岸边溢洪道设计概述PPT课件
72页1、水工建筑物课件水工建筑物课件 第七章 岸边溢洪道 7.1 概述 7.2 正槽溢洪道 7.3 侧槽溢洪道 7.4 非常泄洪设施 本章的主要内容: 7.1 概述 土坝水利枢纽的三大件土坝、溢洪道、隧洞。 溢洪道是水库的太平门,泄洪保坝是主要作用。本章重 点讨论土石坝枢纽中的岸边溢洪道。 1、设计要求 过得去能通过设计的泄流量(控 制段)。 泄得下主要指泄槽的设计要满足 泄流要求。 冲不垮主要指泄槽和下游消能工 在高速水流作用下不发生破坏。 一、设计要求和优点 2、优点 超泄能力大(表孔)。 闸门总作用力P小,操作检修 方便,安全可靠。 二、类型 1. 正槽溢洪道堰轴线与泄槽轴线接近 正交,过堰水流的流向与泄槽的轴线方向一致。 2. 侧槽溢洪道堰设在侧槽一侧,过堰水 流在侧槽内转向约90o后经泄槽泄下。适应于坝址 处山头较高,岸坡陡峭时,无合适地形布置正槽 溢洪道或开挖量过大。缺点是流态不如正槽溢洪 道。 3 井式溢洪道在平面上进口为一环形 溢流堰,水流过堰后,经竖井和隧洞泄出。 当水位上升,喇叭口溢流堰顶淹没后,堰 流即转变为孔流,所以井式溢洪道的超泄能力 较小。当宣泄小流量,井内的水流连
2、续性遭到 破坏时,水流很不稳定,容易产生振动和空蚀 。 我国目前较少采用。 4. 虹吸溢洪道与坝体结合在一起,利用 虹吸作用,能在较小的H下得到较大的泄流量,水 流出虹吸管后由泄槽泄下。 优:管理方便,可自动泄水和停止泄水,能 比较灵敏地自动调节上游水位。 缺:结构复杂;管内检修不便;进口 易堵塞;真空度较大时,易引起空蚀;超泄能 力较小。 7.2 正槽溢洪道 一、组成与布置原则 1.组成 引水渠溢洪道同水库的连接段。 控制段是水库下泄洪水的口门,控制泄流 能力。 泄槽将过堰洪水安全地泄向下游。 消能段消散多余能量,使水流平缓进入尾 水渠或直接注入下游河道。 尾水渠解决泄流的归河问题。 2.布置原则 安全、经济、便于施工和管理。 地形线路要尽量的直、短,利用枢纽附 近合适的马鞍形垭口,如无垭口可利用和中缓的岸 坡;在坡陡情况下,选用侧槽式。 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。 枢纽布置溢洪道进口应位于水流 顺畅处,与土石坝应有
3、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。下游出口应距坝脚及其它建筑物 保持一定距离(200m),太近则须增设合适的 防护建筑物。 施工对出渣路线及堆料场都 要合适地布置,有可能利用开挖的土石方 量来填筑土石坝,避免各建筑物施工相互 干扰。 管理运行方便、安全、可靠, 解决好溢洪道与大坝之间的交通问题和通 讯问题。 一、引水渠 尽量不设引水渠,只设一个喇叭口;当地形上 需设引水渠时,要求引水渠水流平顺,水头损失小, 增加泄水能力,减少工程量。应注意的几个问题: 1、引水渠上尽量直、短(水流平顺,可防止旋 涡和横向水流)当受地形、地质等条件限制,引水 渠必须较弯,其转弯半径R(46)B,弯道至溢 流堰应有d(23)H直线长度,以便调整水流使 之均匀平顺入堰。 2、v、i v应大于悬移质不淤流速,小于渠道的不 冲流速,设计流速宜采用v=35m/s。(碧口 岸边溢洪道,v= 5.8m/s) 引水渠底坡可做成:i=0或逆坡,不设正 坡。 3、引水渠的过水断面一定要大于控制段的 过水断面。 4、开挖和衬砌 岩基:接近矩形
4、。新鲜岩石为1:0.1 1:0.3,风化岩1:0.51:1.0。可不衬 砌。 土基:梯形。边坡根据土坡稳定要求 确定,一般1:1.51:2.5。要衬砌混凝土 板、浆砌石护面。 二、控制段(溢流堰) 作用:控制溢洪道的过水能力。 1.堰型 (1)宽顶堰结构简单,施工方便, m=0.320.385,Q小,适用中、小型工程。 实用堰m=0.470.49,Q大,Q相同,需 要的溢流前缘较短,工程量相对较小,但施工较复 杂。适用大、中型水库,特别是岸坡较陡时多用。 (3)驼峰堰是一种复合圆弧的低堰,是从 工程实践中总结出来的一种堰型 。m=0.400.46。 岳城水库溢洪道采用驼峰堰。 折线形堰为获得较长的溢流前沿,在平 面上将溢流堰做成折线形,称折线形堰。堰体由若 干个折线组成,形同迷宫,也称为迷宫堰。 体形设计要求:尽量增大流量系数,但要控制 泄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 2.实用堰 多采用非真空堰。 高堰:P1/Hd1.33, 低堰:0.3P1/Hd1.33,其流量系数m介于 重力坝和宽顶堰之间。 定型水头:Hd(0.650.85)Hmax。 上游
5、堰高:P10.3Hd; 下游堰高:P20.6Hd。 反弧半径:R=(36)h(h为校核洪水 位 闸门全开时反弧最低点的水深) 当反弧下游为平直段或消力池护坦时, R=(612)h。v大时宜选用较大值。 3.堰顶高程的确定(同重力坝 ) 不设闸门堰正常 设闸门堰设计 - Hd 三、泄槽 水力特征:底坡陡,急流。由于流速高,故会产生明渠 中高速水流的问题:冲击波、水流掺气、空蚀、压力脉动, 应采取相应的措施。 (一)泄槽的平面布置及纵、横剖面 1、平面 (1)为使水流平顺,减少冲击波,平面宜尽量采用直线 、等宽、对称布置。 (2)泄槽长,受地质、地形条件限制,不能完全做成直 线,需要转弯, R10b(b:陡槽直线段的平均宽度)。 (3)为了减小泄槽末端的单宽流量,以利于消能防冲, 有时在泄槽末端设扩散段。 2、纵断面 (1)v大,一般设在挖方上。 (2)iik 最好一坡到底。常用i=15,有 时可达1015,在坚硬的岩基上有用到1:1的。 (3)当坡度由陡变缓时,i1i2,需用反弧连接, R(36)h(变坡处的断面水深),v大者宜取大值 。 (4)当坡度由缓变陡时,i1i2,应采用射流抛物
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