水利工程河岸溢洪道培训讲义

第五章河岸溢洪道第一节概述第二节正槽溢洪道第三节侧槽溢洪道第四节井式溢洪道与虹吸式溢洪道第五节非常溢洪设施第一节概述在水利枢纽中，必须设置泄水建筑物，用于排泄水库的多余水量、必要时放空水库以及施工期导流，以满足安全和其他要求。河岸溢洪道是一种最常见的泄水建筑物。河岸溢洪道按泄洪标准和运用情况，可分为正常溢洪道（包括主、副溢洪道）和非常溢洪道。岸边溢洪道按其结构型式可分为正槽溢洪道、侧槽溢洪道、井式溢洪道和虹吸溢洪道等。在实际工程中，正槽溢洪道被广泛应用，也较典型，为本章重点，其他型式的溢洪道仅作简要介绍。第二节正槽溢洪道正槽溢洪道是由面向水库上游的溢流堰控制的坝外溢洪道，蓄水时控制堰与拦河坝一起组成挡水前缘，泄洪时堰顶高程以上的水由堰顶溢流而下。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：（1）地形条件。溢洪道应位于路线短和土石方开挖量少的地方。（2）地质条件。溢洪道应尽量位于较坚硬的岩基上。（3）泄洪时的水流条件。溢洪道应位于水流顺畅且对枢纽其他建筑物无不利影响之处。（4）施工条件。使溢洪道的开挖土、石方量具有好的经济效益，此外，还要解决与相邻建筑物的施工干扰问题。二、正槽式溢洪道正槽式溢洪道通常由进水渠、控制段、泄槽、出口消能段及出水渠五个部分组成。其中，控制段、泄槽及出口消能段是溢洪道的主体，是每个溢洪道工程不可缺少的。（一）进水渠进水渠的作用是将水库的水平顺地引至溢流堰前。由于地形、地质条件限制，溢流堰往往不能紧靠库岸，需在溢流堰前开挖进水渠，将库水平顺地引向溢流堰，当溢流堰紧靠库岸或坝肩时，此段只是一个喇叭口。（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槽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。2、纵剖面布置泄槽纵剖面设计主要是决定纵坡。主要根据自然条件及水力条件确定。3、横断面泄槽横断面形状与地质情况紧密相连。在非岩基上，一般做成梯形断面；在岩基上的泄槽多做成矩形或近于矩形的横断面。4、泄槽的构造（1）泄槽的衬砌。（2）衬砌的分缝、止水。（3）衬砌的排水。（4）泄槽的边墙。（四）出口消能段河岸溢洪道的消能设施一般采用挑流消能或底流消能，有时也可采用其他型式的消能措施，当地形地质条件允许时，优先考虑挑流消能，以节省消能防冲设施的工程投资。（五）出水渠在有的情况下，当下泄的水流不能直接归入原河道时，需要布置一段出水渠。出水渠要短、直、平顺，底坡尽量接近下游河道的平均坡降，以使下泄的水流能顺畅平稳地归入原河道。第三节侧槽溢溢洪道一、侧槽溢洪道道的特点侧槽溢洪道一般般由溢流堰、侧侧槽、泄水道和和出口消能段等等部分组成。溢溢流堰大致沿河河岸等高线布置置，水流经过溢溢流堰泄入与堰堰大致平行的泄泄槽后，在槽内内转向约90°，经泄槽或泄水水隧洞流入下游游。二、侧槽设计（一）堰长（二）槽底纵坡坡（三）侧槽横断断面底宽（四）侧槽横向向边坡系数（五）侧槽始端端槽底高程（六）侧槽水面面线的计算三、侧槽溢洪道道的应用与正槽溢洪道相相比，侧槽溢洪洪道的水流流态态复杂，如果设设计不当将会影影响工程安全，，且侧槽体形相相对复杂，计算算繁琐。但侧槽槽溢洪道的侧堰堰可沿等高线布布置，所以引渠渠段较短，水流流从溢洪道轴线线近90°交角的侧堰上流流入槽，不仅有有良好的入流条条件，而且侧堰堰开挖量较小。。采用侧槽溢洪洪道可不设闸门门，既减少了闸闸门投资，又避避免了闸门的频频繁启闭，减少少了运行操作工工序，符合偏远远山区陡涨陡落落的洪水特点，，给管理带来了了很大方便，为为水库安全运行行打下了良好的的基础。第四节井式溢溢洪道与虹吸式式溢洪道一、井式溢洪道道井式溢洪道通常常由溢流喇叭口口、渐变段、竖竖井、弯段、泄泄水隧洞和出口口消能段等部分分组成。二、虹吸式溢洪洪道虹吸式溢洪道是是一种封闭式溢溢洪道，封闭式式进口的前沿低低于溢流堰顶。。第五节非常溢溢洪设施当校核洪水与设设计洪水的泄流流量相差较大时时，应当考虑设设置非常泄洪设设施。目前常用用的非常泄洪设设施有：非常溢溢洪道和破副坝坝泄洪。在设计非常泄洪洪设施时，应注注意以下几个问问题：①非常泄洪设施施运行机会很少少，设计所用的的安全系数可适适当降低；②枢纽总的最大大下泄量不得超超过天然来水最最大流量；③对泄洪通道和和下游可能发生生的情况，要预预先做出安排，，确保能及时启启用生效；④规模大或具有有两个以上的非非常泄洪设施，，一般应考虑能能分别先后启用用，以控制下泄泄流量；⑤非常泄洪设施施应尽量布置在在地质条件较好好的地段，要做做到既能保证预预期的泄洪效果果，又不致造成成变相垮坝。一、非常溢洪道道非常溢洪道是一一种保坝的重要要措施，仅在发发生特大洪水，，正常溢洪道宣宣泄不及致使水水库水位将要漫漫顶时才启用。。由于超设计标标准的洪水是稀稀遇的，故非常常溢洪道的使用用几率少，但要要求运用灵活可可靠，为此非常常溢洪道应该是是结构简单，便便于修复，启闭闭及时，并能控控制下泄流量。。常用的非常溢