供有益的借鉴和参考。

作者

2018年6月