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河岸溢洪道课件.ppt

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    • 第五章 河 岸 溢 洪 道第一节第一节 概概 述述第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道第三节第三节 侧侧 槽槽 溢溢 洪洪 道道第四节第四节 非非 常常 溢溢 洪洪 道道 第四章第四章 河岸溢洪道河岸溢洪道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道•简介•一、河岸溢洪道的型式•二、河岸溢洪道的位置选择第一节第一节 概概 述述《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道•水渠段•控制段•泄槽段•消能防冲设施•出水渠《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道•一、侧槽溢洪道的布置特点•二、侧槽设计–1、堰长–2、槽底纵坡–3、侧槽横断面底宽( b0、bL )–4、侧槽横向边坡系数–5、侧槽始端槽底高程与末端水深•三、侧槽水力计算要点第三节第三节 侧侧 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道•非常溢洪道简介•非常溢洪道类型–漫流式–自溃式–爆破引溃式第四节第四节 非非 常常 溢溢 洪洪 道道思考题思考题《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道 河岸溢洪道简介河岸溢洪道简介: : 在在水水利利枢枢纽纽中中,,为为了了防防止止洪洪水水漫漫过过坝坝顶顶,,危危及及大大坝坝和和枢枢纽纽的的安安全全,,必必须须布布置置泄泄水水建建筑筑物物,,以以宣宣泄泄水水库库按按运运行行要要求不能容纳的多余来水量。

      求不能容纳的多余来水量 常常用用的的泄泄水水建建筑筑物物有有河河床床式式溢溢洪洪道道、、河河岸岸溢溢洪洪道道对对于于以以土土石石坝坝及及某某些些轻轻型型坝坝型型为为主主坝坝的的枢枢纽纽,,常常在在坝坝体体以以外外的岸边或天然垭口布置溢洪道,称河岸溢洪道的岸边或天然垭口布置溢洪道,称河岸溢洪道 溢溢洪洪道道除除应应有有足足够够的的泄泄洪洪能能力力外外,,还还应应保保证证在在运运用用期期间的自身安全和下泄水流与原河道水流得到良好的衔接间的自身安全和下泄水流与原河道水流得到良好的衔接第一节第一节 概概 述述《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道一、河岸溢洪道的型式一、河岸溢洪道的型式 河岸溢洪道其主要型式有河岸溢洪道其主要型式有 正槽溢洪道正槽溢洪道 侧槽溢洪道侧槽溢洪道 井式井式 虹吸式虹吸式((1 1))正正槽槽溢溢洪洪道道::其其泄泄槽槽与与溢溢流流堰堰轴轴线线正正交交,,过过堰堰水流与泄槽轴线方向一致,如水流与泄槽轴线方向一致,如图图6-16-1所示 正槽溢洪道适用于各种水头和流量,并且水流条正槽溢洪道适用于各种水头和流量,并且水流条件好,运用管理方便。

      因此,在实际工程中,大多数件好,运用管理方便因此,在实际工程中,大多数以土石坝为主坝的水利枢纽都采用这种溢洪道以土石坝为主坝的水利枢纽都采用这种溢洪道第第一一节节 概概 述述《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道图图6-16-1正槽溢洪道布置图正槽溢洪道布置图1—1—进水段进水段; 2—; 2—控制段控制段; 3—; 3—泄槽泄槽; 4—; 4—消能防冲段消能防冲段; ;5—5—出水渠出水渠; 6—; 6—非常溢洪道非常溢洪道; 7—; 7—土坝土坝第第一一节节 概概 述述《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道第第一一节节 概概 述述《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道第第一一节节 概概 述述《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道第第一一节节 概概 述述《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道第第一一节节 概概 述述《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道第第一一节节 概概 述述《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道((2 2)侧槽溢洪道)侧槽溢洪道:其溢流堰与泄槽的轴线接近平行,:其溢流堰与泄槽的轴线接近平行,过堰水流在较短距离内转弯约过堰水流在较短距离内转弯约90º90º,再经泄槽泄入下,再经泄槽泄入下游。

      它适宜坝肩山体高,岸坡较陡的情况它适宜坝肩山体高,岸坡较陡的情况 图图6-2 6-2 侧槽式溢洪道布置图侧槽式溢洪道布置图 1—1—洪道洪道; 2—; 2—侧槽侧槽; 3—; 3—泄水槽泄水槽; 4—; 4—出口布消能段出口布消能段5—5—上坝公路上坝公路; 6—; 6—土石坝土石坝 第第一一节节 概概 述述《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道第第一一节节 概概 述述《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道((3 3)井式溢洪道)井式溢洪道::图图6-36-3所示,这种溢洪道由溢流所示,这种溢洪道由溢流喇叭口段、竖井段和泄洪隧洞段组成水流进入环喇叭口段、竖井段和泄洪隧洞段组成水流进入环行溢流堰后,经竖井和泄水隧洞段流入下游这种行溢流堰后,经竖井和泄水隧洞段流入下游这种泄水设施的主要建筑物是泄水隧洞泄水设施的主要建筑物是泄水隧洞. . 缺点缺点: :水流条件复杂,超泄能力小,容易产生空蚀水流条件复杂,超泄能力小,容易产生空蚀和振动在工程实践中,布置这种泄洪设施往往与和振动在工程实践中,布置这种泄洪设施往往与导流隧洞相结合,施工期采用隧洞导流,竣工后废导流隧洞相结合,施工期采用隧洞导流,竣工后废洞利用。

      专门布置竖井式溢洪道泄洪在我国应用较洞利用专门布置竖井式溢洪道泄洪在我国应用较少第第一一节节 概概 述述《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道 图图6-3 6-3 竖井式溢洪道示意图竖井式溢洪道示意图 1— 1—环形喇叭口环形喇叭口; 2—; 2—渐变段渐变段; 3—; 3—竖井段竖井段 4— 4—隧洞隧洞; 5—; 5—混凝土坝混凝土坝第第一一节节 概概 述述《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道第第一一节节 概概 述述《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道((4 4))虹虹吸吸式式溢溢洪洪道道::如如图图6-46-4所所示示,,它它是是一一种种封封闭闭式式溢溢洪洪道道,,其其工工作作原原理理是是利利用用虹虹吸吸的的作作用用泄泄水水当当库库水水位位达达到到一一定定的的高高程程时时,,淹淹没没了了通通气气孔孔,,水水流流经经过过堰堰顶顶并并与与空空气气混混合合,,逐逐渐渐将将曲曲管管内内的的空空气气带带出出,,使使曲曲管管内内产产生生真真空空,,虹虹吸吸作作用用发发生生而而自自动动泄泄水水。

      这这种种溢溢洪洪道道的的优优点点是是能能自自动动调调节节上上游游水水位位,,不不需需设设置置闸闸门门其其缺缺点点是是超超泄泄能能力力较较小小,,构造复杂,且工作可靠性较差,在大中型工程应用较少构造复杂,且工作可靠性较差,在大中型工程应用较少 以以上上四四种种类类型型的的泄泄洪洪设设施施,,前前两两种种设设施施的的整整个个流流程程是是完完全全敞敞开开的的,,故故又又称称为为开开敞敞式式溢溢洪洪道道,,而而后后两两种种又又称称为封闭式溢洪道为封闭式溢洪道第第一一节节 概概 述述《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道图图6-4 6-4 虹吸工溢洪道示意图虹吸工溢洪道示意图 1— 1—遮檐遮檐; 2—; 2—通气孔通气孔; 3—; 3—挑流坎挑流坎; 4—; 4—曲管曲管第第一一节节 概概 述述《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道二、河岸溢洪道的位置选择二、河岸溢洪道的位置选择 考考虑虑枢枢纽纽总总体体布布置置、、地地形形、、地地质质、、施施工工及及运运行行、、经济指标等因素经济指标等因素。

      ((1 1))枢枢纽纽总总体体布布置置: :溢溢洪洪道道布布置置应应结结合合枢枢纽纽布布置置全全面面考考虑虑,,避避免免泄泄洪洪、、发发电电、、航航运运及及灌灌溉溉等等建建筑筑物物在在布布置置上上的的干干扰扰其其布布置置时时合合理理选选择择泄泄洪洪消消能能布布置置和和型型式式,,进进水水口口应应短短而而直直,,出出水水渠渠应应与与下下游河道平顺连接,避免下泄水流的冲刷及淤积,游河道平顺连接,避免下泄水流的冲刷及淤积, ((2 2))地地形形、、地地质质条条件件,,溢溢洪洪道道应应布布置置在在地地形形适适宜宜、、地地质质坚坚固固且且稳稳定定的的岸岸边边或或天天然然垭垭口口的的岩岩基基上上,,以减少开挖量以减少开挖量第第一一节节 概概 述述《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道并并应应尽尽量量避避免免深深挖挖,,以以免免造造成成高高边边坡坡失失稳稳或或边边坡坡处处理理困困难难等等问问题题需需要要特特别别指指出出的的是是,,在在选选择择溢溢洪洪道道的的位位置置时时,,应应充充分分考考虑虑水水文文地地质质条条件件,,以以确确保保溢溢洪洪道的安全道的安全。

      3 3)施工和运行)施工和运行: : 应应使使开开挖挖出出渣渣线线路路和和堆堆渣渣场场地地便便于于布布置置,,并并考考虑虑利利用用开开挖挖出出来来的的土土石石料料作作为为筑筑坝坝材材料料,,以以减减少少弃弃料料为为运行方便,溢洪道不宜离水库管理处太远运行方便,溢洪道不宜离水库管理处太远第第一一节节 概概 述述《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道 正正槽槽溢溢洪洪道道一一般般由由进进水水渠渠段段、、控控制制段段、、泄泄槽槽段段、、消消能能防冲设施和出水渠五个部分组成防冲设施和出水渠五个部分组成一、进水渠一、进水渠 进水渠是水库与控制段之间的连接段进水渠是水库与控制段之间的连接段; ;作作用用: :进进水水及及调调整整水水流流当当控控制制段段邻邻近近水水库库时时,,进进水水渠渠可可用一喇叭形进水口代替,具体布置应从三个方面考虑:用一喇叭形进水口代替,具体布置应从三个方面考虑:((1 1))平平面面布布置置::进进水水渠渠在在平平面面上上最最好好按按直直线线布布置置,,且且前前缘缘不不得得有有阻阻碍碍进进流流的的山山头头或或建建筑筑物物,,以以便便水水流流均均匀匀平平顺顺入入渠渠。

      受受地地形形、、地地质质条条件件及及上上游游河河势势的的影影响响需需设设置置弯弯道道时时,,弯弯道道轴轴线线的的转转弯弯半半径径不不宜宜小小于于4 4倍倍渠渠底底宽宽度度弯弯道道与与控制段之间应布置一(控制段之间应布置一(2-3)H2-3)H直线段过渡直线段过渡第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道((2 2)横断面布置)横断面布置进进水水渠渠一一般般按按梯梯形形断断面面,,在在控控制制段段前前缘缘过过渡渡成成矩矩形形断断面面进水渠应有足够的断面尺寸进水渠应有足够的断面尺寸 一一般般可可先先拟拟定定流流速速,,由由流流速速控控制制断断面面尺尺寸寸进进水水渠渠流流速速,,应应以以大大于于库库水水悬悬移移质质的的不不淤淤流流速速和和小小于于渠渠底底不不冲冲流流速速,,一一般般不不应应大大于于4m/s4m/s在在山山势势陡陡峭峭、、开开挖挖量量较较大大的的情情况况下下,,也可达也可达(5—7m/s(5—7m/s)进进水水渠渠一一般般可可不不衬衬护护,,当当为为了了减减小小水水头头损损失失或或满满足足抗抗冲冲要求时,也可用混凝土、浆砌石衬护。

      要求时,也可用混凝土、浆砌石衬护3 3)纵断面布置)纵断面布置进进水水渠渠的的纵纵断断面面应应布布置置成成平平坡坡或或不不大大的的反反坡坡((倾倾向向水水库库))当当控控制制段段采采用用实实用用堰堰时时,,堰堰前前渠渠底底高高程程宜宜比比控控制制段段堰堰顶高程低顶高程低0.5Hs0.5Hs((HsHs为堰面设计为堰面设计第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道水水头头)),,以以保保持持良良好好的的入入流流条条件件和和增增大大堰堰的的流流量量系系数数当当控控制制段段采采用用宽宽顶顶堰堰时时,,渠渠底底高高程程可可与与堰堰顶顶齐齐平平或或略略为为降低二、控制段二、控制段控控制制段段又又称称溢溢流流堰堰段段,,是是控控制制溢溢洪洪道道泄泄洪洪流流量量的的关关键键部部位1 1、堰型选择、堰型选择 通常选宽顶堰、通常选宽顶堰、实用堰实用堰,有时采用,有时采用驼峰堰驼峰堰1 1)宽顶堰)宽顶堰 宽顶堰的特点是结构简单,施工方便,宽顶堰的特点是结构简单,施工方便,水流条件稳定,但流量系数较小在泄洪量不大的中小水流条件稳定,但流量系数较小。

      在泄洪量不大的中小型工程应用较广,堰型布置型工程应用较广,堰型布置如图如图6-56-5((a a))所示 第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道宽顶堰的堰体用混凝土或浆砌石进行衬砌,使堰基宽顶堰的堰体用混凝土或浆砌石进行衬砌,使堰基免受冲刷,保持堰面平整光滑,以增加泄水能力免受冲刷,保持堰面平整光滑,以增加泄水能力在坚实的岩基,有抗冲能力,可以不衬砌,但应开在坚实的岩基,有抗冲能力,可以不衬砌,但应开挖的平整度对流量系数的影响挖的平整度对流量系数的影响图图6-5 6-5 控制段堰形控制段堰形(a)—(a)—宽顶堰宽顶堰 (b)— (b)—实用堰实用堰第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道((2 2)实用堰)实用堰 实实用用堰堰的的优优点点是是堰堰面面流流量量系系数数比比宽宽顶顶堰堰大大,,泄泄水水能能力力强强,,但但施施工工相相对对复复杂杂在在大大中中型型工工程程中中,,特特别别是是在在泄泄洪洪流流量量较较大大的的情情况况下下,,多多采采用用这这种种堰堰型型,,如如图图6-56-5((b b))所所示。

      示我我国国多多采采用用::WESWES标标准准剖剖面面堰堰和和克克一一奥奥剖剖面面堰堰;;堰堰面面的的水水力力学学参参数数可可参参见见《《水水力力学学》》或或有有关关设设计计手手册册对对于于重重要要工工程程,,其其水水力力学学参参数数应应由由水水工工模模型型试试验验进进行行验验证证或或修修正第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道((3 3)驼峰堰)驼峰堰 驼驼峰峰堰堰是是一一种种复复合合圆圆弧弧低低堰堰,,如如图图6-6-6 6所所示示它它的的特特点点是是堰堰体体较较低低,,流流量量系系数数较较大大,,设设计计与与施施工工难难度度介介于于WESWES堰堰与与宽宽顶顶堰堰之之间间,,对对地地基基要要求求相相对对较较低低,,适适用用于于软软弱弱岩岩性地基图图6-6 驼峰堰常见的剖面图驼峰堰常见的剖面图第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道2 2、堰面参数对流量的影响、堰面参数对流量的影响(1)(1)定定型型设设计计水水头头HdHd的的选选择择 在在堰堰顶顶水水头头不不变变的的情情况况下下,,HdHd愈愈小小,,流流量量系系数数愈愈大大,,但但是是,,过过小小的的HdHd将将对对堰堰面面产产生生不不利利影影响响。

      对对于于低低堰堰((P1≤1.33HdP1≤1.33Hd)),,堰堰面面出出现危险负压的机会比高堰少现危险负压的机会比高堰少 当当 P1≤1.33Hd P1≤1.33Hd 时时 ,, 取取 HdHd=(0.65=(0.65~~ 0.85)Hmax0.85)Hmax 当当P1≥1.33HdP1≥1.33Hd时,取时,取HdHd=(0.75=(0.75~~0.95)Hmax0.95)Hmax2 2))实实用用堰堰高高度度选选择择 堰堰高高对对流流量量系系数数也也有有较较大大的的影影响响,,实实践践证证明明,,低低实实用用堰堰的的流流量量系系数数随随P1/HdP1/Hd的的减减小小而而减减小小在在确确定定HdHd的的前前提提下下,,P1P1愈愈小小,,则则m m愈愈小小当当P1/HdP1/Hd<<0.30.3时时,,m m值值明明显显降降低低,,为为了了获获得得较较大大流流量量系系数数,,一一般般要要求求P P应应大大于于0.3Hd0.3Hd对对驼驼峰峰堰堰取取P1=P1=((.24-.24-0.340.34))HdHd第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道表表6-1 P/H 6-1 P/H ~~m m关系表关系表 P/H m 0.10.10.20.20.30.30.40.40.50.50.60.60.70.70.80.80.90.9 堰堰 面面克一奥克一奥0.4260.4260.4460.4460.460.460.4690.4690.4760.4760.480.480.4830.4830.4850.4850.490.49恳务局恳务局0.4220.4220.4450.4450.4580.4580.4670.4670.4730.4730.4770.4770.480.480.4830.4830.4920.492第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道在在低低堰堰中中,,下下游游堰堰高高不不足足时时,,过过堰堰水水流流将将不不能能保保证证自自由由宣宣泄,从而出现流量系数随着堰顶水头增加而降低的现象。

      泄,从而出现流量系数随着堰顶水头增加而降低的现象因此因此: :下游堰高下游堰高P2P2必须保持一定的高度,必须保持一定的高度,一般一般: P2≥0.6Hd: P2≥0.6Hd3 3)堰长对流量的影响)堰长对流量的影响对对于于宽宽顶顶堰堰,,堰堰长长L L((沿沿水水流流方方向向))对对流流量量影影响响也也很很大大当当堰堰长长L L>>10H10H时时((H H为为堰堰顶顶水水头头)),,堰堰面面流流态态已已发发生生了了质质的变化此时,不能按宽顶堰公式计算过堰流量此时,不能按宽顶堰公式计算过堰流量第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道三、泄槽三、泄槽 泄泄槽槽的的水水流流特特点点是是高高速速、、紊紊乱乱、、掺掺气气、、惯惯性性大大,,对对边边界界变变化化非非常常敏敏感感当当边边墙墙有有转转折折时时,,就就会会产产生生缓缓冲冲击击波波,,对对下下游游消消能能产产生生不不利利影影响响;;当当水水流流的的佛佛氏氏数数FrFr>>2 2时时,,将将会会产产生生波波动动和和掺掺气气现现象象;;若若流流速速超超过过15m/s15m/s时时,,可可能能产产生生空空蚀蚀问问题题。

      因因此此,,应应注注重重泄泄槽槽的的合合理理布布置1 1、泄槽的平面布置、泄槽的平面布置泄泄槽槽在在平平面面上上应应尽尽量量按按直直线线、、等等宽宽和和对对称称布布置置当当泄泄槽槽较较长长,,为为减减少少开开挖挖,,可可在在泄泄槽槽的的前前端端设设收收缩缩段段、、末末端端设设扩扩散散段段,,但但必必须须严严格格控控制制为为了了适适应应地地形形地地质质条条件,减少工程量,泄槽轴线也可设置弯道件,减少工程量,泄槽轴线也可设置弯道第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道((1 1)收缩角与扩散角)收缩角与扩散角 当当泄泄槽槽的的边边墙墙向向内内收收缩缩时时,,将将使使槽槽内内水水流流产产生生陡陡冲冲击击波波冲冲击击波波的的波波高高取取决决于于边边墙墙的的偏偏转转角角θθ,,其其值值越越大大,,波波高高则则越越大大当当边边墙墙向向外外扩扩散散时时,,水水流流将将产产生生缓缓冲冲击击波波若若扩扩散散角角θθ过过大大,,水水流流将将产产生生脱脱离离边边墙墙的的现现象象因因此此,,应应严严格格控控制制其其边边墙墙的收缩角和扩散角。

      一般不宜大于的收缩角和扩散角一般不宜大于6°-8°6°-8°第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道设计时,边墙的收缩角和扩散角可按下式计算:设计时,边墙的收缩角和扩散角可按下式计算: (6-1) (6-1) 式中式中 θ——θ——边墙与泄洪槽中心线夹角(边墙与泄洪槽中心线夹角(°°);); K—— K——经验系数,一般取经验系数,一般取3.03.0;; Fr—— Fr——扩散段或收缩段的起、止断面的平均佛氏数;扩散段或收缩段的起、止断面的平均佛氏数; h—— h——扩散段的起、止断面的平均水深,扩散段的起、止断面的平均水深,m m;; ν——ν——扩散段的起、止断面平均流速(扩散段的起、止断面平均流速(m/sm/s)。

      第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道工程经验和试验资料表明工程经验和试验资料表明: :当收缩角和扩散角控制在当收缩角和扩散角控制在6 6゜以内时,槽内的水流流态较好当゜以内时,槽内的水流流态较好当θ θ <<6°6°时,可时,可不进行冲击波验算对重要工程还应进行水工模型试不进行冲击波验算对重要工程还应进行水工模型试验2 2)弯道设计)弯道设计 泄槽在平面上必须设弯道时,弯道应设置在流速较泄槽在平面上必须设弯道时,弯道应设置在流速较小、水流平稳、底坡较缓,且无变化的部位转弯时,小、水流平稳、底坡较缓,且无变化的部位转弯时,应采用较大的转弯半径及适宜的转角应采用较大的转弯半径及适宜的转角矩形断面矩形断面: :可取可取r=(4-6)Br=(4-6)B,转角,转角θ ≥20°θ ≥20°图6-76-7所所示可在直线与弯道之间设缓和过渡段可在直线与弯道之间设缓和过渡段 第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道图图6-7 6-7 泄槽平面布置示意图泄槽平面布置示意图第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道泄水槽断面形状泄水槽断面形状弯道曲线的几何形状弯道曲线的几何形状K K值值矩矩 形形简单圆曲线简单圆曲线1 1梯梯 形形简单圆曲线简单圆曲线1 1矩矩 形形 带有缓和曲线过渡段带有缓和曲线过渡段的复曲线的复曲线0.50.5梯梯 形形 带有缓和曲线过渡段带有缓和曲线过渡段的复曲线的复曲线1 1矩矩 形形 既有缓和曲线的过渡既有缓和曲线的过渡段,槽底又横向斜倾段,槽底又横向斜倾0.50.5第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道缓和曲线段可采用大圆弧曲线,其轴线半径缓和曲线段可采用大圆弧曲线,其轴线半径r r可取可取2rc,2rc,长度取长度取 。

      2 2、泄槽的纵剖面布置、泄槽的纵剖面布置 泄槽纵剖面设计主要是选择适宜的纵坡因此,泄槽纵剖面设计主要是选择适宜的纵坡因此,对于长度较短的泄槽,宜采用单一的纵坡为了保证不对于长度较短的泄槽,宜采用单一的纵坡为了保证不在泄槽上产生水跃,纵坡不宜太缓,而太陡的纵坡对泄在泄槽上产生水跃,纵坡不宜太缓,而太陡的纵坡对泄槽的底板和边墙的自身稳定不利因此,必须大于水流槽的底板和边墙的自身稳定不利因此,必须大于水流临界坡常用纵坡为临界坡常用纵坡为1%-15%1%-15% 当泄槽较长时,为了适应地形地质条件,减少开挖当泄槽较长时,为了适应地形地质条件,减少开挖量,泄槽沿程可随地形、地质变化而变坡,但变坡次数量,泄槽沿程可随地形、地质变化而变坡,但变坡次数不宜多,且以由缓变陡为好不宜多,且以由缓变陡为好第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道图图6-8 6-8 变坡处抛物线连接变坡处抛物线连接第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道纵坡由缓变陡,应避免缓坡段末端出射的水流脱离陡坡纵坡由缓变陡,应避免缓坡段末端出射的水流脱离陡坡段始端槽底而产生负压和空蚀现象。

      为此,应在变坡处段始端槽底而产生负压和空蚀现象为此,应在变坡处采用与水流轨迹相似的抛物线过渡,如图采用与水流轨迹相似的抛物线过渡,如图6-86-8所示抛物线方程按下式确定物线方程按下式确定 ((6-26-2))式中式中 H0— H0—抛物线起始断面的比能(抛物线起始断面的比能(m m),), h— h—抛物线起始断面水深(抛物线起始断面水深(m m);); ν—ν—抛物线起断面平均流速抛物线起断面平均流速 ((m/sm/s);); θ— θ—变坡处前段坡角(变坡处前段坡角(°°);); K — K —系数,重要工程取系数,重要工程取1.51.5;其余;其余1.11.1~~1.31.3第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道纵坡由陡变缓时,由于槽面体型变化和离心力的作纵坡由陡变缓时,由于槽面体型变化和离心力的作用,流态复杂,压力分布变化大,水流紊动强烈,用,流态复杂,压力分布变化大,水流紊动强烈,该处容易发生空蚀,应尽量避免。

      如无法避免,变该处容易发生空蚀,应尽量避免如无法避免,变坡处用坡处用 R≥(8 R≥(8~~10)H 10)H 反弧段3 3、泄槽的横断面、泄槽的横断面 泄槽的横断面应尽可能按矩形布置,并进行衬泄槽的横断面应尽可能按矩形布置,并进行衬砌这种断面流态较好,特别是消能设施采用底流砌这种断面流态较好,特别是消能设施采用底流消能时,能保证较好的消能效果对于岩基较软弱消能时,能保证较好的消能效果对于岩基较软弱破碎或土基上的泄槽,可按梯形断面布置,并加固破碎或土基上的泄槽,可按梯形断面布置,并加固边坡护面或用挡土墙护砌边坡系数不应大于边坡护面或用挡土墙护砌边坡系数不应大于1.51.5(以(以1.11.1~~1.51.5为宜),以免水流外溢为宜),以免水流外溢第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道泄槽的边墙或衬护高度应按水流波动及掺气后的水深加泄槽的边墙或衬护高度应按水流波动及掺气后的水深加安全超高确定,水流波动及掺气后的水深可按下式估算安全超高确定,水流波动及掺气后的水深可按下式估算 ((6-36-3))式中式中hbhb、、h—h—分别为计入和不计入波动及掺气的分别为计入和不计入波动及掺气的 计算计算断面水深(断面水深(m m);); ν—ν—为不计波动掺气时计算断面上的平均流速(为不计波动掺气时计算断面上的平均流速(m/sm/s)) 。

      ζ — ζ —修正系数,一般取修正系数,一般取1.01.0~~1.41.4((s/ms/m),当),当νν>>20 20 m/sm/s时宜取大值时宜取大值泄槽的安全超高可根据工程的规模和重要性决定,一般泄槽的安全超高可根据工程的规模和重要性决定,一般取取0.50.5~~1.5m1.5m第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道设置弯道后,弯道处由于离心力和冲击波共同作用设置弯道后,弯道处由于离心力和冲击波共同作用下产生的横向水面高差下产生的横向水面高差(图(图6-96-9))按下式计算按下式计算 ((6-36-3))式中式中 ΔZ——ΔZ——横向水面高差(横向水面高差(m m);); K—— K——超高系数,其值可查表超高系数,其值可查表6-26-2;; ν—— ν——计算断面平均流速(计算断面平均流速(m/sm/s););B—B—计算断面水面宽度在水平方向的投影(计算断面水面宽度在水平方向的投影(m m);); rc— rc—弯曲中心轴线对应的半径(弯曲中心轴线对应的半径(m m)。

      第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道图图6-9 6-9 弯道横向水面超高弯道横向水面超高第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道为为消消除除弯弯道道冲冲击击干干扰扰,,常常将将内内侧侧渠渠底底高高程程降降低低△Z△Z,,外外侧抬高侧抬高△Z△Z4 4、泄槽的构造、泄槽的构造 ((1 1))泄泄槽槽的的衬衬砌砌 为为了了保保护护槽槽基基不不受受冲冲刷刷和和风风化化,,泄泄槽槽一一般般都都要要进进行行衬衬砌砌并并且且要要求求衬衬砌砌表表面面平平整整光光滑滑,,避避免免槽槽面面产产生生负负压压和和空空蚀蚀;;接接缝缝处处止止水水可可靠靠,,防防止止高高速速水水流流钻钻入入缝缝内内将将衬衬砌砌掀掀动动;;排排水水畅畅通通,,有有效效降降低低衬衬砌砌底底面面的扬压力而增加衬砌的稳定性的扬压力而增加衬砌的稳定性 泄泄槽槽一一般般采采用用混混凝凝土土衬衬砌砌,,流流速速不不大大的的中中小小型型工工程程也也可可以以采采用用水水泥泥砂砂浆浆或或细细石石混混凝凝土土砌砌石石衬衬砌砌,,但但应应适适当当控制砌体表面的平整度。

      控制砌体表面的平整度第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道衬砌厚度衬砌厚度: :工程规模,流速和地质条件决定工程规模,流速和地质条件决定目目前前,,衬衬砌砌厚厚度度尚尚未未形形成成成成熟熟的的计计算算方方法法和和公公式式,,工工程程应应用用中中主主要要还还是是采采用用工工程程类类比比法法确确定定: :一一般般取取0.40.4~~0.5m0.5m左左右右,,不不应应小小于于0.3m0.3m当当单单宽宽流流量量或或流流速速较较大大时时,,适当加厚达适当加厚达0.8m0.8m 为为了了防防止止温温变变应应力力引引起起温温度度裂裂缝缝,,重重要要的的工工程程常常在在衬衬砌砌临临水水面面配配置置适适量量的的钢钢筋筋网网,,纵纵横横布布置置,,每每方方向向的的含钢率约为含钢率约为0.1%0.1%~~0.2%0.2% 岩基上必要的情况下可布置锚筋岩基上必要的情况下可布置锚筋: :插插入入新新鲜鲜岩岩层层,,锚锚筋筋的的直直径径25mm25mm以以上上,,间间距距1.51.5~~3.0m3.0m,插入岩基,插入岩基1.01.0~~1.5m1.5m。

      土基土基: :可增加衬砌厚度或增设上下游齿墙可增加衬砌厚度或增设上下游齿墙第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道((2 2)衬砌的分缝、止水和排水)衬砌的分缝、止水和排水为为控控制制温温度度裂裂缝缝,,除除了了配配置置温温度度钢钢筋筋外外,,泄泄槽槽衬衬砌砌还还需需要在纵、横方向分缝要在纵、横方向分缝. .一般采用一般采用1010~~15m15m,衬砌较薄时取小值,衬砌较薄时取小值图图6-10 6-10 衬砌的接缝型式衬砌的接缝型式第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道 衬砌的接缝衬砌的接缝: : 平接、搭接和键槽接等平接、搭接和键槽接等如如图图6-106-10所所示示垂垂直直于于流流向向的的横横缝缝比比纵纵缝缝要要求求高高,,宜宜采采用用搭搭接接式式,,岩岩基基较较坚坚硬硬且且衬衬砌砌较较厚厚时时也也可可采采用用键键槽槽缝;纵缝可采用平接缝缝;纵缝可采用平接缝 为为防防止止高高速速水水流流通通过过缝缝口口钻钻入入衬衬砌砌底底面面,,将将衬衬砌砌掀掀动动,,所所有有的的伸伸缩缩缝缝都都应应布布置置止止水水,,其其布布置置要要求求与与水水闸闸底板基本相同。

      底板基本相同 衬衬砌砌的的排排水水设设施施: :在在纵纵、、横横伸伸缩缩缝缝下下面面布布置置,,纵纵、、横贯通岩岩基基上上的的横横向向排排水水,,通通常常在在岩岩基基开开挖挖沟沟槽槽并并回回填填碎碎石石形形成成沟沟槽槽尺尺寸寸一一般般取取0.3m×0.3m0.3m×0.3m,,顶顶面面盖盖上上木木板板或或沥沥青青油油毛毛毡毡,,防防止止浇浇筑筑衬衬砌砌时时砂砂浆浆进进入入而而影影响响排排水水效效果第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道纵纵向向排排水水: :一一般般在在沟沟内内放放置置透透水水的的混混凝凝土土管管,,直直径径10 10 cmcm~~20cm20cm,视渗水多少而定视渗水多少而定施施工工时时: :纵纵、、横横排排水水沟沟应应注注意意开开挖挖成成一一定定的的坡坡度度,,保保证证横横向向排排水水汇汇集集的的渗渗水水尽尽快快地地汇汇集集到到纵纵向向排排水水管管,,并并顺畅地排往下游顺畅地排往下游土基平铺式排水土基平铺式排水: : 由由30cm30cm厚度的碎石层形成厚度的碎石层形成粘粘性性土土地地基基: :应应先先铺铺一一层层厚厚0.20.2~~0.5m0.5m的的砂砂砾砾垫垫层层,,再再铺铺碎碎石石,,或或直直接接在在砂砂砾砾垫垫层层中中布布置置透透水水混混凝凝土土管管形形成成排排水水层层。

      对对于于细细砂砂地地基基,,则则应应先先铺铺一一层层厚厚0.20.2~~0.4m0.4m的粗砂,再做碎石排水层的粗砂,再做碎石排水层第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道泄槽两侧的边墙泄槽两侧的边墙: : 墙墙顶顶高高程程: :可可由由泄泄槽槽的的水水面面曲曲线线高高程程并并考考虑虑水水流流波波动动和掺气高度及安全超高确定和掺气高度及安全超高确定 边边墙墙的的结结构构: :如如基基岩岩良良好好,,可可做做成成衬衬砌砌式式,,其其结结构构与与底底板板衬衬砌砌相相同同,,厚厚度度一一般般不不小小于于30cm30cm,,且且用用钢钢筋筋与与岩岩坡坡锚锚固固边边墙墙本本身身无无需需设设置置纵纵缝缝,,但但多多在在与与边边墙墙接接近近的的底底板板设设置置纵纵缝缝((见见水水闸闸分分离离式式底底板板布布置置));;横横缝缝应应与与底底板板贯通较差岩基将边墙做成重力式挡土墙较差岩基将边墙做成重力式挡土墙边墙止水和排水边墙止水和排水: :排水应与底板下面横向排水连通排水应与底板下面横向排水连通注注意意: : 止止水水排排水水是是防防止止动动水水压压力力和和扬扬压压力力对对衬衬砌砌稳稳定定影影响响而而采采取取的的有有力力措措施施,,对对保保证证泄泄槽槽的的安安全全运运用用是是很很重重要要的,切勿忽视其作用而马虎从事,以致造成工程事故。

      的,切勿忽视其作用而马虎从事,以致造成工程事故第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道四、消能防冲设施四、消能防冲设施溢溢洪洪道道泄泄水水: :单单宽宽流流量量大大、、流流速速高高,,能能量量集集中中,,如如果果消消能能设设施施考考虑虑不不当当,,出出槽槽的的高高速速水水流流与与下下游游河河道道的的正正常常水水流流不不能能妥妥善善衔衔接接,,易易造造成成下下游游河河床床和和岸岸坡坡冲冲刷刷,,甚至会危及溢洪道的安全甚至会危及溢洪道的安全河岸溢洪道消能设施河岸溢洪道消能设施: :一一般般采采用用挑挑流流消消能能或或底底流流消消能能,,有有时时也也可可采采用用其其他他型型式的消能措施式的消能措施挑能消能挑能消能: :一一般般适适用用岩岩石石地地基基的的高高中中水水头头枢枢纽纽,,消消能能设设施施的的平平面面形形式式有有等等宽宽式式,,扩扩散散式式和和收收缩缩式式((包包括括窄窄缝缝式式)),,挑挑流流鼻鼻坎坎有有连连续续式式,,差差动动式式等等采采用用挑挑流流消消能能时时,,应应考考虑挑射水流的雾化对枢纽其他建筑物运行的影响。

      虑挑射水流的雾化对枢纽其他建筑物运行的影响第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道挑流坎的结构型式挑流坎的结构型式: :如如图图6-116-11所所示示,,图图((a a))为为重重力力式式,,图图((b b))为为衬衬砌砌式式,,前前者者适适用用较较软软弱弱岩岩基基或或土土基基,,后后者者适适用用坚坚实实完完整岩基 挑挑流流坎坎上上还还常常设设置置通通气气孔孔和和排排水水孔孔,,如如图图6-126-12所所示示通通气气孔孔的的作作用用是是从从边边墙墙顶顶部部孔孔口口向向水水舌舌补补充充空空气气,,以以免免形形成成真真空空影影响响挑挑距距或或造造成成结结构构空空蚀蚀坎坎上上排排水水孔孔用用来来排排除除反反弧弧段段积积水水;;坎坎底底排排水水孔孔则则用用来来排排放放地地基基渗渗水水,,降降低低扬扬压压力力底底流流消消能能适适用用于于土土基基或或软软弱弱岩岩基基,,其其消消能能原原理理和和布布置置与与水水闸闸相相应应内内容容基基本本相同第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道图图6-11 6-11 挑流鼻坎的型式挑流鼻坎的型式(a)—(a)—重力式重力式 (b)— (b)—锚筋薄护层式锚筋薄护层式1—1—面板;面板; 2— 2—齿墙;齿墙; 3— 3—护坦;护坦; 4— 4—钢筋;钢筋; 5— 5—锚筋锚筋第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道图图6-12 6-12 挑坎构造挑坎构造 (单位:㎜)(单位:㎜)1—1—纵向排水;纵向排水; 2— 2—护坦;护坦; 3— 3—混凝土齿墙;混凝土齿墙; 4—Φ504—Φ50㎝通气孔;㎝通气孔; 5—Φ10 5—Φ10㎝排水管㎝排水管 第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道五、出水渠五、出水渠 出出水水渠渠的的作作用用是是使使溢溢洪洪道道下下泄泄的的洪洪水水顺顺畅畅地地流流入入下下游游河河床床。

      当当消消能能防防冲冲设设施施直直接接与与河河床床连连接接时时,,可可不不另另设设出出水水渠渠此此时时,,必必须须通通过过水水文文计计算算和和洪洪水水调调查查等等方方法法确确定定下下游游河河床床水水位位,,同同时时还还应应考考虑虑建建库库后后可可能能发发生的水位变化生的水位变化出出水水渠渠的的布布置置优优先先考考虑虑利利用用天天然然沟沟谷谷,,并并采采用用必必要要的的工工程程措措施施,,如如明明挖挖或或布布置置成成小小型型跌跌水水,,以以较较小小的的投投资资,,保保证证沟沟谷谷受受到到冲冲刷刷或或坍坍塌塌时时不不影影响响泄泄洪洪和和危危及及当当地地民民房及其他建筑物的安全,使出流平顺归入原河道房及其他建筑物的安全,使出流平顺归入原河道第第二二节节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道一、侧槽溢洪道的布置特点一、侧槽溢洪道的布置特点 侧侧槽槽溢溢洪洪道道一一般般适适用用于于坝坝肩肩山山头头较较高高,,岸岸坡坡较较陡陡,,不利于布置正槽溢洪道且泄流量相对较小的情况不利于布置正槽溢洪道且泄流量相对较小的情况其布置特点:其布置特点: 溢溢流流堰堰在在侧侧槽槽的的侧侧边边,,进进槽槽水水流流从从侧侧向向进进流流,,纵纵向向泄泄流流,,溢溢流流堰堰既既是是低低堰堰也也是是侧侧槽槽的的一一边边槽槽壁壁。

      其其主主要要优优点点是是溢溢流流堰堰可可大大致致沿沿地地形形等等高高线线布布置置,,并并沿沿河河岸岸向向上上游游延延伸伸,,以以减减少少开开挖挖量量其其主主要要缺缺点点是是进进堰堰水水流流首首先先冲冲向向对对面面的的槽槽壁壁,,再再向向上上翻翻腾腾,,产产生生旋旋涡涡,,逐逐渐渐转转向向再再泄泄经经下下游游,,形形成成一一种种不不规规则则的的复复杂杂流流态态,,与与下下游游水水面面衔衔接接难难以以控制,给侧槽的布置造成困难控制,给侧槽的布置造成困难 第第三三节节 侧侧 槽槽 溢溢 洪洪 道道第三节第三节 侧侧 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道 由由于于岸岸坡坡较较陡陡,,侧侧槽槽的的横横断断面面宜宜按按窄窄深深式式布布置置这这样样,,有有利利于于增增加加槽槽内内水水深深,,稳稳定定流流态态在在陡陡峭峭的山坡上,窄深断面要比宽浅断面节省开挖量的山坡上,窄深断面要比宽浅断面节省开挖量 侧侧槽槽溢溢洪洪道道的的溢溢流流堰堰可可采采用用实实用用堰堰、、宽宽顶顶堰堰和和梯形堰,但采用实用堰较多梯形堰,但采用实用堰较多。

      第第三三节节 侧侧 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道图图6-13 6-13 侧槽挖方量比较图侧槽挖方量比较图虚线为窄深断面虚线为窄深断面 实线为宽浅断面实线为宽浅断面第第三三节节 侧侧 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道图图6-14 6-14 侧槽水面曲线计算简图侧槽水面曲线计算简图第第三三节节 侧侧 槽槽 溢溢 洪洪 道道断面逐渐断面逐渐加宽加宽《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道1 1、堰长、堰长侧槽堰长(即溢流前缘长度)与堰型,堰顶高程,堰侧槽堰长(即溢流前缘长度)与堰型,堰顶高程,堰顶水头和溢洪道的最大设计流量有关堰型应根据工顶水头和溢洪道的最大设计流量有关堰型应根据工程规模,流量大小选择,对于大、中型工程一般选择程规模,流量大小选择,对于大、中型工程一般选择实用堰溢流堰长度可接如下公式计算实用堰溢流堰长度可接如下公式计算 ((6-56-5)) 式中:式中: Q——Q——溢洪道的最大泄流量,溢洪道的最大泄流量,m m3 3/s/s;;H——H——堰顶水头,堰顶水头,m m,行近流速水头可忽略;,行近流速水头可忽略;m——m——流量系数,与堰型有关。

      流量系数,与堰型有关二、侧槽设计二、侧槽设计第第三三节节 侧侧 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道2 2、槽底纵坡、槽底纵坡 侧侧槽槽应应有有适适宜宜的的纵纵坡坡以以满满足足泄泄洪洪要要求求由由于于过过堰堰水水流流的的大大部部份份能能量量消消耗耗于于槽槽内内水水体体间间的的旋旋转转撞撞击击,,水水流流的的顺顺槽槽流流速速完完全全取取决决于于水水体体的的自自重重和和水水力力比比降降因因此此,,槽槽底底纵纵坡坡应应有有一一定定的的坡坡度度当当纵纵坡坡较较陡陡时时,,槽槽内内水水流流为为急急流流,,水水流流不不能能充充分分掺掺混混消消能能,,并并且且槽槽中中水水深深很很不不均均匀匀,,最大水深可高于平均水深的最大水深可高于平均水深的5%5%~~20%20% 槽槽底底纵纵坡坡应应取取单单一一纵纵坡坡,,且且小小于于槽槽末末断断面面水水流流的的临临界界坡坡当当槽槽底底纵纵坡坡较较缓缓时时,,槽槽内内水水流流为为缓缓流流,,水水流流流流态态平平衡衡均均匀匀,,并并可可较较好好地地掺掺混混消消能能初初步步拟拟定定时时,,一一般般采采用用槽底纵坡为槽底纵坡为0.050.05左右,最大以不超过左右,最大以不超过0.10.1为宜。

      为宜第第三三节节 侧侧 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道3 3、侧槽横断面底宽(、侧槽横断面底宽( b b0 0、、b bL L )) 为为了了适适应应流流量量沿沿程程不不断断增增加加的的特特点点,,侧侧槽槽横横断断面面底底宽宽应沿侧槽轴向自上而下逐渐加大应沿侧槽轴向自上而下逐渐加大根根据据地地形形地地质质条条件件选选若若干干起起始始断断面面底底宽宽b b0 0 ,,并并经经过过经经济济比比较较确确定定侧侧槽槽末末端端断断面面底底宽宽b bL L可可按按比比值值b b0/ 0/ b bL L确确定定一一般般来来说说,, b b0/ 0/ b bL L值值愈愈小小,,侧侧槽槽开开挖挖量量愈愈省省但但是是,, b b0/ 0/ b bL L过过小小时时,,由由于于槽槽底底需需要要开开挖挖较较深深,,将将增增加加紧紧接接侧侧槽槽末末端端水水流流调调整整段段的的开开挖挖量量因因此此,,合合理理的的b b0/ 0/ b bL L值值应应根根据据槽槽址址的的地地形形地地貌貌条条件件通通过过比比较较确确定定通通常常的的b b0/ 0/ b bL L值值宜采用宜采用0.250.25~~0.650.65〔即〔即 b bL L = =((1.51.5~~4.04.0)) b b0 0 〕。

      〕第第三三节节 侧侧 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道4 4、侧槽横向边坡系数、侧槽横向边坡系数m m 侧槽横向边坡系数侧槽横向边坡系数m m,以较陡为宜,一般采用,以较陡为宜,一般采用=0.3=0.3~~0.50.5;靠溢流堰一侧,溢流曲线以下一般可采用;靠溢流堰一侧,溢流曲线以下一般可采用=0.5=0.5左右第第三三节节 侧侧 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道三、侧槽水力计算要点三、侧槽水力计算要点 侧侧槽槽水水力力设设计计的的目目的的是是选选择择适适宜宜的的侧侧槽槽底底板板纵纵坡坡和和断断面面尺尺寸寸,,以以减减少少开开挖挖量量在在满满足足泄泄洪洪的的前前提提下下,,使使侧侧槽槽水水流流呈呈缓缓流流流流态态,,实实现现水水流流均均匀匀平平稳稳地地进进入入泄泄槽槽,,改改善善后后接接建建筑筑物物的的水水流流条条件件实实践践证证明明,,侧侧槽槽水水流流在在各各级级流流量量下下均均保保持持为为缓缓流流是是难难予予做做到到的的,,但但在在泄泄放放设设计流量时,应保证槽内水流为缓流(即非淹没流)。

      计流量时,应保证槽内水流为缓流(即非淹没流)根根据据水水库库调调洪洪演演算算确确定定的的水水位位、、流流量量、、堰堰顶顶高高程程和和水水头,可按下述步骤进行侧槽的水力计算:头,可按下述步骤进行侧槽的水力计算:第第三三节节 侧侧 槽槽 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道 我我国国《《溢溢洪洪道道设设计计规规范范》》((SL253-2000SL253-2000))规规定定,,在在具具备备合合适适的的地地形形、、地地质质条条件件时时,,经经技技术术经经济济比比较较后后, ,溢溢洪洪道道可可布布置置为为正正常常溢溢洪洪道道和和非非常常溢溢洪洪道道,,必必要要时时, ,正正常常溢洪道可分为主、副溢洪道可分为主、副 非非常常溢溢洪洪道道在在土土石石坝坝枢枢纽纽中中应应用用最最多多,,这这是是因因为为土土石石坝坝一一般般不不允允许许洪洪水水漫漫过过坝坝顶顶的的特特点点决决定定的的作作为为保保坝坝措措施施,,它它的的运运用用任任务务是是宣宣泄泄超超过过设设计计标标准准的的洪洪量量超超设设计计标标准准的的洪洪量量既既包包括括校校核核洪洪水水位位与与设设计计洪洪水水位位之之间间的的洪洪量量,,也也包包括括坝坝址址出出现现超超过过校校核核洪洪水水位位的的特特大大洪洪量。

      量 非非常常泄泄洪洪道道的的启启用用标标准准::一一般般情情况况下下,,当当库库水水位位达达到到设设计计洪洪水水位位后后即即应应启启用用由由于于超超设设计计标标准准的的洪洪水水是是稀稀遇遇的的,,故故非非常常溢溢洪洪道道启启用用机机会会很很少少,,为为此此非非常常溢溢洪洪道的结构布置可以简化些道的结构布置可以简化些第第四四节节 非非 常常 溢溢 洪洪 道道第四节第四节 非非 常常 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道除除了了控控制制段段和和泄泄洪洪能能力力不不能能降降低低标标准准以以外外,,其其余余部部分分都都可可以以简简化化布布置置如如泄泄槽槽可可不不衬衬砌砌,,消消能能防防冲冲设设施施可可不布置,以获得全面综合的经济效益不布置,以获得全面综合的经济效益 非非常常溢溢洪洪道道的的位位置置应应与与大大坝坝保保持持一一定定的的距距离离,,以以泄泄洪洪时时不不影影响响其其他他建建筑筑物物为为控控制制条条件件为为了了防防止止泄泄洪洪造造成成下下游游的的严严重重破破坏坏,,当当非非常常泄泄洪洪道道启启用用时时,,水水库库最最大大总下泄流量不应超过坝址相同频率的天然洪水量。

      总下泄流量不应超过坝址相同频率的天然洪水量非常溢洪道一般分为漫流式、自溃式和爆破引溃式非常溢洪道一般分为漫流式、自溃式和爆破引溃式第第四四节节 非非 常常 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道黄壁庄水库正常溢洪道黄壁庄水库正常溢洪道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道正常溢洪道上游《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道黄壁庄水库非常溢洪道黄壁庄水库非常溢洪道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道新新 增增 非非 常常 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道1—主坝;2—明流泄洪洞;3—孔板泄洪洞:4—排沙洞;5—正常溢洪道;6—非常溢洪道;7—发电引水洞;8—进水塔;9—消力塘;10—主厂房;11—安装场;12—副厂房;13—主变室;14—尾闸室;15—尾水洞;16—开关站;17—灌溉洞小浪底水利枢纽布置小浪底水利枢纽布置《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道一、漫流式一、漫流式漫漫流流式式非非常常溢溢洪洪道道的的布布置置与与正正槽槽溢溢洪洪道道类类似似,,堰堰顶顶高高程程应应选选用用与与非非常常溢溢洪洪道道启启用用标标准准相相应应的的水水位位高高程程。

      控控制制段段((溢溢流流堰堰))通通常常采采用用混混凝凝土土或或浆浆砌砌石石衬衬砌砌,,设设计计标标准准应应与与正正槽槽溢溢洪洪道道控控制制段段相相同同,,以以保保证证泄泄洪洪安安全全控控制制段段下下游游的的泄泄槽槽和和消消能能防防冲冲设设施施,,如如行行洪洪过过后后修修复复费费用用不不高高时时可可简简化化布布置置,,甚甚至至可可以以不不做做消消能能设设施施控控制制段段可可不不设设闸闸门门控控制制,,任任凭凭水水流流自自由由宣宣泄泄溢溢流流堰堰过过水水断断面面通通常常做做成成宽宽浅浅式式,,故故溢溢流流前前缘缘长长度度一一般般较较长长因因此此,,这这种种溢溢洪洪道道一一般般布布置置在在高高程程适宜、地势平坦的山坳处,以减少土石方开挖量适宜、地势平坦的山坳处,以减少土石方开挖量第第四四节节 非非 常常 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道图图6-17 6-17 漫顶自溃式非常溢洪道进水口断面图漫顶自溃式非常溢洪道进水口断面图 单位:单位:m m((a a)国内某水库非常溢洪道示意图()国内某水库非常溢洪道示意图(b b)国外某水库漫顶自溃堤断面图)国外某水库漫顶自溃堤断面图1—1—土堤;土堤; 2— 2—公路;公路; 3— 3—自溃堤各段间隔墙;自溃堤各段间隔墙; 4— 4—草皮护面;草皮护面;5—0.3m5—0.3m厚混凝土护面;厚混凝土护面; 6—0.6m 6—0.6m厚厚1.5m1.5m深的混凝土截水墙;深的混凝土截水墙;7—0.6m7—0.6m厚、厚、3.0m3.0m深混凝土截水面深混凝土截水面第第四四节节 非非 常常 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道二、自溃式二、自溃式 自自溃溃式式非非常常溢溢洪洪道道有有漫漫顶顶溢溢流流自自溃溃式式和和引引冲冲自自溃溃式两种型式。

      式两种型式 漫漫顶顶溢溢流流自自溃溃式式由由自自溃溃坝坝((或或堤堤))、、溢溢流流堰堰和和泄泄槽槽组组成成自自溃溃坝坝布布置置在在溢溢流流堰堰顶顶面面,,坝坝体体自自溃溃后后露露出出溢溢流流堰堰,,由由溢溢流流堰堰控控制制泄泄流流量量,,如如图图6-176-17所所示示自自溃溃坝坝平平时时可可起起挡挡水水作作用用,,但但当当库库水水位位达达到到一一定定的的高高程程时时应应能能迅迅速速自自溃溃行行洪洪为为此此,,坝坝体体材材料料宜宜选选择择无无粘粘性性细细砂砂土土,,压压实实标标准准不不高高,,易易被被水水流流漫漫顶顶冲冲溃溃当当溢溢流流前前缘缘较较长长时时,,可可设设隔隔墙墙将将自自溃溃坝坝分分隔隔为为若若干干段段,,各各段段坝坝顶顶高高程程应应有有差差异异,,形形成成分分级级分分段段启启用用的的布布置置方方式式,,以以满满足足库库区区出出现现不不同同频频率率稀稀遇遇洪洪水水的的泄泄洪洪要要求求浙浙江江南南山山水水库库自自溃溃式式非非常常溢溢洪洪道道,,采采用用2 m2 m宽的混凝土隔墙将自溃坝分为三段宽的混凝土隔墙将自溃坝分为三段第第四四节节 非非 常常 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道各各段段坝坝顶顶高高程程均均不不同同,,形形成成三三级级启启用用形形式式,,除除遇遇特特大大洪洪水水时时需需三三级级都都投投入入使使用用外外,,其其他他稀稀遇遇洪洪水水情情况况只只需需启启用用一一级级或或两两级级,,则则行行洪洪后后的的修修复复工工程程量量亦亦可可减少。

      减少自溃式非常溢洪道的优点:自溃式非常溢洪道的优点:结构简单,施工方便,造价低廉;结构简单,施工方便,造价低廉;缺缺点点是是运运用用的的灵灵活活性性较较差差,,溃溃坝坝时时具具有有偶偶然然性性,,可可能能造造成成自自溃溃时时间间的的提提前前或或滞滞后后国国内内已已建建工工程程一一般般在在6m6m以下 第第四四节节 非非 常常 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道引引冲冲自自溃溃式式也也是是由由自自溃溃坝坝、、溢溢流流堰堰和和泄泄槽槽组组成成 ,,在在坝坝顶顶中中部部或或分分段段中中部部设设引引冲冲槽槽,,如如图图6-186-18所所示示当当库库水水位位超超过过引引冲冲槽槽底底部部高高程程后后,,水水流流经经引引冲冲槽槽向向下下游泄放,并把引冲槽冲刷扩大,使坝体自溃泄洪游泄放,并把引冲槽冲刷扩大,使坝体自溃泄洪这这种种自自溃溃方方式式在在溃溃决决过过程程中中流流量量逐逐渐渐加加大大,,对对下下游游防防护护较较有有利利,,故故自自溃溃坝坝体体高高度度可可以以适适当当提提高高对对于于溢溢流流前前缘缘较较长长的的坝坝,,也也可可以以按按分分级级分分段段布布置置。

      引引冲冲槽槽底高程、尺寸和纵向坡度可参照已建工程拟定槽槽底高程、尺寸和纵向坡度可参照已建工程拟定第第四四节节 非非 常常 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道图图6-18 6-18 某水库引冲自溃坝式溢洪道某水库引冲自溃坝式溢洪道(a)(a)上游立视图;上游立视图; (b)A-A (b)A-A剖面图剖面图1-1-自溃堤;自溃堤;2-2-引冲槽;引冲槽; 3- 3-引冲槽底;引冲槽底;4-4-混凝土堰;混凝土堰;5-5-卵石;卵石;6-6-粘土斜墙;粘土斜墙;7-7-反滤层反滤层第第四四节节 非非 常常 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道 应应当当指指出出,,自自溃溃式式溢溢洪洪道道在在溃溃坝坝泄泄洪洪后后,,需需在在水水位位降降落落后后才才能能修修复复,,如如果果堰堰顶顶高高程程较较低低,,还还会会影影响响水水库库当当年年的的蓄蓄水水量量但但是是,,非非常常溢溢洪洪道道的的启启用用机机遇遇是是很很小小的的,,故故这这种种影影响响一一般般不不大大关关键键的的问问题题是是保保证证自自溃溃土土坝坝在在启启用用时时必必须须能能按按设设计计要要求求被被冲冲溃溃,,为为此此应应参参照照已已建建工工程程经经验验进进行行布布置置,,并并应通过水工模型试验验证。

      应通过水工模型试验验证第第四四节节 非非 常常 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道三、爆破引溃式三、爆破引溃式 与自溃式类似,爆破引溃式非常溢洪道是由溢洪道进与自溃式类似,爆破引溃式非常溢洪道是由溢洪道进口的副坝、溢流堰和泄槽组成当溢洪道启用时,引爆口的副坝、溢流堰和泄槽组成当溢洪道启用时,引爆预先埋设在副坝廊道或药室的炸药,利用爆破的能量把预先埋设在副坝廊道或药室的炸药,利用爆破的能量把布置在溢洪道进口的副坝强行炸开决口,并炸松决口以布置在溢洪道进口的副坝强行炸开决口,并炸松决口以外坝体,通过快速水流的冲刷,使副坝迅速溃决而泄洪外坝体,通过快速水流的冲刷,使副坝迅速溃决而泄洪如果这种溢洪措施副坝较长时,也可分段爆破爆破的如果这种溢洪措施副坝较长时,也可分段爆破爆破的方式、时间可灵活、主动掌握由于这种引溃方式是由方式、时间可灵活、主动掌握由于这种引溃方式是由人工操作的,因而使坝体溃决有可靠的保证图人工操作的,因而使坝体溃决有可靠的保证图6-196-19为为我国沙河水库溢洪道的副坝药室布置图我国沙河水库溢洪道的副坝药室布置图。

      第第四四节节 非非 常常 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道应应当当指指出出,,非非常常溢溢洪洪道道由由于于设设计计理理论论不不完完善善,,实实践践经经验验不不足足,,在在运运用用中中还还存存着着不不少少问问题题,,在在设设计计和和运运用用中中应应谨谨慎慎对对待待若若启启用用不不当当,,将将造造成成不不必必要要的的人人为为洪洪峰峰,,反而会加重下游的灾情反而会加重下游的灾情 第第四四节节 非非 常常 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道图图6-19 6-19 沙河水库副坝药室及导洞布置图沙河水库副坝药室及导洞布置图(单位(单位 高程高程m m,其他为,其他为cmcm))第第四四节节 非非 常常 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 第五章 河 岸 溢 洪 道思考题:思考题: 1 1、、河河岸岸溢溢洪洪道道有有哪哪几几种种主主要要型型式式??其其运运用用特特点如何?点如何? 2 2、简述正槽溢洪道各组成部分的作用简述正槽溢洪道各组成部分的作用。

      3 3、简述溢洪堰的堰形选择和泄槽的布置特点简述溢洪堰的堰形选择和泄槽的布置特点 4 4、简述侧槽溢洪道与正槽溢洪道的不同点简述侧槽溢洪道与正槽溢洪道的不同点 5 5、简述非常溢洪道的类型和作用简述非常溢洪道的类型和作用第第四四节节 非非 常常 溢溢 洪洪 道道《河岸溢洪道》PPT课件 。

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