水工概论 泄水建筑物

1、第二节 泄水建筑物1 溢流重力坝既能挡水又能通过坝顶溢流,又是泄水建筑物, ，坝体设计除要满足稳定和强度要求外，还要满足下列要求：1、要有足够的泄水能力（孔口尺寸、孔口体形、流量系数）2、除了满足强度稳定条件外，还要满足泄洪要求（要尽量减小高速水流带来的问题：负压、振动；下游流态平瞬，减小局部冲刷；控制水流设备） 溢流重力坝的工作特点2 1.有足够的孔口尺寸、良好的孔口体形和泄水时具有较高的流量系数。 2.使水流平顺地流过坝体，不产生不利的负压和振动，避免发生空蚀现象。 3.保证下游河床不产生危及坝体安全的局部冲刷 4.溢流坝段在枢纽中的位置，应使下游流态平顺，不产生折冲水流，不影响枢纽中其他

2、建筑物的正常运行。 5.有灵活控制水流下泄的设备，如闸门、启闭机等。 （一）工作特点：3（二）溢流坝的剖面溢流坝的基本剖面呈三角形。其实用断面是将三角形上部和坝体下游斜面做成溢流面，且溢流面外形应具有较大的流量系数，使泄流顺畅，坝面不发生空蚀。4 1.顶部曲线段 采用较广泛的非真空剖面曲线有克-奥曲线和幂曲线(或称WES曲线)两种。 2.中间直线段中间直线段与坝顶曲线和下部反弧段相切，坡度与非溢流坝的下游坝坡相同。3、下游反弧段 通常采用圆弧曲线，其反弧段半径应视下游消能设施而定。5（三） 孔口形式 1.开敞溢流式 6（三） 孔口形式 1.大孔口溢流式 7四、溢流坝的结构布置(一)闸门和启闭机

3、工作闸门 事故闸门检修闸门1.闸门平面闸门弧形闸门平面闸门 浮箱闸门叠 梁2.启闭机活动式：门机固定式：卷扬式启闭机 (二)闸墩、工作桥和交通桥 闸墩用来分孔，承受闸门传来的水压力，支承工作桥和交通桥8 2.闸墩厚度 闸墩厚度与闸门形式有关。采用平面闸门时需设闸门槽，工作闸门槽深052om，宽14m，门槽处的闸墩厚度不得小于115m，以保证有足够的强度。弧形闸门闸墩的最小厚度为1520m。如果是缝墩，墩厚要增加o510m。由于闸墩较薄，需要配置受力 钢筋和温度钢筋。 3.闸墩的长度和高度 闸墩的长度和高度，应满足布置闸门、工作桥、交通桥和启闭机械的要求 。 4.边墩和导墙 溢流坝两侧设边墩也称

4、边墙，一方面起闸墩的作用，同时也起分隔溢流段和非溢流段的作用。9六、溢流坝的下游消能措施 通过溢流坝下泄的水流具有很大的动能,常高达几百万甚至3000万kW，如此巨大的能量,若不妥善进行处理,势必导致下游河床被严重冲刷,甚至造成岸坡坍塌和大坝失事。消能工的设计原则(1)尽量使下泄水流的大部分动能消耗在水流内部的紊动中,以及水流与空气的摩擦上;(2)不产生危及坝体安全的河床或岸坡的局部冲刷;(3)下泄水流平稳,不影响枢纽中其他建筑物的正常运行;(4)结构简单,工作可靠;(5)工程量小，造价低。101、挑流消能 该消能方式优点：简单、经济、工期短；缺点：尾水活动比较大，雾化大，影响电站工作。鼻坎挑

5、流消能一般适用于基岩比较坚固的中、高溢流重力坝。 11六、溢流坝的下游消能措施2.底流消能 主要通过水流内部的旋滚、摩擦、掺气和撞击达到消 能的目的,以减轻对下游河床的冲刷。底流消能工作可靠，但工程量较大，多用于低水头、大流量的溢流重力坝。123、面流式消能适用于中小型工程，水头低，下游水深大且变幅小。优点:面流消能不需设护坦和其他加固措施缺点:高速水流在表面、伴有强烈的波浪、绵延数里，影响电站运行及下游通航，易冲刷两岸 134、消力戽优点：工程量较消力池小，冲刷坑比挑流式浅，不存在雾化问题；缺点：下游水面波动大，易冲刷岸坡，不利航运，戽面磨损率高，增大了维修费用。14二 重力坝的坝身泄水孔1

6、51有压孔泄流时孔内保持满流有压工作闸门在出口，以稳定孔内水流保持有压，有利门后补气减免空蚀，孔身断面尺寸小关门时水压力大,对坝体、防渗不利进口设事故闸门兼作检修闸门，平时兼用作挡水孔断面：圆形，有利改善受力和提高过水能力二 重力坝的坝身泄水孔162 无压孔工作门、检修门均设于进口工作门后孔身顶升高，泄流时孔内有自由水面无压流闸门前：短有压段泄水时孔内承受静水压力，关门时孔内无水，明流段可不钢板衬砌，施工方便但孔断面尺寸大，对坝体削弱大3 双层泄水孔二 重力坝的坝身泄水孔17 1.有足够的孔口尺寸、良好的孔口体形和泄水时具有较高的流量系数。 2.使水流平顺地流过坝体，不产生不利的负压和振动，避免发生空蚀现象。 3.保证下游河床不产生危及坝体