河岸开敞式溢洪道设计大纲

32010水利水电工程技术设计阶段河岸开敞式溢洪道设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1998年8月_____________ 工程技术设计阶段河岸开敞式溢洪道设计大纲主编单位:主编单位总工程师：参编单位:主要编写人员：软件开发单位：软件编写人员：_______ 勘测设计研究院______ 年—月目次1. 引言. (4)2. 设计依据文件和规范. (4)3. 基本资料. (5)4 设计原则与假定. (6)5. 水力设计. (7)6. 结构设计. (10)7. 地基及边坡处理. (13)8. 观测设计. (16)9. 专题研究. (19)10. 工程量计算. (20)11. 应提供的设计成果. (20)(1) 12-78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准和补充规定（山区、丘陵区部分）（试行）;(2) 217—87 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（平原、滨海部分）（试行）；⑶ 50201-94⑷ 341-89防洪标准；溢洪道设计规范;⑸20-78 ①水工钢筋混凝土结构设计规范（试行）；⑹ 47-94水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范;②(7) 10-78水工建筑物抗震设计规范（试行）；(8) 62-94水工建筑物水泥灌浆施工技术规范；(9) 57-85水利水电地下工程锚喷支护施工技术规范；(10) 46-94水工预应力锚固施工规范；水利水电工程设计工程量计算规定（试行）。

①范本是按SDJ20-78编写的，如用新规范②范本是按SDJ 10-78编写的，如用新规范SL/T191-96（或DL/T5057-1996），则有关内容需作相应修改。

DL 5073-1997，则有关内容需作相应修改。

1引言____ 工程位于 ,是以为主，等综合利用的水利水电枢纽工程。

正常蓄水位m ，最大坝高m ，总库容亿m 3，电站总装机容量，保证出力 : 年发电量• h。

本工程可行性研究报告于年月审查通过，选定坝址为，坝线为 , 枢纽布置为 ,坝型为 ,泄洪建筑物有、、 ,其尺寸分别为_m_、m,相应进口高程m 、m 、m 。

2设计依据文件和规范2.1 有关本工程的文件（1） __ 工程可行性研究报告；（2） __ 工程可行性研究报告审批文件;（3）技术设计任务书；（4）可行性研究阶段中间报告及审批文件;（5）专题报告。

2.2 主要设计规范水规设字第8号文(11)(88)3.1 溢洪道控制点座标和轴线方位角可行性研究阶段，选定的溢洪道控制点座标为X =m , Y = m ;溢洪道轴线方位角为 _____ 。

3.2 工程等级及建筑物级别根据可行性研究成果，本工程为等工程，溢洪道为级建筑物。

3.3设计洪水标准及入库洪峰流量 校核洪水重现期 a ，入库洪峰流量Q = m 溢流堰型式、堰顶高程及宽度、反弧末端高程及纵坡根据可行性研究成果，溢流堰为 __ 堰，堰顶高程为 m，堰顶宽度为m ，反弧末端高程 m ，纵坡i =%。

3.5 下泄流量及相应上、下游水位根据可行性研究阶段调洪演算资料：设计下泄流量 Q = _也3,相应库水位 _也，相应下游水位 _m ; 校核下泄流量 Q = _也3,相应库水位 _」，相应下游水位 _m 。

3.6 坝址区地形、地质资料⑴ 坝址区地形图（1/1000〜1/2000）。

⑵坝址区地质平、剖面图 （1/1000〜1/500）。

⑶溢洪道轴线地质纵、横剖面图 （1/1000〜1/500）。

（4） 溢洪道工程地质报告。

（5） 溢洪道基础岩石物理力学指标： 1） ___________基岩容重3；2） _______________ 允许抗压强度 ; 3） _______________ 允许抗拉强度 ;4） _______________________ 弱风化岩体：变形模量 __________ ;弹性模量 ;泊桑比5） _____________________________ 溢洪道基础岩体的单位吸水量 ;渗透系数 ; 6）基岩物理力学指标，见表 1;7） 软弱夹层和裂隙、断层的分布；8） ___________________ 河床岩体抗冲流速 。

3基本资料设计洪水重现期 ，入库洪峰流量 Q =3.43.7 有关闸门门槽及启闭机布置和荷载资料3.8 水流泥沙(1)年均输沙量 ____ 万t，含沙量(2) 推移质含量% ，悬移质含量%(3) _____________ 泥沙容重1干容重(4) 泥沙颗粒级配曲线;(5) 矿物成分。

3.9 建筑材料3.9.1 混凝土(I) 强度C ____ ；⑵容重 ______ 3;(3) 线膨胀系数_____ C-1;(4) 允许抗压强度;(5) 允许抗拉强度______ ;(6) 泊桑比_____ ;(7) 弹性模量;(8) 抗渗标号S ;(9) 抗冻标号D _____ ;(10) 抗磨损强度(m 2• h)①；(II) 抗空蚀强度—(m 2• h)①。

3.9.2 钢筋(1) 钢筋品种_____ ;(2) 弹性模量_____ ;(3) 抗拉强度。

3.10 可行性研究阶段水工模型试验资料(1) 枢纽整体水工模型试验报告；(2) 溢洪道水工模型试验报告。

4设计原则与假定①单位可能有误，请使用者核实一一编者4.1 设计原则(1) 复核可行性研究阶段的设计成果。

(2) 河岸开敞陡槽式溢洪道除执行本《大纲》外，还应符合有关规程、规范、标准的规定和要求。

(3) 溢洪道为水利水电枢纽工程渲泄洪水之永久建筑物，应充分考虑其频繁运行的特殊性和维护检修的可能性。

(4) 设计前应注重深入现场，调查研究，认真收集和分析研究有关水文、泥沙、地形地貌、地质、施工条件等设计资料。

(5) 大型或水力条件较复杂的中型溢洪道，应做整体水工模型试验，以论证其布置及水力设计的合理性。

4.2 设计假定(1) 溢洪道结构设计，一般情况按平面问题考虑，并应以建基面的抗滑稳定及应力条件确定。

如溢洪道深层基础有影响溢洪道稳定的软弱结构面，应复核其深层抗滑稳定性。

(2) 溢洪道断面应由基本荷载组合控制，由特殊荷载组合复核。

(3) 溢洪道抗滑稳定按刚体极限平衡法抗剪断强度或抗剪强度公式计算，断面应力按材料力学方法计算。

(4) 根据溢洪道不同的部位和受力特点，采取不同的计算方法以全面准确地分析和反映溢洪道的工作性态。

5水力设计5.1 溢洪道泄量复核计算开敞式幕曲线实用堰的泄流能力可按公式(1)计算:Q C?m? ? m?B.2gHj5(1)式中：Q――流量，m3;B――溢流堰总宽度，mH――计入行进流速的堰顶水头，m对高堰H0;对低堰H)a o • V o2/2g ;V o 行进流速，；a o――动能修正系数，可近似地取为 1 ；H――堰上水头，m计算断面可取在堰前(3〜6)H o处；g——重力加速度，2；m――流量系数，可根据试验提供或参照《溢洪道设计规范》附表 1 —3选用；C――上游面坡度影响修正系数，可参照《溢洪道设计规范》附表 1 —4选用；当上游面为铅直时，1.0 ；£ ――收缩影响系数，根据闸墩墩头形状及位置、闸墩宽度，闸孔数目，堰上水头及相对堰高等因素选定；淹没系数，视泄流的淹没程度参照有关水力计算手册等选用，不淹没时b1。

5.2 泄槽段水面线复核计算5.2.1 泄槽段起始断面水深计算计算泄槽水面线时，应从渐变流起始断面算起。

当泄槽与上游实用堰采用反圆弧曲线连接时，则从反弧末端收缩断面算起；当泄槽与宽顶堰连接时，可近似从连接点以下3(为临界水深)处算起。

起始断面水深hi可按公式(2)计算：h i q/( , 2g(H o h i cos )) (2)式中：q ----- 计算断面单宽流量，H7(s • m);H)――计算断面渠底以上的总水头，m0 ――泄槽底板与水平面的夹角，(° )；0――考虑从进口到计算起始断面间沿程和局部阻力损失的流速系数。

5.2.2 泄槽段沿程水面线的计算(1) 泄槽段沿程水深计算泄槽段沿程水面线可按公式(3)进行计算：△ S= ()/() ⑶式中：△ S――计算流段长度，m――△ S流段的下游断面的断面比能，m;――△ S流段的上游断面的断面比能，m；J――流段的平均水力坡度；i ――泄槽段纵坡。

(2) 泄槽段沿程波动及掺气水深计算波动及掺气水深可按公式(4)进行计算：=(1+ Z・100)h (4)式中：h——不计入波动及掺气的水深，m;——计入波动及掺气的水深，mV――不计入波动及掺气的计算断面上的平均流速，；Z ――修正系数，一般为1.0〜1.4，视流速和断面收缩情况而定，当流速大于20时, 宜采用较大值。

(3) 沿程水面线计算成果表，见表2523 消能防冲的计算⑴消能防冲标准(P = %):相应溢洪道泄量Q= _m_3,下游水位为_m(2) 消能型式一般采用挑流消能，并选择合适的挑流鼻坎的型式，以减少冲刷深度。

(3) 当消能型式适合采用底流消能时，消力池长度应按下列公式计算：F r V/「gh式中：——水流沸汝德数；V――跃前平均流速，；h'—跃前水深，m g 重力加速度,当》4.5，护坦上不设辅助消能工时，消力池长度L为：6(h 〃’)(6)式中：h〃——跃后共扼水深，m当>4.5，消力池首断面V <16〜18,护坦上可设梳流坎、消力墩及尾坎时：(2.3 〜2.8)h 〃(7)当>4.5，消力池首断面V >16〜18,护坦上可设梳流坎及尾坎，不设消力墩时:(3.2 〜4.3)h 〃(8)5.3 水流空化数计算水流空化数可按公式(9)进行计算：h o h a h vV02/ 2g式中：c——水流空化数;ho——计算断面处的时均动水压力水柱高，m计算断面处的大气压力水柱高，m；对不同高程按(10.33900)估算，Z为海平面以上高度;――水的汽化压力水柱高，m；可参照341-89附录二附表2-1数值采用；(9)V2o/2g ――计算断面的平均流速水头，m。

5.4 绘制库水位与下泄流量关系曲线6结构设计6.1 一般规定(1) 溢洪道的结构设计，应根据布置、水力设计、地基及运用条件，结合防渗、排水、止水及锚固等工程措施，保证工程安全，选用经济合理的结构型式及尺寸。

(2) 进水渠底板、泄槽底板、挑流鼻坎、护坦及贴坡式边墙等，必要时可按弹性地基上的板或梁进行内力计算，根据20-78并参照类似工程经验配筋。

(3) 溢洪道建筑物设置锚筋时，锚筋孔一般按梅花型布置，孔距、孔深及抗拔力应经计算并参照类似工程的经验确定，必要时应进行锚筋抗拔试验。

(4) 溢洪道的混凝土结构计算不考虑温度应力，可根据当地的气候条件、结构特点、地基约束等因素，采取必要的结构措施和施工措施。