河岸溢洪道介绍 下载本文

溢洪道的溢流孔口尺寸,主要是溢流堰堰顶高程和溢流前沿宽度的确定。其设计方法与溢流重力坝基本相同。但由于溢洪道出口一般离坝脚较远,其单宽流量可以比溢流重力坝所采用数值大一些。闸墩的型式和尺寸应满足闸门(包括门槽)、交通桥和工作桥的布置、水流条件、结构及运行检修等的要求。当有防洪抢险要求时,交通桥与工作桥必须分开设置,桥下净空应满足泄洪、排凌及排漂要求。

三、泄槽

正槽溢洪道在溢流堰后多用泄槽与消能防冲设施相连,以便将过堰洪水安全地泄向下游河道。河岸溢洪道的落差主要集中在该段。

(一)泄槽的衬砌 1、泄槽衬砌应满足条件:

⑴.表面光滑平整,不至引起不利的负压和空蚀;⑵.分缝止水可靠,避免高速水流浸入底板以下,因脉动压力引起破坏;⑶.排水系统通畅,以减小作用于底板上的扬压力;⑷.材料能抵抗水流冲刷;⑸.在各种荷载作用下能保持稳定;⑹.适应温度变化和一定的抗冻融循环能力。

影响泄槽衬砌可靠性的因素是多方面的,而且作用在底板上的荷载不易精确计算。因此,衬砌设计应着重分析具体的地质、流速、工程规模、气候和施工条件,采取相应的构造措施。

2、岩基上泄槽的衬砌

①岩基上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。 石灰浆砌石水泥勾缝,适用于流速小于10m/s的小型水库溢洪道。水泥浆砌条石或块石适用于流速小于15m/s的中、小型水库,厚度一般为0.3~0.6m。

大、中型工程,由于槽内流速较高,一般用混凝土衬砌,衬砌厚度不小于0.3m。

②为防止产生温度裂缝,在衬砌上应设置横缝和纵缝。衬砌的纵横缝一般用平缝,接缝处衬砌表面应结合平整,当地基不均匀性明显时,垂直水流方向的横缝一般用搭接的型式,特别要防止下游表面高出上游表面。在良好的地基上有时也可用键槽缝。对于平行水流方向的纵缝,可适当降低要求,一般可用平接式。

纵横缝的间距应考虑气候特点、地基约束情况、混凝土施工(特别是温度)条件,根据类似工程的经验确定,其大小一般采用10~15m。靠近衬砌的表面沿纵横向需配置温度钢筋,含筋率约0.1%。

衬砌分缝的缝宽一般多采用1~2cm,缝内必须做好止水,

衬砌的纵缝和横缝下面应设置排水设施,且互相连通渗水集中到纵向排水内排向下游。

③纵向排水通常是在沟槽内放置缸瓦管,管径视渗水大小确定,一般采用10~20cm。管接口不封闭,以便收集渗水,周围用1~2cm的卵石或碎石填满,顶部盖混凝土板或沥青油毛毡等,以防止浇筑混凝土时灰浆进入造成堵塞。

横向排水通常是在岩石上开挖沟槽,尺寸视渗水大小而定,一般采用0.3m×0.3m。为了防止排水管有可能被堵塞而影响排水,纵向排水管至少应有两排,以确保排水通畅。

④泄槽边墙的构造基本上与底板相同。边墙的横缝间距与底板一致,缝内设止水,其后设排水并与底板下的排水管连通。在排水管靠近边墙顶部的一端设通气孔以便排水通畅。

边墙的断面型式,根据地基条件和泄槽断面形状而定,岩石良好,可采用衬砌式,厚度一般不小于30cm,当岩石较弱时,需将边墙做成重力式挡土墙。混凝土边墙顶宽应不小于0.5m,以利通行。

3、土基上泄槽的衬砌

①土基上泄槽通常用混凝土衬砌。由于土基与衬砌之间没有粘结力,而且不能采用锚筋,所以衬砌厚度一般要比岩基上的大,通常为0.3~0.5m。

②混凝土衬砌的横缝必须须用搭接的形式,有时还在下块的上游侧设齿墙,以防止衬砌沿地基面滑动,

如图所示。齿墙应配置足够数量的钢筋齿墙应配置足够数量的钢筋,以保证强度。

纵缝有时也做成搭接式,缝中设止水填料,并设水平止水片。如图所示。由于土基对混凝土板伸缩的约束力比岩基小,所以可以采用较大的分块尺寸,纵横缝的间距可用15m或稍大,以增加衬砌的稳定性和整体性。衬砌需要双向配筋,各向含筋率约为0.1%。

③在衬砌底板下面,设置厚约30cm的碎石垫层,形成平面排水,以减小底板承受的渗透压力。如果地基为粘性土,先铺一层厚0.2~0.5cm的砂砾垫层,垫层以上再铺卵石或碎石排水层,或在砂砾层中做纵、横排水管,管周围做反滤层。如果地基为细砂,应先铺一层粗砂,再做碎石排水层、以防止渗透破坏。

四、消能防冲设施

1、溢洪道宣泄的洪水,单宽流量大,流速高,能量集中。因此,消能防冲设施应根据地形、地质条件、泄流条件、运行方式、下游水深及河床抗冲能力、消能防冲要求、下游水流衔接及对其他建筑物的影响等因素,通过技术经济比较选定。

2、河岸式溢洪道一般采用挑流消能或底流消能。

3、挑流消能一般适用于较好岩石地基的高、中水头枢纽。挑坎下游常做一段短护坦以防止水流量时产生贴流而冲刷齿墙底脚。为避免在挑流水舌的下面形成真空,影响挑距,应采取通气措施,见图底流消能一般适用于土基或破碎软弱的岩基上。

五、出水渠

溢洪道下泄水流经消能后,不能直接泄入河道而造成危害时,应设置出水渠。出水渠的作用是将消能后的水流平顺地引入下游河道。选择出水渠线路应经济合理,其轴线方向应尽量顺应河势,利用天然冲沟或河沟。

总结:本节重点讲述了正槽式溢洪道的组成,以及部分的构造要求。

复 习 题

1、 正槽溢洪道和侧槽溢洪道主要区别是什么?各由哪几部分组成?各组成部分作用是什么? 2、 泄槽衬砌应满足什么要求?

3、 为什么要设置非常溢洪道?非常溢洪道有哪几种型式? 4、 溢洪道在运用中存在的主要问题是什么?

授课题目:第五章 河岸溢洪道 第三节 侧槽溢洪道 第四节 非常溢洪道

教学目的:掌握侧槽式溢洪道的组成,适用条件和特点;非常溢洪道的三种形式以及它们各自的特点和

适用范围。

教学重点:侧槽式溢洪道的组成,适用条件和特点;非常溢洪道的三种形式 。 教学难点:侧槽式溢洪道的适用条件和特点。 教学过程:

组织教学:师生问好,清查人数。

复习提问:正槽式溢洪道的由哪几部分组成?

导入新课:侧槽溢洪道一般适用于坝址山头较高、岸坡较陡、岩石坚固而泄量较小的情况。

这种型式的溢洪道多用于中小型工程。在建筑物运行期间可能出现超过设计标准的洪水,由于这种洪水出现机会极少,泄流时间也不长,所以在枢纽中可用结构简单的非常溢洪道来渲泄。

讲授新课:

第三节 侧槽溢洪道

一、侧槽溢洪道的布置特点

组成:由控制段、侧槽、泄槽、消能防冲设施和出水渠等部分。

适用条件:一般适用于坝址山头较高、岸坡较陡、岩石坚固而泄量较小的情况。这种型式的溢洪道多用于中小型工程。

特点:溢流堰可采用实用堰,堰顶一般不设闸门。根据地形、地质条件,堰后可以是开敞明槽,也可以是无压隧洞,也可利用施工导流隧洞,如图所示。侧槽溢洪道与正槽溢洪道的主要区别在于侧槽部分,其它部分基本相同。

第四节 非常溢洪道

在建筑物运行期间可能出现超过设计标准的洪水,由于这种洪水出现机会极少,泄流时间也不长,所以在枢纽中可用结构简单的非常溢洪道来渲泄。

非常溢洪道:漫流式、自溃式、爆破引溃式三种。

一、漫流式非常溢洪道

这种溢洪道与正槽溢洪道类似,将堰顶建在准备开始溢流的水位附近,而且任其自由漫流。这种溢洪道的溢流水深一般较小,因而堰长较大,多设于垭口或地势平坦之处,以减少土石方开挖量。如大伙房水库为了渲泄特大洪水,1977年增加了一条长达150m的漫流式非常溢洪道。

二、自溃式非常溢洪道

这种形式的溢洪道是在非常溢洪道的底板上加设自溃堤,堤体可根据实际情况采用非粘性的砂料、砂砾或碎石填筑,平时可以挡水,当水位达到一定高程时自行溃决,以渲泄特大洪水。按溃决方式可分为溢流自溃和引冲自溃两种形式。如图6-30、6-31所示。

溢流自溃式构造简单、管理方便,但溢流缺口的位置和自溃时间无法进行人工控制,有可能溃坝提前或滞后。一般用于自溃坝高度较低,分担洪水比重不大的情况。当溢流自溃坝较长时,可用隔墙将其分成若干段,各段采用不同的坝高,满足不同水位的特大洪水下泄,避免当泄量突然加大时给下游造成损失。

引冲自溃式是在自溃坝的适当位置加引冲槽,当库水位达到启溃水位后,水流即漫过引冲槽,冲刷下游坝坡形成口门并向两侧发展,使之在较短时间内溃决。在工程中应用较广泛。

三、爆坡引溃式非常溢洪道

爆破引溃式溢洪道是当需要泄洪时引爆预埋的炸药,使非常溢洪道的坝体形成一定尺寸的爆破漏斗,形成引冲槽,通过坝体引冲作用使其在短时间内迅速溃决,达到泄洪目的。

由于非常溢洪道的运用机率很小,实践经验还不多,目前在设计中如何确定合理的洪水标准、非常泄洪设施的启用条件及各种设施的可靠性等,尚待进一步研究解决。

总结:本节重点讲述了侧槽式溢洪道的组成,适用条件和特点;非常溢洪道的三种形式。

复 习 题

1、 为什么要设置非常溢洪道?非常溢洪道有哪几种型式?

授课题目:第五章 河岸溢洪道 第五节 溢洪道的运用管理 教学目的:掌握溢洪道存在的主要问题及原因以及主要处理措施。 教学重点:溢洪道存在的主要问题及原因以及主要处理措施。