6第六章溢洪道.ppt

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1、第一节第一节 概述概述第二节第二节 正槽溢洪道正槽溢洪道第三节第三节 侧槽溢洪道侧槽溢洪道第四节 非常溢洪道一、一、河岸溢洪道的类型河岸溢洪道的类型1.正槽式溢洪道正槽式溢洪道特点：水流平顺，泄水能力强，结构简单，常用。特点：水流平顺，泄水能力强，结构简单，常用。适用：岸边有合适的马鞍形山口时，此时开挖量最小。适用：岸边有合适的马鞍形山口时，此时开挖量最小。2.侧槽式溢洪道侧槽式溢洪道特点：水流过堰后，转向约特点：水流过堰后，转向约90，进入泄水槽。，进入泄水槽。适用：水流条件复杂，水面极不平稳，结构复杂，对大坝有影适用：水流条件复杂，水面极不平稳，结构复杂，对大坝有影响。响。3.井式溢洪道井

2、式溢洪道特点：是管流，泄水能力低，水流条件复杂，易出现空蚀，特点：是管流，泄水能力低，水流条件复杂，易出现空蚀，应用较少。应用较少。一、一、河岸溢洪道的类型河岸溢洪道的类型4.虹吸式溢洪道虹吸式溢洪道特特点点：结结构构复复杂杂，不不便便检检修修，易易空空蚀蚀，超超泄泄水水能能力力小小。用用于于中中小型工程。如图小型工程。如图一、正槽式溢洪道的组成一、正槽式溢洪道的组成（一）（一）进水渠进水渠平面布置平面布置 长度尽量短，轴线尽量平直，最好为直轴线，如（渠宽足够长的直线段，保证正向进水。堰前进口为喇叭形。横断面横断面 应足够大，以减小流速，减小水头损失，一般流速为12m/s。断面形状为梯形，应注

3、意边坡稳定。做好衬砌，减小糙率。纵断面纵断面 底坡采用逆坡或平坡，渠底高程要低于堰顶高程。二、控制段二、控制段（一）溢流堰的形式（一）溢流堰的形式 溢流堰通常选用宽顶堰、实用堰，有时也是用驼峰堰、折线形堰。溢流堰的体形应尽量满足增大流量系数，在泄。宽顶堰宽顶堰 实用堰实用堰驼峰堰驼峰堰折线形堰折线形堰宽顶堰宽顶堰宽顶堰的特点是结构简单，施工方便，但流量系数较低。（图1）实用堰实用堰 实用堰与宽顶堰相比较，实用堰的流量系实用堰与宽顶堰相比较，实用堰的流量系数比较大，在泄量相同的条件下需要的溢流前数比较大，在泄量相同的条件下需要的溢流前缘较短缘较短。（图。（图2）驼峰堰驼峰堰 驼峰堰是一种复合圆弧

4、的溢流低堰，堰面驼峰堰是一种复合圆弧的溢流低堰，堰面由不同半径的圆弧组成，如图由不同半径的圆弧组成，如图6-9所示。其流量所示。其流量系数可达系数可达0.42以上，设计与施工简便，对地基的以上，设计与施工简便，对地基的要求低，适用于软弱地基。要求低，适用于软弱地基。（图（图3）（图3）折线形堰折线形堰 堰顶高程堰顶高程 中中、小小型型水水库库溢溢洪洪道道，特特别别是是小小型型水水库库溢溢洪洪道道常常不不设设闸闸门门，堰堰顶顶高高程程就就是是水水库库的的正正常常蓄蓄水水位位；溢溢洪洪道道设设闸闸门门时时，堰堰顶顶高高程程低低于于水水库库的的正正常常蓄蓄水水位位。堰堰顶顶是是否否设设置置闸闸门门，

5、应应从从工工程程安安全全、洪洪水水调调度度、水水库库运运行行、工工程程投投资资等等方方面面论论证证确确定定。侧侧槽槽式式溢溢洪洪道道的的溢溢流堰一般不设闸门。流堰一般不设闸门。折线形堰折线形堰胸墙胸墙当当水水库库水水位位变变幅幅较较大大时时，常常采采用用带带胸胸墙墙的的溢溢流流堰堰。这这种种布布置置型型式式，可可以以减减小小闸闸门门尺尺寸寸，在在较较低低库库水水位位时时开开始始溢溢流流，提提高高水水库库汛汛前前限限制制水水位位，充充分分发发挥挥水水库库效效益益。但但在在高高水水位位时时其其超超泄泄能能力力不不如如开开敞敞式溢洪道。式溢洪道。三、泄槽三、泄槽泄槽的底坡常大于水流的临界坡泄槽的底坡

6、常大于水流的临界坡泄槽的平面布置在平面上宜尽可能采用直线、泄槽的平面布置在平面上宜尽可能采用直线、等宽、对称布置等宽、对称布置泄槽在平面上需要设置弯道时泄槽在平面上需要设置弯道时,弯道段宜设置在弯道段宜设置在流速小、水流比较平稳、底坡较缓且无变化部流速小、水流比较平稳、底坡较缓且无变化部位位(图图4）泄槽的纵剖面泄槽的纵剖面泄槽的纵剖面应尽量按地形、地质以及工程量少、泄槽的纵剖面应尽量按地形、地质以及工程量少、结构安全稳定、水流流态良好的原则进行布置。结构安全稳定、水流流态良好的原则进行布置。常用的纵坡为常用的纵坡为1 155，有时可达，有时可达10101515，坚，坚硬的岩石上可以更大，实践

7、中有用到硬的岩石上可以更大，实践中有用到1 1 1 1的。的。（图（图5 5）泄槽的横剖面泄槽的横剖面泄泄槽槽横横剖剖面面形形状状在在岩岩基基上上多多做做成成矩矩形形或或近近似似于于矩矩形形，以以使使水水流流均均匀匀分分布布和和有有利利于于下下游游消消能能，边边坡坡坡坡比比大大约约为为1:0.11:0.3；在在土土基基上上则则采采用用梯梯形形，但但边边坡坡不不宜宜太太缓缓，以以防防止止水水流流外外溢溢和和影影响响流流态态，大大约约为为1:11:2。掺气水深掺气水深hb（m）可用下式估算可用下式估算外墙水面与中心线水面的高差外墙水面与中心线水面的高差h 泄槽的横剖面泄槽的横剖面为为消消除除弯弯道

8、道段段的的水水面面干干扰扰，保保持持泄泄槽槽轴轴线线的的原原底底部部高高程程、边边墙墙高高程程等等不不变变，以以利利施施工工，常常将将内内侧侧渠渠底底较较轴轴线线高高程程下下降降，而而外外侧侧渠渠底底则抬高，如图（则抬高，如图（6）所示）所示。图（图（6）四、消能防冲设施 河岸式溢洪道一般采用挑流消能或底流消能。河岸式溢洪道一般采用挑流消能或底流消能。挑流消能一般适用于较好岩石地基的高、中挑流消能一般适用于较好岩石地基的高、中 水头枢纽。为避免在挑流水舌的下面形成真空，水头枢纽。为避免在挑流水舌的下面形成真空，影响挑距，应采取通气措施影响挑距，应采取通气措施 。（图（图7）一、侧槽溢洪道的布置

9、特点一、侧槽溢洪道的布置特点 组组成成：由控制段、侧槽、泄槽、消能防冲设施和出水渠等部分。适适用用条条件件：一般适用于坝址山头较高、岸坡较陡、岩石坚固而泄量较小的情况。这种型式的溢洪道多用于中小型工程。特特点点：溢流堰可采用实用堰，堰顶一般不设闸门。根据地形、地质条件，堰后可以是开敞明槽，也可以是无压隧洞，也可利用施工导流隧洞，如图所示。侧槽溢洪道与正槽溢洪道的主要区别在于侧槽部分，其它部分基本相同。一、侧槽溢洪道的布置特点一、侧槽溢洪道的布置特点二、侧槽设计二、侧槽设计（一）（一）侧槽横断面侧槽横断面侧槽横断面形状宜做成窄深式。当过水断面积相同的情况下，窄深断面比宽浅断面节省开挖量，而且窄深

10、断面容易使侧向进流与槽内水流混合，水面较为平稳。靠岸一侧的边坡在满足水流和边坡稳定的条件下，以陡为宜，一般采用1：0.5左右为宜，溢流堰一侧，溢流曲线下部的直线段坡度（即溢流边坡），一般可采用1：0.51：0.9。由于侧槽内的流量是沿流向不断增加的，所以侧槽底宽亦应沿水流方向逐渐增加。起始断面底宽b0与末端断面底宽bl的比值对侧槽的工程量影响很大。一般b0/bl越小，则侧槽的开挖量越省，但槽底挖得较深，调整段（的工程量也相应增加。所以，应根据地形、地质条件确定比较经济的b0/bl值，通常b0/bl采用11/2，其中b0的最小值应满足开挖设备和施工要求，bl一般选用与泄槽底宽相同。（二）侧槽的纵

11、剖面（二）侧槽的纵剖面（1）槽槽底底纵纵坡坡：侧槽应有适易的纵坡以满足泄水能力的要求。由于槽中水流处于缓流状态，因而侧槽的纵坡比较平缓，但如果槽底纵坡过缓，将使侧槽上游段水面壅高过多而影响过堰流量。但如果过陡，又会增加侧槽下游段的开挖深度。初步拟定时可采用0.010.05。具体数值可根据地形和泄量大小选定。（2）槽槽底底高高程程：槽底高程加槽内水深等于水面高程，水面过高将淹没堰顶影响过堰流量。所以，确定槽底高程的原则应该是在不影响溢流堰过流能力的条件下，尽量采用较高的槽底以减少开挖方量。（二）侧槽的纵剖面（二）侧槽的纵剖面根根据据实实验验，若若槽槽内内水水面面线线在在侧侧槽槽始始端端最最高高点

12、点超超出出溢溢流流堰堰顶顶的的高高度度hshs（图图6-296-29）不不超超过过堰堰顶顶水水头头H H的的0.50.5倍倍时时，可可以以认认为为对对整整个个溢流堰来说是非淹没的。溢流堰来说是非淹没的。（二）侧槽的纵剖面（二）侧槽的纵剖面为为了了减减少少挖挖方方，常常以以hs=0.5H确确定定侧侧槽槽始始端端的的水水位位。根根据据该该水水位位减减去去水水深深可可得得槽槽首首底底部部高高程程。槽内各断面水深槽内各断面水深则根据侧槽末端的水深则根据侧槽末端的水深hl向上游逐段推算而得。向上游逐段推算而得。为为了了使使水水流流平平顺顺地地进进入入泄泄槽槽，常常在在泄泄槽槽与与侧侧槽槽之之间间设设水水

13、平平调调整整段段。其其长长度度L=(23)hk。由由缩缩窄窄槽槽宽宽的的收收缩缩段段或或用用调调整整段段末末端端底底坎坎适适当当壅壅高高水水位位，使使水水流流在在控控制制断断面面形形成成临临界界水水流流，而而后后泄入泄槽。泄入泄槽。作作用用：在在建建筑筑物物运运行行期期间间可可能能出出现现超超过过设设计计标标准准的的洪洪水水，由由于于这这种种洪洪水水出出现现机机会会极极少少，泄泄流流时时间间也也不不长长，所所以以在在枢枢纽纽中中可用结构简单的非常溢洪道来渲泄。可用结构简单的非常溢洪道来渲泄。类型：漫流式、自溃式、爆破引溃式三种类型：漫流式、自溃式、爆破引溃式三种一、漫流式非常溢洪道一、漫流式非

14、常溢洪道这种溢洪道与正槽溢洪道类似，将堰顶建在准备开始溢流的水位附近，而且任其自由漫流。这种溢洪道的溢流水深一般较小，因而堰长较大，多设于垭口或地势平坦之处，以减少土石方开挖量。如大伙房水库为了渲泄特大洪水，1977年增加了一条长达150m的漫流式非常溢洪道。二、自溃式非常溢洪道二、自溃式非常溢洪道这这种种形形式式的的溢溢洪洪道道是是在在非非常常溢溢洪洪道道的的底底板板上上加加设设自自溃溃堤堤，堤堤体体可可根根据据实实际际情情况况采采用用非非粘粘性性的的砂砂料料、砂砂砾砾或或碎碎石石填填筑筑，平平时时可可以以挡挡水水，当当水水位位达达到到一一定定高高程程时时自自行行溃溃决决，以以渲渲泄泄特特大

15、大洪洪水水。按按溃溃决决方方式式可可分分为为溢溢流流自自溃溃和和引引冲冲自溃两种形式。如图自溃两种形式。如图6-30、6-31所示。所示。溢溢流流自自溃溃式式构构造造简简单单、管管理理方方便便，但但溢溢流流缺缺口口的的位位置置和和自自溃溃时时间间无无法法进进行行人人工工控控制制，有有可能溃坝提前或滞后。可能溃坝提前或滞后。二、自溃式非常溢洪道二、自溃式非常溢洪道一一般般用用于于自自溃溃坝坝高高度度较较低低，分分担担洪洪水水比比重重不不大大的的情情况况。当当溢溢流流自自溃溃坝坝较较长长时时，可可用用隔隔墙墙将将其其分分成成若若干干段段，各各段段采采用用不不同同的的坝坝高高，满满足足不不同同水水位

16、位的的特特大大洪洪水水下下泄泄，避避免免当当泄泄量量突突然然加加大大时时给下游造成损失。给下游造成损失。引引冲冲自自溃溃式式是是在在自自溃溃坝坝的的适适当当位位置置加加引引冲冲槽槽，当当库库水水位位达达到到启启溃溃水水位位后后，水水流流即即漫漫过过引引冲冲槽槽，冲冲刷刷下下游游坝坝坡坡形形成成口口门门并并向向两两侧侧发发展展，使使之之在在较短时间内溃决。在工程中应用较广泛。较短时间内溃决。在工程中应用较广泛。三、爆坡引溃式非常溢洪道三、爆坡引溃式非常溢洪道爆爆破破引引溃溃式式溢溢洪洪道道是是当当需需要要泄泄洪洪时时引引爆爆预预埋埋的的炸炸药药，使使非非常常溢溢洪洪道道的的坝坝体体形形成成一一定定尺尺寸寸的的爆爆破破漏漏斗斗，形形成成引引冲冲槽槽，通通过过坝坝体体引引冲冲作作用用使使其其在在短短时时间内迅速溃决，达到泄洪目的。间内迅速溃决，达到泄洪目的。由由于于非非常常溢溢洪洪道道的的运运用用机机率率很很小小，实实践践经经验验还还不不多多，目目前前在在设设计计中中如如何何确确定定合合理理的的洪洪水水标标准准、非非常常泄泄洪洪设设施施的的启启用用条条件件及及各各种种设设施施的的可可靠靠性性等等，尚待进一步研究解决。尚待进一步研究解决。