中小型水库溢洪道规划布局设计常见问题和措施

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1、中小型水库溢洪道规划布局设计常见问题和措施　　摘要：溢洪道的设计和布置合理与否，不仅直接影响到水库的安全，而且关系到整个工程造价。土石坝一般中小型溢洪道，约占水库枢纽工程造价的25-30%及劳动力的25%，故溢洪道合理的布局和选型，在水库工程设计中是一个比较重要的环节。关键词：溢洪道；规划布局；问题及对策中图分类号：TU98文献标识码：A引言溢洪道设计具有非常重要的作用，它直接影响着整个工程的是否能够用到现实中，充分发挥它的防洪减压作用，溢洪道合理的设计能够提高施工的效率，降低成本，这样就能控制投资成本，按照预算的资金进行施

2、工。土石坝一般中小型溢洪道，约占水库枢纽工程造价的30%，故溢洪道合理的布局和选型，在水库工程设计中是一个比较重要的环节。如果能够有效地控制成本，这将会是很大一部分收益，所以坚决把好设计大关。一、常见问题1、溢洪道设计的平面弯道半径过大和收缩过剧7在溢洪道陡坡段布置有弯道时，由于弯道流态、流势剧烈变化，导致左右岸产生了水面差，这时凹岸水面壅高，并在下游衔接的平直段内产生折冲水流，大大影响了泄流能力和消能效果。另外陡坡段或缓流段的过剧收缩，也会发生显著的壅水和流态变化，并对溢洪道衬砌造成冲击，如砌护过高会增加投资，砌护过低了又

3、不安全。2、溢洪道纵横剖面及平面布置设计不当，是陡坡设计比降过陡部分溢洪道布置在非岩性山坡上，其底部未做有效的反滤衬砌，致使渗水后易产生滑坡；结构上也不稳定。在横断面设计中，有些工程对两侧山坡开挖坡度注意不够，有的过陡，加上衬砌厚度偏薄，不能满足抗滑抗倾稳定，也易造成坍方和滑坡；平面布置上，存在着上下游断面连接不配套，形成“瓶颈”现象，从而影响了泄洪能力；此外溢洪道末端与河道衔接部分注意不够，导致有的末端高出河床很多，有的末端未做砌护处理，常造成严重冲刷，并向上延伸，直至整个建筑物破坏。3、一般水力设计方法尚不够完善7如果在

4、溢洪道进口布置有引洪平流段的情况下，由于水力计算中忽略了平流段进口水位的壅高（即水头损失）。而实际壅高有时较大，不可忽视。有些设计对溢洪道的消能工的设计考虑不够充分，或者型式选择不当，导致消力池长度和深度均不能满足需要，消能不够充分，致使下游河段发生严重冲刷。4、在结构设计中对泄洪的特点和基础特性考虑不周溢洪道下泄的高速水流具有很强的冲出力、急流的掺气和脉动现象十分显著，常会产生剧烈的震动；有些溢洪道采用低标号的浆砌石或砼砌护，且砌护厚度与边坡砌护高度都不能适应结构稳定要求，因而不能抵御高流速的冲刷；有些非岩基上的溢洪道设计

5、时，底部几乎没有反滤排水设备，极易发生塌滑；有些大面积圬工砼衬砌由于未设伸缩沉陷缝，致使溢洪道衬砌发生一些裂缝，总之这些都使工程安全受到影响。5、溢洪道弯道半径设计过大溢洪道设计的弯道半径过大及其收缩过剧，对溢洪道的泄流十分不利，尤其在溢洪道陡坡段布置有弯道时，流势剧烈变化、弯道流态导致两岸产生了水面差，凹岸水面壅高，并在下游衔接的平直段内产生折冲水流，直接影响着泄流能力和效果。陡坡段过剧收缩，也会发生壅水与流态变化，并对溢洪道衬砌造成冲击。二、规划布局设计对策1、规划布局7溢洪道工程的规划布局应尽量利用有利地形地貌，既要经

6、济合理又要保证安全。如大坝附近有天然山坳可以布设溢洪道则最为理想，如主坝口子狭窄无法布置正堰则可考虑选择侧槽式溢洪道。其规划布置的主要原则是：基础坚硬均一，线路短，无弯道，出口远离坝体；工程严禁布置在滑坡或崩塌体地上。溢洪道通常由四个主要部分组成：引流段（进口段）、控制段（堰流段）、泄流段（陡坡、急流段）及消能工。2、引流段（进口段）为引流平顺其进口形状最好做成喇叭口，为减小损失其长度不宜过长。如因地形所限必须在该段内设置弯道时，则应使弯曲段尽量平缓外、还应使弯道与下游衔接段和出口段尽量远离坝脚，以免冲刷坝脚。引流段截面一般

7、选用梯形或矩形，当流速≤1-2米/秒时一般可不砌护，但与坝端邻近和紧接控制建筑物的范围内应砌护一定长度，同时在弯道二侧的凹岸亦应砌护，如为坚硬的岩基则可不考虑。3、控制段为方便控制段与坝体两岸建筑物的连接，一般可将其布置在坝肩位置。根据各工程的水力、地形、地质等条件，来选择溢洪道的型式。通常，开敞式溢洪道则具有一定的超泄能力，也有利于日后的运行管理，是进行中小型水库溢洪道布置中的优先考虑方案。为使水流平顺，堰口与上游的引流段可用渐变段连接，其边墙的收缩角度控制在12°以内为佳。一般说来，堰体的宽度大于3倍的堰上水头，且岩基上

8、的最大单宽流量为707m3/s，土基上则为20m3/s。堰顶如设工作闸门，则设计闸门时，需配有可靠的备用电源或者手动装置，启闭机的容量选取时，也应在计算时预留稍大一些的安全余量，避免因树枝或垃圾阻塞门槽时，闸门无法正常启吊，这点尤其需要引起足够重视。4、泄流段（陡坡、急流段）该段平面均采用