水工建筑物——河岸溢洪道

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6-1 溢洪道的认知

6-1   溢洪道的认知

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水工建筑物
二、过流特点 ★正槽溢洪道的过流特点: 1.过堰水流方向与泄槽的水流方向一致(溢流堰的轴线与泄 槽的轴线正交)。 2.水流平顺,超泄能力大,运用安全可靠。 3.结构简单,施工方便。 4.开挖工程量大。 ★侧槽溢洪道的过流特点: 1.水流过堰后约转 90°再经泄槽下泄。 2.水流紊乱(水流在侧槽中紊动,撞击很强烈)超泄能力小, (距坝头近,关系大坝的安全)运用不十分安全可靠。 三、适用条件 正槽溢洪道适用于有马鞍形垭口地形的大中型水库中。 侧槽溢洪道适用于两岸地势高,岸坡较陡的中小型水库中
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水工建筑物
(二)侧槽溢洪道由五部分组成:
●控制段:又叫侧堰或溢流堰,控制溢洪道的泄流能力。 ●侧槽:过堰水流约转90°经侧槽下泄,槽内水流紊乱。 ●泄槽:把侧槽水流快速送往下游。 ●消能设施:将泄槽末端水流的能量尽量消除掉,使之能平稳地
流入下游。
●出水渠:将消能后的水流比较平顺地泄入原河道中。
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★泄水建筑物分类:
开敞式 河岸式 溢洪道 河床式 封闭式 溢流坝
正槽式河岸溢洪道 侧槽式河岸溢洪道 井式河岸溢洪道 虹吸式河岸溢洪道
泄水建筑物
坝身泄水孔 深式泄水建筑物 水工隧洞 坝下涵管
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任务5、 河岸溢洪道的位置选择 一、安全方面 修建在坚固的岩石地基上,必须修在挖方上,两侧山体必 须保证稳定,水流进出口不宜离大坝太近。 二、经济方面 选择高程合适的马鞍形山口,开挖方量少,衬砌简单,出 水归河,冲毁农田要少。 三、施工运用方面 为管理运用方便,不宜离大坝太远,施工中要考虑出渣线 路、堆渣场地,最好开挖的土石料能用在修坝中,尽量避免与 其他建筑物施工相互干扰,例如要考虑爆破的影响等。

6河岸溢洪道-河海大学

6河岸溢洪道-河海大学
于地基条件差、泄量小的地形平缓的中小 型工程。
2、实用堰: m高,工程量小,施工复杂,适用于岸坡较陡
的大中型工程。
(1) 体型:标准WES、克-奥曲线、幂次曲线
(2) 低堰
(m P1 ) 为满足流量系数要求 Hd
P1 0.3
Hd
P2 0.5
Hd
(3) Hd的确定: Hd (0.65 ~ 0.85)Hmax
• 从水流条件讲:
a.水流通畅不影响其他建筑物;
b.控制堰上游应开阔,使堰前水头损失小; c.泄槽在平面上最好不设弯段,以避免离心力和冲击
波的影响; d.泄槽末端消能段应远离坝脚也不应影响通航建筑物
和水电站尾水。
• 从施工上讲:
a.充分利用开采出来的石渣; b.爆破开挖不影响相邻建筑物。
二、溢洪道各组成部分的设计 1.引水渠的设计 • 设计要求:
几何关系:
Fn1
v n1 gh1
收缩段(以减小工程量)
扩散段(减小单宽流量)
弯曲段(解决洪水归河问题)
挖方工程:深窄断面 填方工程:宽浅断面
达到经济目的
b.纵断面:陡坡。由陡至缓,以反弧连接;
由缓至陡,采用射流抛物曲线连接
c.横断面:岩基上为矩形;
土基上为梯形,但边坡不宜太缓;以防水流
外溢,一般取1:1-1:2。
底宽由泄流量确定;
1.轻型支墩坝,早期的薄拱坝;
也不是所有坝型都适合修建坝身溢洪道。如土坝、堆石坝。因此 河岸溢洪道适用于:
1.轻型支墩坝;
2.土石坝;
3.河谷狭窄;
4.泄量很大的水利枢纽,河床河岸同时布置,如第一、第二溢洪 道;
5.有天然垭口,在高程上合适,地质上抗冲能力强。如刘家峡水 电站,是我国最高最早的重力坝,采用了河岸溢洪道。

岸边溢洪道设计[详细]

岸边溢洪道设计[详细]

岸边溢洪道设计6.3.1溢洪道说明溢洪道其主要任务是泄洪,土石坝不允许水过坝顶,需要专门修建泄洪建筑物.根据本工程的地形条件,上游坝址左岸沿河流方向有一道呈现弧形的纵向凹槽,所以选择溢洪道设置在大坝左岸,为带胸墙孔口式岸边溢洪道.溢洪道由引渠段、 堰闸段、 泄槽段、 挑流鼻坎段组成. 6.3.2 溢洪道引水渠为了 使水流平缓,减小或不发生漩涡和翻滚现象,进口采用喇叭口,进口宽度 B=50米.设计流速4米/s,横断面在岩基上接近矩形,边坡根据稳定要求确定这里选择边坡坡度 为1:0.5;采用梯形断面,进水渠的纵断面做成平底.在靠近溢流堰前断区,由于流速较大,为了 防止冲刷和减少水头损失,可采用混泥土护面厚度 为0.5米. 6.3.3 控制段控制段包括溢流堰及两侧连接建筑物,溢流堰通常可以选择宽顶堰、实用堰、驼峰堰. 溢流堰的体形应尽量满足增大流量系数,溢流堰作用是控制泄流能力,本次设计采用实用堰,优点是流量大,在相同的泄流条件下需要的堰流前缘长,工程量小.采用弧形闸门.初步拟定堰顶高程H=设计洪水位—堰顶最大泄水位H 0 堰顶高程H=1838=1858.22—H 0,则H 0=20.22米 胸墙式孔口溢流堰形式的下泄流量Q 公式为:320=Q ε溢式中:ε ——闸墩侧收缩系数,0.9; 米——流量系数,0.48:; g ——重力加速度 ,9.81 2m/s ;B ——堰宽,12米;水位为设计洪水位1858.22米时,堰顶高程1838米,设计Q 溢=4645米3/s.则由上面公式计算得出的B=26.69米,取B=14米.计算取b=28米,孔口数2孔,弧形工作闸门取值14x19米(宽x 高).中墩厚3米,边墩宽1米,闸室宽度 =14x2+3+2x1=33米. 堰面曲线的确定开敞式堰面曲线,幂曲线按式(7-2)计算:1n n d x KH y -= (7-2)式中 Hd ——堰面曲线定型设计水头,对于上游堰高P1≥1.33Hd 的高堰,取Hd=(0.75~0.95)H 米ax,对于P1<1.33Hd 的低堰,取Hd=(0.65~0.85)H 米ax,H 米ax 为校核流量下的堰上水头. x 、y ——原点下游堰面曲线横、纵坐标; n ——与上游堰坡有关的指数,见表A.1.1;k ——当p1/Hd>1.0 时,k 值见表A.1.1,当P1/Hd ≤1.0 时,取k=2.0~2.2.本次设计Hd=0.8H 米ax=0.8x24.45=19.56米,P1=Hd=19.56=19.56,则引水渠底板高程为1818.44米.p2=0.6Hd~1.33Hd=18米.根据表A.1.1 确定堰面参数值:因为P1/.Hd=1,所以取K=2.2;其中n=1.85,R1=0.5Hd,a=0.175 Hd,R2=0.2 Hd,b=0.282 Hd.即公式1n n dx KH y -== 1.850.852.219.56x y =⨯ 可以得出 1.8527.55x y =上游段曲线采用三圆弧法,圆弧半径为:R 1=0.5H d =9.78米,R 2=0.2H d =3.912米,R 3=0.04H d =0.7824米.对应的水平范围为L 1=0.175 H d =3.432米,L 2=0.276 H d =5.40米,L 3=0.282 H d =5.52米.闸墩顶部高程=校核水位+安全超高=1862.55+0.41862.95米.图7-1控制段曲线图衔接面计算:1.直线段和堰面曲线切点xc,yc 确定.对 1.8527.55x y =求导,坡率为1:0.65,x=10.64,y=2.88.7.4.2.2泄流能力计算开敞式幂曲线WES 实用堰的泄流能力320m Q C δε= (7-6) 式中:Q——流量,米3/s;B ——溢流堰总净宽,米,定义B =nb ; b ——单孔宽度 ,米;C ——上游坡度 影响系数,上游铅直,C=1; H 0——堰上水头,米; 米——流量系数,取0.5; ε——收缩影响系数,取0.9;m δ——淹没系数,取1.33322110.90.52820.225074/m Q C m sδε==⨯⨯⨯⨯=5074>4645 米3/s (设计洪水情况,满足要求).7.5 泄槽设计正槽溢洪道在溢流堰后多用泄槽与消能防冲设施相连接,以便将过堰洪水安全泄向下游河道.河岸溢洪道的落差主要集中在这段.泄槽坡度 常大于临界坡度 ,所以又叫做陡槽.泄槽横断面宜采用矩形断面.当结合岩石开挖采用梯形断面时,边坡不宜缓于1︰1.5,并应注意由此引起的流速不均匀问题. 7.5.1 泄槽的平面布置及纵、横剖面泄槽在平面上应尽可能的采用直线、等宽对称布置.可以让水流平顺流入下游,而且这样结构简单,便于施工.实际中可以设置收缩短,减少工程开挖量和衬砌.出口设置扩散段减少单宽流量,有益于消能防冲,减少对河道的侵蚀.泄槽纵剖面设计主要是决定纵坡.泄槽纵坡必须保证泄槽中的水位不影响溢流堰自由泄流和在槽中不发生水跃,水流始终处于急流状态.所以纵剖i 必须大于临界坡度 ic,此种情况下,泄槽起点的水深等于临界hc,矩形泄槽ic 和hc 值如下:2c g Li ac B=⨯ (7-7)c h = (7-8)上式中:C —谢才系数,161C R n=•其中R 为水力半径(米),n-为粗糙系数,对于混凝土n=0.014~0.016; g —重力加速度 ,g=9.81米/s2; α—流速分布系数,取α=1.0; L —泄槽横断面湿周,米; B —水面宽度 ,米; q —单宽流量,米3/s. 泄水槽宽度 为:L=2×14+3+2×1=33米 单宽流量为:q=Q/B=7136/33=216.24米3/s临界水深:16.83c h m ===临界水力半径为:116616.83287.642216.8328117.64100.240.014c c c h B R mh B C R n ⨯===+⨯+=•=⨯=229.81330.00151100.2428c g L i ac B ⨯=⨯==⨯⨯ 由公式:213222423AQ R i nQ n i A R=•=采用混凝土护面n=0.014,h=hc 故 222244223371360.0140.003(2816.83)7.46Q ni A R ⨯===⨯⨯大于临界坡度 ,泄水槽内水流为明槽恒定急变流.为了 减小工程量,泄槽沿程可随地形、地质边坡,但变坡次数不宜过多,而且在两种坡度 连接处,要用平滑曲线连接,以免在变坡处发生水流脱离边壁引起负压或空蚀.,当坡度 由陡变缓时,需用反弧连接,流速大时宜选用较大值.边坡位置应尽量与泄槽在平面上的变化错开,尤其不要在扩散段变坡,泄槽变坡处易遭动水压力破坏.常用的纵坡为1%~5%,有时可达10%~15%,此工程地基为坚硬的岩基,可以陡些,取泄槽纵坡为5%;泄槽的横剖面,在岩基上接近矩形,以使水流分布均匀,有利于下游消能.7.5.1.2试算槽内正常水深h 的计算(坝下游收缩断面水深) 根据《水力学》(公式10-5)可知2132A Q R i n= i=0.05 可以得出试算表表7-5hc 试算结果Q 0 2942 4596.8 6459.2 6655.37 6853.1 7052.55 7253.558所以,下游反弧段断面正常水深hc=5.4米,泄槽起始底板高程为1822.7米. 根据《水工建筑物》溢洪道的相关设计要求,反弧半径可采用(3~6)h(h 为校核洪水位闸门全开时反弧最低点的水深),反弧R=(28.5~57),取40米 ,.圆心角=43.32°.7.5.1.3 推算水面曲线泄槽水面线由能量方程,用分段求和法计算:2222112112cos cos 22V V h h g g L i jααθθ-⎡⎤⎛⎫⎛⎫+-+⎢⎥⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦=- (7-13) 2243n VJ R =(7-14)式中:12L -—分段长度 米;h1、h2分段始末断面水深米; a1,a2,—流速分布不均匀系数取1.05;V1、V2—分段始末断面平均流速米/s; θ —泄槽底坡角度 i=tg θ ,θ=3°; J —分段内平均摩阻坡降;n —泄槽糙率系数n=0.014;V —分段平均流速米/s;R —分段平均水力半径米.在水位情校核况下计算h1,取溢流堰末端断面为开始计算断面,高程为:1822.7米, 校核洪水位到该断面的水位差为: 1862.45-1822.7=39.75米20.929.8139.725.1m/s Vc gh ==⨯⨯=17136h 8.623325.1c Q m BV ===⨯由溢洪道所处地形条件可知,溢洪道泄槽变坡断面处距离上游控制断面接近234.5米,由推算结果可知溢洪道进口处断面水深为8.7米,流速为24.9米/s;泄槽变坡处断面水深为7.7米,流速为28.1米/s.7.5.3 掺气减蚀水流沿泄槽下泄,流速沿程增大,水深沿程减小,即水流的空化数沿程递减,经过一段流程之后,就会产生水流空化现象.空化水流到达高压区,因空泡溃灭而使泄槽壁遭受空蚀破坏,抗空蚀措施有:掺气减蚀、优化体形、控制溢流表面的不平整度 和采用抗空蚀材料等.工程实践表明,临近固体边壁水流掺气,有利于减蚀和免蚀.掺气减蚀的机理很复杂,水流掺气可以使过水边界上局部负压消除或减轻,有助于制止空蚀的发生,空穴内含有一定量空气成为含气型空穴,溃灭时破坏力较弱;过水边界附近水流掺气,气泡对空穴溃灭的破坏力起一定的缓冲气垫作用.掺气设施主要包括两个部分:一是借助于低挑坎、跌坎或掺气槽,在射流下面形成一个掺气空间的装置;一是通气系统,为射流下面的掺气空间补给空气.掺气装置的主要类型有掺气槽式、挑坎式、跌坎式、挑坎与掺气槽联合式、跌坎与掺气槽联合式、此外还有突扩式和分流墩式等,该工程选择挑坎与掺气槽联合式,其水流流态比其他的几种较好.在掺气装置中,通过改变坎的形式和尺寸,可以改变射流下面掺气空间的范围,从而达到控制空气和水混合浓度的目的.挑坎高度为0.2米,挑角为7°,挑坎斜面坡度为1/10.跌坎高度一般在0.6米.由于地形原因,需要进行一次变坡.由缓坡变陡坡i=0.14.中间可以用抛物线连接.抛物线方程按公式:22tan(4cos)Oxy xk Hθθ=+式中:x,y:抛物线横纵坐标,泄槽末端为原点;θ为上端坡角;k:落差系数取k=1.3H:抛物线起始断面的比能;其中H按照公式计算H=h+av2/2g;h:抛物线起始断面的水深;v:抛物线起始断面的平均流速,米/s;a:动能修正系数,可以近似取1.y=0.05x+0.00495x2,推出关于x,y的曲线坐标值表7-3曲线坐标值推算表V 28.1 28.8 30.0 31.8 33.3 34.9C 94.2 93.9 93.4 92.8 92.3 91.8J 0.018 0.019 0.022 0.026 0.030 Es 47.9 49.9 53.2 58.4 63.0 68.3 ΔE 2.0 3.3 5.2 4.6 5.3 i-J 0.1224 0.1206 0.1176 0.1139 0.1101 ΔS(米) 16.1 27.4 44.0 40.1 48.1S总(米) 16.1 43.6 87.6 127.7 175.8溢洪道变坡进口断面的水深难为7.5米,流速28.8米/s,出口水深为6.2米.流速34.9米/s.7.5.4 边墙高度确定因为水流为急流,水深沿程下降,考虑摻气水深h b=(1+ζV/100)h安全加高取1米.,进口断面处边墙高度h=A+h bh b=(1+ζV/100)h+1=(1+1.2×24.9/100)×8.7+1=13米出口断面处边墙高度h=A+h bh b=(1+ζV/100)h+1=(1+1.2×28.1/100)×7.7 +1=12米h b=(1+ζV/100)h+1= (1+1.2×34.9/100) ×6.2+1=10米最终取边墙厚度取2.5米.7.5.5 泄槽的衬砌为了保护地基不受冲刷,岩石不受风化,泄水槽一定要做衬砌.对衬砌的要求如下:表面要光滑平整,以防止产生负压和空蚀;分缝止水可靠,以避免高速水流侵入底板以下,产生脉动压力引起破坏;排水系统要通畅,以减小底板扬压力.衬砌材料要能抵抗空蚀和冲刷,寒冷地区还应有一定的抗冻性.本溢洪道为Ⅱ级溢洪道,采用混凝土衬砌.混凝土的抗空蚀能力强,随其抗压强度增加而增加,因此容易产生空蚀的部位应采用高强度混凝土.衬砌厚度取0.4米.为了适应混凝土的变形,需要设置纵横分缝,缝距为10~15米取20米.泄水槽两侧的边墙横缝布置一般与底板一致,本身不设纵缝,多在边墙接近的底板上设纵缝. 衬砌纵横缝下必须设置排水沟,且相互连通,渗水由横向排水沟集中到纵向排水沟内排向下游,管周围填满1~2厘米的卵砾石.7.6 溢洪道消能设计从河岸溢洪道下泄的水流流速高、能量大,必须进行有效的消能,以避免冲刷下游河床和坝脚,危急工程安全.消能方式常用挑流和底流两种.在土基或破碎软弱岩基上的溢洪道,一般采用底流消能.但对泄流较小的,也可考虑采用挑流消能.本设计,考虑采用挑流消能.消能计算的目的是主要确定挑流射程和冲坑深度,并且确定冲刷坑是否危急主体建筑物的安全. 挑流消能反弧半径R 一般为(6~10)h ,h 为挑流鼻坎反弧最低点水深,近似取6.2米,R 取6h ≈38米 挑角为40度 .鼻坎顶高程=1797米.挑距:2111sin cos cos L v v g θθ⎡=+⎣式中 L ——自挑流鼻坎末端算起至下游河床床面的挑流水舌外缘挑距,米;θ——挑流水舌水面出射角,近似可取用鼻坎挑角,(°); h 1——挑流鼻坎末端法向水深,5米;h 2——鼻坎坎顶至下游河床高程差,米,如计算冲刷坑最深点距鼻坎的距离,该值可采用坎顶至冲坑最深点高程差;v 1——鼻坎坎顶水面流速,米/s ,可按鼻坎处平均流速v 的1.1 倍计.V1=1.1x28.1=38.3米/s;L=147.2米. 冲坑最大深度 为0.50.25t Kq H = 式(7-22)坎顶单宽流量q=Q/b =7136/33=216.24米/s H=1862.45-1795=67.45米 10.50.250.2521.1216.2467.4546.35t Kq Hm ==⨯⨯=为了 保证泄水建筑物不允许受冲坑影响,挑流消能设计应满足以下要求:2/4~5L t H -> (7-23)式中: H2——下游水深2/()147.2/46.3511 4.24L t H -=-=> 满足要求.8.1地基处理的主要要求地基处理的主要要求是:①控制渗流,减小渗流比降,避免管涌等有害的渗流变形,控制渗流量;②保持坝身和坝基的静力和动力稳定,不产生过大的有害变形,不发生明显的不均匀沉降,竣工后,坝基和坝体的总沉降量一般不宜大于坝高的1%;③在保证坝安全运行的条件下节省投资. 8.2地基的处理在坝趾处河床砂卵石覆盖层平均厚度 5—7米,出露岩性为大红峪组石英砂岩与板状粉细砂岩互层,岩石坚硬、构造简单、渗透性小.右岸已查明的小段层有6-7条,软弱夹层有13条;左岸山坡平缓,覆盖着31米厚的山麓堆积物,有断层一条.河床坝基岩石构造较为发育,开挖揭露出断层40余条,其中相对较大的有10多条.因此,在坝趾处开挖7米将河床砂卵石覆盖层清除并使河床平整并设置齿槽,对于较小的断层用用化学材料灌浆或做混凝土塞,对于较大的断层进行开挖回填混凝土处理.8.3岸坡的处理土坝的岸坡应清理为缓变的坡面,开挖边坡不宜太陡.岩石岸坡不宜陡于1:0.5~1:0.75.土坝岸坡不陡于1:1.5砂砾石坝壳部位的岸坡以维持自身岸坡稳定为原则.8.3帷幕灌浆帷幕深度是根据相对不透水层的位置确定的.按《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)要求,相对不透水层是按羽容值确定的.对 1 级坝相对不透水层为3~5 Lu,但考虑到黑河工程为供水工程,应尽量减少水库渗漏量,故相对不透水层按3 Lu 控制.根据灌浆试验和规范要求确定在坝基设两排帷幕孔,排距2 米,孔距2. 5 米.帷幕的厚度为排距再加0.6~0.7倍的孔距,设计为3. 6 米,全长645米,帷幕深度标准控制为单位吸水率≤3 Lu,初步确定灌浆孔深为42~68米.由于坝基1770.07米高程以下有一厚达20~30米的相对隔水层,因此帷幕下限不超过440米,左右岸坡帷幕应与地下水位衔接,左岸地下水位埋深70米左右,右岸地下水位埋深近80米.左岸坝肩为单排帷幕,帷幕长60米,向左接古河道防渗灌浆灌浆.右岸坝肩为单排帷幕,帷幕长163米.。

河岸溢洪道介绍

河岸溢洪道介绍
(二)自溃式非常溢洪道
(三)爆破引溃式非常溢洪道
二、破副坝泄洪
当水库没有开挖非常溢洪道的适宜条件, 而有适于破开的副坝时,可考虑破副坝的应急 措施,其启用条件与非常溢洪道相同。
这种溢洪道的泄槽轴线与溢流堰轴线垂直, 与过堰水流方向一致,过堰水流平顺稳定。
正槽溢洪道结构简单,施工方便,因而大中 小型工程广泛采用,特别是拦河坝为土石坝的水 库。
一、正槽式溢洪道的位置选择
溢洪道在水利枢纽中的位置选择,关系到工程的总 体布置,影响到工程的安全、工程量、投资、施工进度 和运用管理。其位置选择主要考虑以下因素:
第四节 井式溢洪道与虹吸式溢洪道
一、井式溢洪道
井式溢洪道通常由溢流喇叭口、渐变段、竖 井、弯段、泄水隧洞和出口消能段等部分组成。
二、虹吸式溢洪道
虹吸式溢洪道是一种封闭式溢洪道,封闭式 进口的前沿低于溢流堰顶。
第五节 非常溢洪设施
当校核洪水与设计洪水的泄流量相差较大时,应当考 虑设置非常泄洪设施。目前常用的非常泄洪设施有:非常 溢洪道和破副坝泄洪。
(二)控制段
控制段的主要作用是控制溢洪道的泄流能力, 它由溢流堰及其两侧的连接建筑组成,是控制溢 洪道泄流能力的关键部位。
1、溢流堰的形式 溢流堰通常选用宽顶堰、实用堰,有时也用
驼峰堰。
2、闸门的布置与选型 溢流堰可设闸门,也可不设闸门。
3、堰顶高程和孔口尺寸的确定 其设计方法与溢流坝相同。
(三)泄槽
正槽溢洪道在溢流堰后多用泄水陡ห้องสมุดไป่ตู้与出口 消能段相连接,以便将过堰洪水安全地泄向下游 河道。
1、泄槽的平面布置 泄槽在平面上宜尽量成直线、等宽对称布置,
使水流平顺,避免产生冲击波等不良现象。

河岸溢洪道介绍提纲资料(17页)

河岸溢洪道介绍提纲资料(17页)

•典型正常溢洪道示意图: •正槽 •侧槽 •井式 •虹吸
•桃曲坡水库
•1-溢流堰; 2-侧槽; 3-泄水槽; •4- 出口消能段;
•5-上坝公路; 6-土石坝
•典型正常溢洪道示意图: •正槽 •侧槽 •井式 •虹吸
•井式溢洪道
•1- 喇叭口; 2-渐变段; 3-竖井; •4- 隧洞; 5-混凝土塞
•●消能设施:将泄槽末端水流的能量尽量消除掉 , 使之能平稳 •地流入下游。 •●出水渠: 将消能后的水流比较平顺地泄入原河道中。
•( 二) 侧槽溢洪道由五部分组成:
•●控制段: 又叫侧堰或溢流堰 , 控制溢洪道的泄流能力。 •●侧槽: 过堰水流约转90 °经侧槽下泄 , 槽内水流紊乱 。 •●泄槽: 把侧槽水流快速送往下游。 •●消能设施:将泄槽末端水流的能量尽量消除掉 , 使之能平稳 •流入下游。 •●出水渠: 将消能后的水流比较平顺地泄入原河道中。
•河岸溢洪道••侧正槽槽溢溢洪洪道道•开敞式 •井虹式吸溢溢洪洪道• 封闭式
•三 、河岸溢洪道按作用不同可分为: • 正常溢洪道
•河岸溢洪道•非常溢洪道
•典型正常溢洪道示意图: •正槽 •侧槽 •井式 •虹吸
•小浪底水利枢纽
•1-进水渠; 2-溢流堰; 3-泄槽; 4-消力池; 5- 出水渠; •6-非常溢洪道; 7-土石坝
水库的多余洪水经引水渠进入控制段的平底宽顶堰后经泄水槽 下泄 ,过堰水流方向与泄槽的水流方向一致 ,再经挑流鼻坎消能后 进入尾水渠 , 与泄水洞的泄水汇合穿过灌溉输水渡槽最后回归原河 道。
•任务: ( 一) 陆浑水库溢洪道的类型 : 河岸溢洪道中的开敞

式正槽溢洪道。

(二)溢洪道的组成 : 引水渠 、 闸室控制段 、泄水槽

河岸溢洪道

河岸溢洪道
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东阳市横锦水库溢洪道
控制段,泄槽(陡槽)
消能段,尾水渠.
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(2)侧槽式溢洪道:水流经过溢流堰,泄入与堰大 致平行的侧槽后,在槽内转向约90°,经泄槽或泄水 隧洞流入下游。侧向进流,纵向泄流。
适用:坝址 山头较高、 岸坡较陡, 中小型水库 中采用无闸 门控制的溢 洪道。
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(3)井式溢洪道:洪 水流过环形溢流堰, 经竖井和隧洞泄入下 游。陡岸峡谷地区的 高水头水利枢纽有必 要设置坝外溢洪道时, 采用井式溢洪道可能 是有利的选择,一般 须建在坚固岩基中.
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第四章 河岸溢洪道
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— §4-1 概述 — §4-2 正槽溢洪道 — §4-3 侧槽溢洪道 — §4-4 非常溢洪道
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4.1.1 泄水建筑物及其类型 泄水建筑物:用来宣泄超过水库调蓄能力的洪
水,以确保枢纽的安全运行。
泄水建筑物的按位置分类: (1)河床式:混凝土坝、浆砌石坝,采用坝顶溢流和坝
身泄水孔。 (2)河岸式:土石坝、薄拱坝、轻型支墩坝、河谷狭窄
而泄流量大时。
按结构形式分类: (1)开敞式溢洪道:造价低,超泄能力大 (2)泄水隧洞:两岸陡峭,可兼做施工导流洞
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4.1.2 河岸溢洪道的类型 (1)正槽式溢洪道:结构简单,进流量大,泄流能 力强,工作可靠,施工、管理、维修方便,被广泛 采用。
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(三)水流:顺畅、稳定、不影响其他建筑物 (四)施工:出碴方便、开挖料利用 (五)枢纽:与其它建筑物协调,远离坝体较 好,紧靠坝体注意坝体与导水墙接触面的佛大坝溢洪道
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(4)虹吸式溢洪道:利用虹吸作用泄水,水流出虹吸管后, 经泄槽流向下游,可建在岸边,也可建在坝内。但流量有 限、施工复杂,工作可靠性较差,适于中小型工程。

申艳《水利水电工程概论》第四章6节河岸溢洪道

申艳《水利水电工程概论》第四章6节河岸溢洪道

2、 纵断面 1)泄槽水流流速高,一般设在挖方上 2)最好使用单一的陡坡(大于临界坡) 为适应地形、地质条件,减少开挖量,可以 采用变坡,使坡度变化不宜太多,实践表明:在 变坡处(特别是由陡变缓处)容易遭到动水压力 的破坏,变坡处应做水流衔接设计。 3、横剖面 泄槽的横剖面形状与地质条件紧密相关岩基 上多做成矩形或接近矩形的断面,但在节理发育 和破碎带的岩基或土基上,有时也作成梯形。
二.控制段(溢流堰段)
作用:控制溢洪道的过水能力。
(一)溢流堰的形式
• 按其断面形式与尺寸分:宽顶堰、实用堰、 坚壁堰 • 按其在平面布置形状分:直线、折线、曲线、
环形
• 按堰轴线与来水方向相对关系分:正交堰、
斜堰、侧堰
体形设计要求:尽量增大流量系数,径流时不产生 空穴水流或诱发危险振动的负压。 常用的堰形:宽顶堰、实用堰 (1)宽顶堰 优点:结构简单,施工方便,堰矮、自重小、 对承载力较差的土基适应力强。 缺点:流量系数m较低(0.32-0.385) 适用:泄流量不大或附近地形较平缓的中、 小型工程
2、地质:力争布置在较坚固稳定的岩基上,如土 基应布置在挖方上,还须进行地基处理, 如岩基有断层,破碎带等应摸清情况, 采取合理的加固措施,如风化层太厚或 挖方过多会引起山坡坍塌,可考虑采用 隧洞泄洪。
3、枢纽布置:溢洪道进口应位于水流顺畅处,且 与土石坝应存有相当的距离;如太 近,则须加设导墙(或加强临近坝 坡的护坡),溢流堰前加引水渠应 较短,以减少水头损失,提高泄水 能力。
(2)实用堰 特点:流量系数比宽顶堰大,在相同泄流量条 件下,需要的泄流前缘较短,但施工复 杂。 适用:1)岸坡较陡的大中型工程常采用,以 减少工程量。 2)地面高程低于设计堰顶高程的溢洪 道,也常采用。 溢流堰多采用非真空堰

第八章+河岸溢洪道-水工建筑物课件

第八章+河岸溢洪道-水工建筑物课件
• 组成: 引水渠、溢流堰、泄槽、消能段、 尾水渠。
2、正槽溢洪道各组成部分的设计 (1)引水渠 作用:使水流平顺地进入控制段,改善堰身及泄 槽的流态。 设计原理:在合理的开挖方量下,尽量减少水头 损失,以增加溢洪道的泄水能力,因此要控制 流速。渠内流速限制在1.5-3.0m/s 以下。 2
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泄槽或泄水隧洞流入下游。侧向进流,纵向泄流。
3、适用: 坝址山头较高、岸坡较陡的情况,尤其 适于中小型水库中采用无闸门控制的溢洪道 中。 4、侧槽的设计: • 泄流量沿侧槽轴线均匀增加,
所以侧槽断面积应沿程增大,
始末断面底宽比约为1:1~1:4; • 槽断面应为深窄型梯形断面, 堰一侧边坡为1:0.5,山坡一 • 侧边坡为1:0.3~1:0.5 ; 槽底高程应保证溢流堰为自由溢流,侧槽中水
3)、驼峰堰(复合圆弧低堰 ): m高,可达0.42以上;设计施工简便,对地基要 求低适用于软弱地基。 4)、带胸墙的溢流孔口: 减小门高,延长泄洪历时。 (二)溢流孔口的确定
同重力坝
3、泄槽段 工作特点:在溢流堰后用泄槽与消能段相 接,为使槽内水流呈急流状态其纵坡常为 大于临界坡度的陡坡,因此又称其为陡槽。 由于泄槽内水流流速较高,设计时必须考 虑高速水流产生的冲击波、掺气和空蚀现 象,在布臵和构造上予以重视,一般应加 高、加固泄水槽的边墙,以确保溢洪道的 安全。
• 空化空蚀的原因:
•泄水建筑物的体型不合理; 。 ••泄水建筑物表面不平整; • 放样不准; • 模板走样; • 混凝土质量不佳; • 泥沙的不均匀磨损;
选用好的体型; • 减蚀方法:
采用高强度的抗蚀材料;
提高抗滑平整度 掺气减蚀
(7)泄槽的衬砌
——防冲、防渗、防风化、承载
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水工建筑物——河岸溢洪道
为了宣泄水库多余的水量,防止洪水漫坝失事,确保工程安全,以及满足放空水库和防洪调节等要求,在水利枢纽中一般都设有泄水建筑物。

常用的泄水建筑物有深式泄水建筑物(包括坝身泄水孔、水工隧洞、坝下涵管等)和溢洪道(包括河岸溢洪道、河床溢洪道)。

河岸溢洪道一般适用于土石坝、堆石坝等水利枢纽。

河床溢洪道即溢流坝,通常用于重力坝枢纽。

一、河岸溢洪道的类型
河岸溢洪道可以分为正常溢洪道和非常溢洪道两大类,正常溢洪道常用的型式主要有正槽式、侧槽式、井式和虹吸式四种。

正槽式溢洪道
1—进水渠;2—溢流堰
3—泄槽;4—消力池
5—出水渠
6—非常溢洪道;7—土石坝
1、正槽式溢洪道
如图所示,这种溢洪道的泄槽轴线与溢流堰轴线正交,过堰水流方向与泄槽轴线方向一致,其水流平顺,超泄能力大,并且结构简单,运用安全可靠,是采用最多的河岸溢洪道型式之一。

2、侧槽式溢洪道
如图所示,这种溢洪道的泄槽轴线与溢流堰的轴线接近平行,即水流过堰后,在侧槽内转弯约90°,再经泄水槽泄入下游。

侧槽溢洪道多设置于较陡的岸坡上,大体沿等高线设置溢流堰和泄水槽,易于加大堰顶长度,减少溢流水深和单宽流量,不需大量开挖山坡,但侧槽内水流紊乱、撞击很剧烈。

因此,对两岸山体的稳定性及地基的要求很高。

3、井式溢洪道
其组成主要有溢流喇叭口段、渐变段、竖井段、弯道段和水平泄洪洞段,如图所示。

其适用于岸坡陡峭、地质条件良好,又有适宜的地形的情况。

可以避免大量的土石方开挖,造价可能较其他溢洪道低,但当水位上升,喇叭口溢流堰顶淹没,堰流转变为孔流,超泄能力较小。

当宣泄小流量,井内的水流连续性遭到破坏时,水流不稳定,易产生振动和空蚀。

因此,我国目前较少采用。

4、虹吸式溢洪道
该型式溢洪道通常包括进口(遮檐)、虹吸管、具有自动加速发生虹吸作用和停止虹吸作用的辅助设备、泄槽及下游消能设备,如图6-4所示。

溢流堰顶与正常高水位在同一高程,水库正常高水位以上设通气孔,当水位超过正常高水位时,水流将流过堰顶,虹吸管内的空气逐渐被空气带走达到真空,形成虹吸作用自行泄水。

当水库水位下降至通气孔以下时,虹吸作用便自动停止。

这种溢洪道可自动泄水和停止泄水,能比较灵敏地自动调节上游水位,在较小的堰顶水头下能得到较大的泄流量,但结构复杂,施工检修不便,进口易堵塞,管内易空蚀,超泄能力小。

一般用于水位变化不大和需随时进行调节的中、小型水库,以及发电和灌溉的渠道上。

侧槽式溢洪道
1—溢流堰;2—侧槽
3—泄水槽;4—出口消能段
5—上坝公路;6—土石坝
井式溢洪道
1—喇叭口;2—渐变段;3—竖井段;4—隧洞;5—混凝土塞
虹吸式溢洪道
1—遮檐;2—通气孔;3—挑流坎;4—曲管
二、河岸溢洪道的位置选择
河岸溢洪道在枢纽中的位置,应根据地形、地质、工程特点、枢纽布置的要求、施工及运行条件、经济指标等综合因素进行考虑。

溢洪道的布置应结合枢纽总体布置全面考虑,避免与泄洪、发电、航运及灌溉等建筑物在布置上相互干扰。

溢洪道位置应选择有利的地形和地址条件。

布置在岸边或垭口,并尽量避免深开挖而形成高边坡,以免造成边坡失稳或处理困难;溢洪道轴线一般宜取直线,如需转弯时,应尽量在进水渠或出水渠段内设置弯道。

溢洪道应布置在稳定的地基上,并考虑岩层及地质构造的性状,还应充分注意建库后水文地质条件的变化对建筑物及边坡稳定的影响。

溢洪道进出口的布置,应使水流顺畅。

进口不宜距土石坝太近,以免冲刷坝体;出口水流应与下游河道平顺连接,避免下泄水流对坝址下游河床和河岸的淘刷、冲刷以及河道的淤积,保证枢纽中的其他建筑物正常运行。

当其靠近坝肩时,其布置及泄流不得影响坝肩及岸坡的稳定,与土石坝连接的导墙、接头、泄槽边墙等必须安全可靠。

从施工条件考虑,应便于出渣路线及堆渣场所的布置;尽量避免与其他建筑物施工相互干扰。

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