资源描述：
《水利枢纽中正槽溢洪道泄槽的设计分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、水利枢纽中正槽溢洪道泄槽的设计分析 摘要：随着经济的发展，水利工程的发展也在进一步推进，而在水利工程中，泄洪建筑物是不可缺少的重要部分，所以水利枢纽的泄槽设计就显得极为重要。本文主要就水利枢纽中正槽溢洪道泄槽设计进行了分析研究。关键词：水利枢纽正槽溢洪道泄槽设计中图分类号：TV文献标识码：A引言近年来，洪水频发给人们的生命以及财产安全造成了严重威胁，所以水利枢纽的防洪泄槽就显得尤其重要。必须要注重水利枢纽中正槽溢洪道泄槽设计，确保水利的正常运行。而正槽溢洪道通常由引水渠、控制段、泄槽、出口消能段及尾水渠等部分组成,溢流堰轴线与泄槽轴线接近正交,过堰水流流向与泄槽轴线方
2、向一致。其中,控制段、泄槽及出口消能段是溢洪道的主体，注重溢洪道主体的设计与管理是做好水利工程的关键所在。一、泄槽的布置1、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。但实际工程中受地形、地质条件的限制,有时泄槽7很长,为减少开挖、衬砌工程量或避免地址软弱带等,往往做成带收缩段和弯曲段的型式以及扩散段。(l)收缩段。泄槽段水流属于急流,如必须设置收缩段时,其收缩角也不宜太大。当收缩角太大时,必须进行冲击波计算,并应通过水工模型试验验证。收缩段最大冲击波波高由总偏转角大小决定,而与边墙偏转过程无关。因此,为了减小冲击波高度,采用
3、直线形收缩段比圆弧形收缩段为好。当收缩角较小时,冲击波较小,不一定要进行冲击波计算,可直接采用经验公式计算收缩角。(2)弯曲段。泄槽弯曲段通常采用圆弧曲线,弯曲半径应大于10倍槽宽。弯曲段水流太复杂,设计的主要问题在于使断面内的流量分布趋近均匀,消除或抑制冲击波。弯曲段的水力设计方法很多,大体可分为两类:施加侧向力,即采取工程措施,向弯曲段水流施加作用力,使它与水流所受的离心力相平衡,以达到消除干扰的目的。渠底超高法,弯曲导流墙法等方法都属于这一类。干扰处理法,即在曲线的起点和终点,引入与原来的干扰大小相等但相位相反的反扰动,以消除原来的扰动影响。复曲线段法、螺旋线过度
4、段法和斜坎法就是基于这个原理提出来的。（3）扩散段7扩散段必须保证水流扩散时不发生脱离边墙的现象。目前扩散段冲击波理论还很不成熟，解决问题的最好办法是通过模型试验，找出良好的边墙体形。在初步设计时，可根据急流与边墙不发生分离的条件来确定扩散角ϕ。在实际设计时采用单一的扩散角，按直线扩散的扩散角ϕ一般不宜超过6-8º。2、横断面设计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,边坡比为1:1一1:2;在岩基上的泄槽多做成矩形或近于矩形的横断面,边坡比为1:0.1一1:0.3。泄槽的过水断面通过水力计算确定。由于水流条件的复杂
5、性,有许多问题在理论上还不够成熟,不能建立确定的解析关系。上面给出的计算式是在引入若千假定,经过简化后得到的,因而是近似的。对于重要工程还应通过模型试验进行选型和确定尺寸。3、纵剖面布置泄槽纵剖面设计主要是决定纵坡。泄槽纵坡必须保证泄流时,溢流堰下为自由出流和槽中不发生水跃,使水流始终处于急流状态。因此,泄槽纵坡必须大于临界坡度。为了减小工程量,泄槽沿程可随地形、地质变坡,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。二、泄槽边墙高度的确定7泄槽边墙高度根据计算水深，并考虑冲击波、弯道及水流掺气的影响，再加一定的
6、安全超高来确定。计算水深按宣泄最大泄量时泄槽水面线考虑。安全超高一般取0.5-1.5米。同时也要考虑到设计标准，以此来确定泄槽边墙高度。三、泄槽的衬砌为了保护泄槽免遭冲刷和岩石不被风化，大中型工程一般都用混凝土衬砌。衬砌接缝表面应平整，要做好接缝止水和底部排水。为增强衬砌稳定，对岩基可用锚筋加固，对土基可采用锚筋桩。对于高水头、大流量的溢洪道为防范空蚀破坏，可设置掺气减蚀装置或控制过水表面不平整度。具体包括以下几个方面的内容：1、岩基上泄槽的衬砌。岩基上泄槽的衬砌可以用混凝土、水泥浆砌条石或块石以及石灰浆砌块石水泥浆勾缝等型式。对于大、中型工程,由于泄槽中流速较高,一般
7、多采用混凝土衬砌。混凝土衬砌厚度不宜小于30cm，为防止产生温度裂缝,需要设置纵横缝。由于岩基的约束力较大,分缝距离不宜太大,一般约为10-15米(当衬砌厚度较小、温度变化较大时,取小值)。靠近衬砌表面沿纵横向需配制温度钢筋,含钢率约为0.1%。在施工时要做到接缝处衬砌表面平整,特别要防止下游块底板高出上游块底板。国外有小坝工程,在高流速处将紧靠横缝下游块底板的边缘降低12.7毫米,并以1:127或更缓的斜坡升高至原底板高程,受到了减小脉动压力和防止空蚀破坏的效果,可供设计参考。做好接缝止水是底板防冲的一项重要措施,止水效果好,可隔绝水流
