7溢流坝设计.doc

7溢流坝设计7.1 泄水方式的选择溢流重力坝既要挡水又要泄水，不仅要满足稳定和强度要求，还要满足泄水要求。因此，需要有足够的孔口尺寸、较好体形的堰型，以满足泄水的要求；并使水流平顺，不产生空蚀破坏。其主要泄水方式有以下两种：（1）开敞溢流式除宣泄洪水外，还能用于排除冰凌和其它漂浮物。当闸门全开时，下泄流量与堰顶水头H0的3/2次方成正比。随着库水位升高，下泄流量可以迅速增大，因此，当遭遇意外洪水时可有较大的超泄能力。闸门在顶部，操作方便，易于检修，工作安全可靠，所以，开敞溢流式得到了广泛的采用。（2）大孔口溢流式，上部设置胸墙，堰顶高程较低。这种形式的溢流孔可根据洪水预报提前放水，加大蓄洪库容，从而提高了调洪能力。当库水位低于胸墙时，下泄水流和开场流相同，库水位高出孔口一定高度后为大孔口泄流，超泄能力不如开敞溢流式。综合以上情况,本工程最大库容达9.8亿立方米，为使水库有较大的泄洪能力，本设计采用开敞式溢流。7.2 溢流堰孔口设计7.2.1溢流坝段总长度确定对于设置闸门的溢流坝，须用闸墩将溢流坝分隔成若干个孔口，由前面的假定知每孔宽度为10m，孔数为13，设中墩的厚度d4m，边墩厚度t2m，则溢流坝段的总长度7.2.2堰顶高程的确定拟定侧收缩系数0.9，流量系数m0.48，由调洪演算结果知堰顶高程为223m。7.3 消能防冲设计根据地形地质条件，选用挑流消能。根据已建工程经验，挑射角，挑流鼻坎应高出下游最高水位1-2米，鼻坎的高程为200.6米。（1）反弧半径的确定鼻坎处水流平均流速：=24.45m/s坎顶水深为：=1.654反弧半径R为： 取（2）水舌的挑距L及可能最大冲坑的深度tk的估算81.9 式中： L水舌挑距,m;坎顶水面流速，按鼻坎处平均流速的1.1倍计;坎顶垂直方向水深m, ;坎顶至河床面高差,m;最大冲坑水垫厚度估算公式：式中：水垫厚度，自水面算至坑底,m ； 冲坑深度,m 单宽流量； 上下游水位差,m； 下游水深,m冲坑系数，坚硬完整的基岩，坚硬但完整性较差的基岩，软弱破碎，裂隙发育的基岩，取。由于，由此可知，挑流消能形式的冲坑不会影响大坝的安全。7.4 溢流面设计 (1)堰顶上游曲线目前引用较多的WES型堰面形状，堰面的设计水头Hd按堰顶最大水头的0.75-0.95,这里为校核洪水位与堰顶高程之差。Hzmax=233.2-223=10.2m Hd=10.20.85=8.67m堰面可能出现的最大负压可参考下表:表71Hd/Hmax0.750.7750.80.8250.850.8750.90.951最大负压值(m)0.5Hd0.45Hd0.4Hd0.35Hd0.3Hd0.25Hd0.2Hd0.1Hd0，由表可知最大负压值为0.3Hd=2.601m，满足校核洪水位闸门全开时出现负压不超过3-6m的要求。WES曲线以堰顶为界分为上游段和下游段两部分，上游段曲线采用三圆弧椭圆形式。堰顶O点上游三圆弧的半径及其水平坐标值为：R1=0.5Hd=4.04m x1=-0.175Hd=-1.41mR2=0.2Hd=1.62m x2=-0.276Hd=-2.23mR3=0.04Hd=0.32m x3=-0.282Hd=-2.28m(2)堰顶O点下游曲线堰顶下游曲线方程为 按上式算得的坐标值如下表：表72x/m2468101214y/m0.291.042.193.745.647.9110.52根据表中数值可绘得堰顶下游曲线OD。下游直线段DE与曲线OD相切于D点,取下游直线段的坡度,则D点坐标可如下求得：对堰面曲线求一阶导数 直线DE的坡度为 故有 即 m 坝下游反弧半径r按下式计算： 式中，上下游水位差 m