溢洪道細部構造

2014.09水工建筑物項目化實訓包土石壩實訓包水布埡水電站溢洪道岳城水庫溢洪道上游

岳城水庫溢洪道下游

橋墩水庫溢洪道公伯峽糯扎渡水電站溢洪道細部構造設計工程案例：已知正槽溢洪道引水渠為梯形斷面，底寬為65m，長10m，邊坡為1:1；控制段為不設閘門的寬頂堰，堰寬度為60m，長為30m，邊墻厚1.5m；泄槽為矩形斷面，底寬為60m，長180m，泄槽坡比為1:8，邊墻厚0.5m；采用挑流消能，鼻坎頂高程為434.3m，反弧半徑為35m，挑射角為25度，其它尺寸具體見溢洪道縱剖面圖。進水渠出水渠消能防沖泄槽控制段正槽溢洪道的組成：一、進水渠：作用是將水庫的水平順地引向溢流堰?！镌O計原則：減小水頭損失，增加溢洪道的泄流能力。溢洪道進水口的形式1-喇叭口；2-土壩；3-進水渠土基梯形，巖基近似矩形橫斷面應有足夠大的尺寸，以降低流速，減小水頭損失。一般V=3~5m/s,V不淤＜V＜V不沖新鮮巖石為1∶0.1~1∶0.3風化巖石為1∶0.5~1∶1.0土基為1∶1.5~1∶2.5橫斷面邊坡根據(jù)穩(wěn)定要求確定為了減小糙率，防止沖刷，引水渠宜做襯砌，也可不襯砌。襯砌分為（a）混凝土（b）砌石：其中砌石又分漿砌石和干砌石。引水渠的縱斷面一般做成平底坡或具有不大的逆坡。2縱斷面：1、橫斷面：進水渠出水渠消能防沖泄槽控制段正槽溢洪道的組成：二、溢流堰控制段又叫溢流堰或控制堰，溢洪道的控制段包括：溢流堰及兩側連接建筑物，是控制溢洪道泄流能力的關鍵部位。

控制堰的結構型式，可采用分離式或整體式。分離式適用于巖性比較均勻的地基，整體式適用于巖性均勻性較差的地基。分離式底板，必要時應設置垂直水流方向的縱縫，縫的位置和間距應根據(jù)地基、結構、氣候和施工條件確定?？p內(nèi)均應設置止水。進水渠出水渠消能防沖泄槽控制段正槽溢洪道的組成：三、泄槽為了保護泄槽地基不受高速水流的沖刷破壞及風化破壞，泄槽底部通常都需襯砌。影響泄槽襯砌可靠性的因素是多方面的，而且作用在底板上的荷載不易精確計算。因此泄槽底板的穩(wěn)定主要依靠防滲、排水、止水、錨筋等工程措施來解決。襯砌可以用混凝土、水泥漿砌條石或塊石等型式。大、中型工程，由于槽內(nèi)流速較高，一般用混凝土襯砌，厚度不小于0.3m?？拷r砌的表面沿縱橫向需配置溫度鋼筋，含筋率約0.1%。土基上泄槽通常用混凝土襯砌，襯砌厚度一般要比巖基上的大，通常為0.3~0.5m，需要雙向配筋，各向含筋率約為0.1%。（一）泄槽的橫斷面

1.在巖基上的泄槽多做成矩形或近似矩形的橫斷面，邊坡比大約為1:0.1~1:0.3。

2.非巖基上，一般為梯形斷面，邊坡比不宜緩于1：1.5。

3.泄槽邊墻高度的確定一般V>7~8m/s時，空氣從自由水面進入水體，考慮摻氣。泄槽邊墻高度根據(jù)摻氣后的水面線hb加0.5~1.5m的超高確定。

H邊墻=hb+安全超高（0.5~1.5m）

在泄槽轉彎處的橫斷面，水流流態(tài)復雜，由于彎道離心力及沖擊波共同作用下形成橫向水面差，導致過水斷面外側水深加大，而內(nèi)側水深減小，流態(tài)十分不利。如圖（a）所示：彎道橫向水面超高以槽底中心線為準使渡槽內(nèi)外高差為2ΔZ，見圖（b）。為消除彎道短的水面干擾，保持泄槽軸線的原底部高程、邊墻高程等不變，以利于施工。常將內(nèi)側渠底較軸線高程下降ΔZ，而外側渠底的高程ΔZ。外側抬高ΔZ內(nèi)側降低ΔZ彎道段中心線曲率半徑，m

超高系數(shù)橫向水面差，m

彎道寬度，m彎道的外側水面與中心線水面的高差ΔZ（如圖c）可按下面經(jīng)驗公式計算：泄槽斷面形狀彎道曲線的幾何形狀K值矩形簡單圓曲線1.0梯形簡單圓曲線1.0矩形帶有緩和曲線過渡段的復曲線0.5梯形帶有緩和曲線過渡段的復曲線1.0矩形既有緩和曲線過渡段，槽底又橫向傾斜的彎道0.5橫向水面超高系數(shù)K值

（二）泄槽的構造1.襯砌：（1）目的：防止沖刷，保證泄槽安全泄水。（2）總要求：光滑平整可減小糙率，防止空蝕、負壓的產(chǎn)生。止水可靠防止高速水流鉆入縫內(nèi)將底板掀起。排水暢通可有效降低揚壓力，增加襯砌的穩(wěn)定性。堅固耐用能抵抗水流沖刷、溫度、風化等作用，延長壽命。（3）類型：（4）厚度：條石或塊石：30~60cm混凝土：20~40cm，V高的大中型工程30~50cm,土基條石或塊石襯砌—巖基上V＜15m/s的中小型工程。砼襯砌v高的大中型工程或土基。(a)平面布置圖；（b）縱剖面圖

1—進水渠；2—混凝土護底；3—檢修門槽；4—工作閘門；5—帷幕；6—排水孔；7—橫縫；8—縱縫；9—工作橋；10—公路橋；11—開挖線；2.襯砌的分縫與止水為控制溫度裂縫的發(fā)生，除配溫度筋外，需要縱、橫向的伸縮縫將襯砌分為塊狀，防止地基不均勻沉陷。（1）基巖：6~12m（2）土基：15m左右或更長（3）伸縮縫內(nèi)設止水，防止砌塊掀起縱縫做成鍵槽式或平接式橫縫做塔接式，防止襯砌底板沿地基面滑動（4）施工縱橫縫（1）基巖：6~12m（2）土基：15m左右或更長（3）伸縮縫內(nèi)設止水，防止砌塊掀起縱縫做成鍵槽式或平接式1-止水；2-橫向排水；3-灰漿座墊；4-齒墻；5-透水墊層；6-縱向排水管止水：縫內(nèi)設止水，防止高速水流鉆入泄槽底板，掀起底板3.襯砌的排水為減小襯砌所受的滲透壓力，襯砌的縱縫和橫縫下面應設有排水設備，縱橫向排水相互連通，滲水集中到縱向排水再排向下游。（橫向排水縱向排水排入下游）（1）巖基上的橫向排水設備開挖成30×30cm的溝槽，槽內(nèi)填碎石。為防止灰漿進入堵塞，上用混凝土板或瀝青油氈蓋好。（2）縱向排水設備多為缸瓦管，φ10~20cm，管周填礫石，管接口不封閉，以便收集滲水。（4）粘性土地基做反濾層。（3）土基在底板下做平鋪式排水，碎石層30cm。橫縫與排水構造縱縫與排水構造12—搭接線；13—鍵槽縫；14—平接縫；15—橫向排水管；16—縱向排水管；17—錨筋4.底板錨固在巖基上應注意將表面風化破碎的巖石挖除。有時用錨筋將襯砌和巖基連在一起，以增加襯砌的穩(wěn)定性。錨筋通常采用25mm或更大，間距約為1.5~3.0m，插入深度大至為40~60倍的鋼筋直徑。對于可能發(fā)生不均勻沉陷或不設錨筋的泄槽底板，應在底板的上游端設置齒墻，并采用上下游板塊的全搭接橫縫。岳城水庫5.泄槽邊墻的構造（1）橫斷面：可由地基條件、泄槽橫斷面的形狀而定。常為（2）構造：與地板基本相同都需要分縫、止水、排水，頂部設有平臺，有利于通行。擋土墻式土基，如圖（a）、（b）襯砌式巖基，如圖（c）6.防空蝕措施對于流速大于15m/s的水工建筑物，如進水口、門槽、挑流鼻坎等應慎重選擇其體型；對于流速大于20m/s的區(qū)域，更應予以重視。摻氣減蝕設施可采用挑坎、跌坎通氣槽及其各種組合形式。進水渠出水渠消能防沖泄槽控制段正槽溢洪道的組成：四、消能防沖設施1.消能方式：（1）底流式：適用于地質(zhì)條件較差或溢洪道出口距壩較近的情況。（2）挑流式：適用于水頭大，有較好的巖基或泄槽末端遠離攔河壩，挑流沖刷坑不影響建筑物的安全。a.重力式消能b.襯砌式消能挑流式2.設計原則：同溢流壩，唯有泄槽末端的挑流坎構造與溢流堰的鼻坎不同，現(xiàn)說明如下：挑流坎重力式：土基，如圖（a）。襯砌式：（堅硬完整）巖基，如圖（b）。用錨筋與巖基連接，可減少開挖與砼量?！锾袅骺驳臉嬙欤嚎采闲柙O通氣孔、排水孔?！镒饔猛饪祝合蛩嘞卵a氣，減免真空影響挑距和空蝕。排水孔1-縱向排水；2-護坦；3-混凝土齒強；4-φ50cm通氣孔；5-φ10cm排水管坎上排除反弧段積水坎下排除滲水，降低墻后滲水壓力進水渠出水渠消能防沖泄槽控制段正槽溢洪道的組成：★出水渠的作用：將消能后的水流平順地引入下游河道。五、出水渠當泄槽下泄的水流經(jīng)過消能后，不能直接進入原河道時需要設出水渠?！锍鏊?.人工出水口如無天然河道，則需人工挖明渠。1.利用原天然河道盡量短、直，底坡也應盡量接近于下游原河道的平均底坡，水流才能平順下泄。實際工程案