河岸溢洪道基础知识

第一节概概述第二节正正槽溢洪洪道第三节侧侧槽溢洪洪道第四节非非常溢洪洪道河岸溢洪道简介一、河岸溢洪洪道的型式二、河岸溢洪洪道的位置选选择第一节概概述第二节正正槽溢洪洪道水渠段控制段泄槽段消能防冲设施施出水渠一、侧槽溢洪道的的布置特点二、侧槽设计计1、堰长2、槽底纵坡3、侧槽横断面底底宽（b0、bL）4、侧槽横向边坡坡系数5、侧槽始端槽底底高程与末端端水深三、侧槽水力计算算要点第三节侧侧槽溢洪洪道非常溢洪道简简介非常溢洪道类类型漫流式自溃式爆破引溃式第四节非非常溢洪洪道思考题河岸溢洪道简简介:在水利枢纽中中，为了防止止洪水漫过坝坝顶，危及大大坝和枢纽的的安全，必须须布置泄水建建筑物，以宣宣泄水库按运运行要求不能能容纳的多余余来水量。常用的泄水建建筑物有河床床式溢洪道、、河岸溢洪道道。对于以土土石坝及某些些轻型坝型为为主坝的枢纽纽，常在坝体体以外的岸边边或天然垭口口布置溢洪道道，称河岸溢溢洪道。溢洪道除应有有足够的泄洪洪能力外，还还应保证在运运用期间的自自身安全和下下泄水流与原原河道水流得得到良好的衔衔接。第一节概概述一、河岸溢洪洪道的型式河岸溢洪道其其主要型式有有正槽溢洪道侧槽溢洪道井式虹吸式（1）正槽溢洪道道：其泄槽与溢溢流堰轴线正正交，过堰水水流与泄槽轴轴线方向一致致，如图6-1所示。正槽溢洪道适适用于各种水水头和流量，，并且水流条条件好，运用用管理方便。。因此，在实实际工程中，，大多数以土土石坝为主坝坝的水利枢纽纽都采用这种种溢洪道。第一节概概述图6-1正槽溢洪道布布置图1—进水段;2—控制段;3—泄槽;4—消能防冲段;5—出水渠;6—非常溢洪道;7—土坝第一节概概述第一节概概述第一节概概述（2）侧槽溢洪道道：其溢流堰与与泄槽的轴线线接近平行，，过堰水流在在较短距离内内转弯约90º，再经泄槽泄泄入下游。它它适宜坝肩山山体高，岸坡坡较陡的情况况。图6-2侧槽式溢洪道道布置图1—洪道;2—侧槽;3—泄水槽;4—出口布消能段段5—上坝公路;6—土石坝第一节概概述（3）井式溢洪道道：图6-3所示，这种溢溢洪道由溢流流喇叭口段、、竖井段和泄泄洪隧洞段组组成。水流进进入环行溢流流堰后，经竖竖井和泄水隧隧洞段流入下下游。这种泄泄水设施的主主要建筑物是是泄水隧洞.缺点:水流条件复杂杂，超泄能力力小，容易产产生空蚀和振振动。在工程程实践中，布布置这种泄洪洪设施往往与与导流隧洞相相结合，施工工期采用隧洞洞导流，竣工工后废洞利用用。专门布置置竖井式溢洪洪道泄洪在我我国应用较少少。第一节概概述图6-3竖井式溢洪道道示意图1—环形喇叭口;2—渐变段;3—竖井段4—隧洞;5—混凝土坝第一节概概述（4）虹吸式溢洪洪道：如图6-4所示，它是一一种封闭式溢溢洪道，其工工作原理是利利用虹吸的作作用泄水。当当库水位达到到一定的高程程时，淹没了了通气孔，水水流经过堰顶顶并与空气混混合，逐渐将将曲管内的空空气带出，使使曲管内产生生真空，虹吸吸作用发生而而自动泄水。。这种溢洪道道的优点是能能自动调节上上游水位，不不需设置闸门门。其缺点是是超泄能力较较小，构造复复杂，且工作作可靠性较差差，在大中型型工程应用较较少。以上四种类型型的泄洪设施施，前两种设设施的整个流流程是完全敞敞开的，故又又称为开敞式式溢洪道，而而后两种又称称为封闭式溢溢洪道。第一节概概述图6-4虹吸工溢洪道道示意图1—遮檐;2—通气孔;3—挑流坎;4—曲管第一节概概述二、河岸溢洪洪道的位置选选择考虑枢纽总体体布置、地形形、地质、施施工及运行、、经济指标等等因素。（1）枢纽总体布布置:溢洪道布置应应结合枢纽布布置全面考虑虑，避免泄洪洪、发电、航航运及灌溉等等建筑物在布布置上的干扰扰。其布置时时合理选择泄泄洪消能布置置和型式，进进水口应短而而直，出水渠渠应与下游河河道平顺连接接，避免下泄泄水流的冲刷刷及淤积，（2）地形、地质质条件，溢洪洪道应布置在在地形适宜、、地质坚固且且稳定的岸边边或天然垭口口的岩基上，，以减少开挖挖量。第一一节节概概述述并应应尽尽量量避避免免深深挖挖，，以以免免造造成成高高边边坡坡失失稳稳或或边边坡坡处处理理困困难难等等问问题题。。需需要要特特别别指指出出的的是是，，在在选选择择溢溢洪洪道道的的位位置置时时，，应应充充分分考考虑虑水水文文地地质质条条件件，，以以确确保保溢溢洪洪道道的的安安全全。。（3）施施工工和和运运行行:应使使开开挖挖出出渣渣线线路路和和堆堆渣渣场场地地便便于于布布置置，，并并考考虑虑利利用用开开挖挖出出来来的的土土石石料料作作为为筑筑坝坝材材料料，，以以减减少少弃弃料料为为运运行行方方便便，，溢溢洪洪道道不不宜宜离离水水库库管管理理处处太太远远。。第一一节节概概述述正槽槽溢溢洪洪道道一一般般由由进进水水渠渠段段、、控控制制段段、、泄泄槽槽段段、、消消能能防防冲冲设设施施和和出出水水渠渠五五个个部部分分组组成成。。一、、进进水水渠渠进水水渠渠是是水水库库与与控控制制段段之之间间的的连连接接段段;作用用:进水水及及调调整整水水流流。。当当控控制制段段邻邻近近水水库库时时，，进进水水渠渠可可用用一一喇喇叭叭形形进进水水口口代代替替，，具具体体布布置置应应从从三三个个方方面面考考虑虑：：（1）平平面面布布置置：：进进水水渠渠在在平平面面上上最最好好按按直直线线布布置置，，且且前前缘缘不不得得有有阻阻碍碍进进流流的的山山头头或或建建筑筑物物，，以以便便水水流流均均匀匀平平顺顺入入渠渠。。受受地地形形、、地地质质条条件件及及上上游游河河势势的的影影响响需需设设置置弯弯道道时时，，弯弯道道轴轴线线的的转转弯弯半半径径不不宜宜小小于于4倍渠渠底底宽宽度度。。弯弯道道与与控控制制段段之之间间应应布布置置一一（（2-3)H直线线段段过过渡渡。。第二二节节正正槽槽溢溢洪洪道道（2）横横断断面面布布置置进水水渠渠一一般般按按梯梯形形断断面面，，在在控控制制段段前前缘缘过过渡渡成成矩矩形形断断面面。。进进水水渠渠应应有有足足够够的的断断面面尺尺寸寸。。一般般可可先先拟拟定定流流速速，，由由流流速速控控制制断断面面尺尺寸寸。。进进水水渠渠流流速速，，应应以以大大于于库库水水悬悬移移质质的的不不淤淤流流速速和和小小于于渠渠底底不不冲冲流流速速，，一一般般不不应应大大于于4m/s。在在山山势势陡陡峭峭、、开开挖挖量量较较大大的的情情况况下下，，也也可可达达(5—7m/s）。。进水水渠渠一一般般可可不不衬衬护护，，当当为为了了减减小小水水头头损损失失或或满满足足抗抗冲冲要要求求时时，，也也可可用用混混凝凝土土、、浆浆砌砌石石衬衬护护。。（3）纵纵断断面面布布置置进水水渠渠的的纵纵断断面面应应布布置置成成平平坡坡或或不不大大的的反反坡坡（（倾倾向向水水库库））。。当当控控制制段段采采用用实实用用堰堰时时，，堰堰前前渠渠底底高高程程宜宜比比控控制制段段堰堰顶顶高高程程低低0.5Hs（Hs为堰堰面面设设计计第二二节节正正槽槽溢溢洪洪道道水头头）），，以以保保持持良良好好的的入入流流条条件件和和增增大大堰堰的的流流量量系系数数。。当当控控制制段段采采用用宽宽顶顶堰堰时时，，渠渠底底高高程程可可与与堰堰顶顶齐齐平平或或略略为为降降低低。。二、、控控制制段段控制制段段又又称称溢溢流流堰堰段段，，是是控控制制溢溢洪洪道道泄泄洪洪流流量量的的关关键键部部位位。。1、堰堰型型选选择择通常常选选宽宽顶顶堰堰、、实用用堰堰，有有时时采采用用驼峰峰堰堰。（1）宽宽顶顶堰堰宽宽顶顶堰堰的的特特点点是是结结构构简简单单，，施施工工方方便便，，水水流流条条件件稳稳定定，，但但流流量量系系数数较较小小。。在在泄泄洪洪量量不不大大的的中中小小型型工工程程应应用用较较广广，，堰堰型型布布置置如图图6-5（a）所示示。。第二二节节正正槽槽溢溢洪洪道道宽顶顶堰堰的的堰堰体体用用混混凝凝土土或或浆浆砌砌石石进进行行衬衬砌砌，，使使堰堰基基免免受受冲冲刷刷，，保保持持堰堰面面平平整整光光滑滑，，以以增增加加泄泄水水能能力力。。在在坚坚实实的的岩岩基基，，有有抗抗冲冲能能力力，，可可以以不不衬衬砌砌，，但但应应开开挖挖的的平平整整度度对对流流量量系系数数的的影影响响。。图6-5控制制段段堰堰形形(a)—宽顶顶堰堰(b)—实用用堰堰第二二节节正正槽槽溢溢洪洪道道（2）实实用用堰堰实用用堰堰的的优优点点是是堰堰面面流流量量系系数数比比宽宽顶顶堰堰大大，，泄泄水水能能力力强强，，但但施施工工相相对对复复杂杂。。在在大大中中型型工工程程中中，，特特别别是是在在泄泄洪洪流流量量较较大大的的情情况况下下，，多多采采用用这这种种堰堰型型，，如如图图6-5（b）所示。。我国多采采用：WES标准剖面面堰和克克一奥剖剖面堰；；堰面的的水力学学参数可可参见《水力学》或有关设设计手册册。对于于重要工工程，其其水力学学参数应应由水工工模型试试验进行行验证或或修正。。第二节正正槽溢溢洪洪道（3）驼峰堰堰驼峰堰是是一种复复合圆弧弧低堰，，如图6-6所示。它它的特点点是堰体体较低，，流量系系数较大大，设计计与施工工难度介介于WES堰与宽顶顶堰之间间，对地地基要求求相对较较低，适适用于软软弱岩性性地基。。图6-6驼峰堰常常见的剖剖面图第二节正正槽溢溢洪洪道2、堰面参参数对流流量的影影响定型设计计水头Hd的选择在在堰堰顶水头头不变的的情况下下，Hd愈小，流流量系数数愈大，，但是，，过小的的Hd将对堰面面产生不不利影响响。对于于低堰（（P1≤1.33Hd），堰面面出现危危险负压压的机会会比高堰堰少。当P1≤1.33Hd时，取Hd=(0.65～0.85)Hmax。当P1≥1.33Hd时，取Hd=(0.75～0.95)Hmax。（2）实用堰堰高度选选择堰堰高对对流量系系数也有有较大的的影响，，实践证证明，低低实用堰堰的流量量系数随随P1/Hd的减小而而减小。。在确定定Hd的前提下下，P1愈小，则则m愈小。当当P1/Hd＜0.3时，m值明显降降低，为为了获得得较大流流量系数数，一般般要求P应大于0.3Hd。对驼峰峰堰取P1=（.24-0.34）Hd。第二节正正槽溢溢洪洪道表6-1P/H～m关系表P/Hm0.10.20.30.40.50.60.70.80.9

堰面克一奥0.4260.4460.460.4690.4760.480.4830.4850.49恳务局0.4220.4450.4580.4670.4730.4770.480.4830.492第二节正正槽溢溢洪洪道在低堰中中，下游游堰高不不足时，，过堰水水流将不不能保证证自由宣宣泄，从从而出现现流量系系数随着着堰顶水水头增加加而降低低的现象象。因此:下游堰高高P2必须保持持一定的的高度，，一般:P2≥0.6Hd。（3）堰长对对流量的的影响对于宽顶顶堰，堰堰长L（沿水流流方向））对流量量影响也也很大。。当堰长长L＞10H时（H为堰顶水水头），，堰面流流态已发发生了质质的变化化。此时时，不能能按宽顶顶堰公式式计算过过堰流量量。第二节正正槽溢溢洪洪道三、泄槽槽泄槽的水水流特点点是高速速、紊乱乱、掺气气、惯性性大，对对边界变变化非常常敏感。。当边墙墙有转折折时，就就会产生生缓冲击击波，对对下游消消能产生生不利影影响；当当水流的的佛氏数数Fr＞2时，将会会产生波波动和掺掺气现象象；若流流速超过过15m/s时，可能能产生空空蚀问题题。因此此，应注注重泄槽槽的合理理布置。。1、泄槽的的平面布布置泄槽在平平面上应应尽量按按直线、、等宽和和对称布布置。当当泄槽较较长，为为减少开开挖，可可在泄槽槽的前端端设收缩缩段、末末端设扩扩散段，，但必须须严格控控制。为为了适应应地形地地质条件件，减少少工程量量，泄槽槽轴线也也可设置置弯道。。第二节正正槽溢溢洪洪道（1）收缩角角与扩散散角当泄槽的的边墙向向内收缩缩时，将将使槽内内水流产产生陡冲冲击波。。冲击波波的波高高取决于于边墙的的偏转角角θ，其值越越大，波波高则越越大。当当边墙向向外扩散散时，水水流将产产生缓冲冲击波。。若扩散散角θ过大，水水流将产产生脱离离边墙的的现象。。因此，，应严格格控制其其边墙的的收缩角角和扩散散角。一一般不宜宜大于6°-8°。第二节正正槽溢溢洪洪道设计时，，边墙的的收缩角角和扩散散角可按按下式计计算：(6-1)式中θ——边墙与泄泄洪槽中中心线夹夹角（°）；K——经验系数数，一般般取3.0；Fr——扩散段或或收缩段段的起、、止断面面的平均均佛氏数数；h——扩散段的的起、止止断面的的平均水水深，m；ν——扩散段的的起、止止断面平平均流速速（m/s）。第二节正正槽溢溢洪洪道工程经验验和试验验资料表表明:当收缩角角和扩散散角控制制在6゜以内时时，槽内内的水流流流态较较好。当当θ＜6°时，可不不进行冲冲击波验验算。对对重要工工程还应应进行水水工模型型试验。。（2）弯道设设计泄槽在平平面上必必须设弯弯道时，，弯道应应设置在在流速较较小、水水流平稳稳、底坡坡较缓，，且无变变化的部部位。转转弯时，，应采用用较大的的转弯半半径及适适宜的转转角。矩形断面面:可取r=(4-6)B，转角θ≥20°°。图6-7所示。可可在直线线与弯道道之间设设缓和过过渡段。。第二节正正槽溢溢洪洪道图6-7泄槽平面面布置示示意图第二节正正槽溢溢洪洪道泄水槽断面形状弯道曲线的几何形状K值矩形简单圆曲线1梯形简单圆曲线1矩形

带有缓和曲线过渡段的复曲线0.5梯形

带有缓和曲线过渡段的复曲线1矩形

既有缓和曲线的过渡段，槽底又横向斜倾0.5第二节正正槽溢溢洪洪道缓和曲线线段可采采用大圆圆弧曲线线，其轴轴线半径径r可取2rc,长度取。。2、泄槽的的纵剖面面布置泄槽纵剖剖面设计计主要是是选择适适宜的纵纵坡。，，因此，，对于长长度较短短的泄槽槽，宜采采用单一一的纵坡坡。为了了保证不不在泄槽槽上产生生水跃，，纵坡不不宜太缓缓，而太太陡的纵纵坡对泄泄槽的底底板和边边墙的自自身稳定定不利。。因此，，必须大大于水流流临界坡坡。常用用纵坡为为1%-15%。当泄槽较较长时，，为了适适应地形形地质条条件，减减少开挖挖量，泄泄槽沿程程可随地地形、地地质变化化而变坡坡，但变变坡次数数不宜多多，且以以由缓变变陡为好好。第二节正正槽溢溢洪洪道图6-8变坡处抛抛物线连连接第二节正正槽溢溢洪洪道纵坡由缓缓变陡，，应避免免缓坡段段末端出出射的水水流脱离离陡坡段段始端槽槽底而产产生负压压和空蚀蚀现象。。为此，，应在变变坡处采采用与水水流轨迹迹相似的的抛物线线过渡，，如图6-8所示。抛抛物线方方程按下下式确定定（6-2）式中H0—抛物线起起始断面面的比能能（m），h—抛物线起起始断面面水深（（m）；ν—抛物线起起断面平平均流速速（m/s）；θ—变坡处前前段坡角角（°）；K—系数，重重要工程程取1.5；其余1.1～1.3。第二节正正槽溢溢洪洪道纵坡由陡陡变缓时时，由于于槽面体体型变化化和离心心力的作作用，流流态复杂杂，压力力分布变变化大，，水流紊紊动强烈烈，该处处容易发发生空蚀蚀，应尽尽量避免免。如无无法避免免，变坡坡处用R≥(8～10)H反弧段。。3、泄槽的的横断面面泄槽的横横断面应应尽可能能按矩形形布置，，并进行行衬砌。。这种断断面流态态较好，，特别是是消能设设施采用用底流消消能时，，能保证证较好的的消能效效果。对对于岩基基较软弱弱破碎或或土基上上的泄槽槽，可按按梯形断断面布置置，并加加固边坡坡护面或或用挡土土墙护砌砌。边坡坡系数不不应大于于1.5（以1.1～1.5为宜），以免免水流外溢。。第二节正正槽溢溢洪道泄槽的边墙或或衬护高度应应按水流波动动及掺气后的的水深加安全全超高确定，，水流波动及及掺气后的水水深可按下式式估算（6-3）式中hb、h—分别为计入和和不计入波动动及掺气的计计算断面面水深（m）；ν—为不计波动掺掺气时计算断断面上的平均均流速（m/s）。ζ—修正系数，一一般取1.0～1.4（s/m），当ν＞20m/s时宜取大值。。泄槽的安全超超高可根据工工程的规模和和重要性决定定，一般取0.5～1.5m。第二节正正槽溢溢洪道设置弯道后，，弯道处由于于离心力和冲冲击波共同作作用下产生的的横向水面高高差（图6-9）按下式计算（6-3）式中ΔZ——横向水面高差差（m）；K——超高系数，其其值可查表6-2；ν——计算断面平均均流速（m/s）；B—计算断面水面面宽度在水平平方向的投影影（m）；rc—弯曲中心轴线线对应的半径径（m）。第二节正正槽溢溢洪道图6-9弯道横向水面面超高第二节正正槽溢溢洪道为消除弯道冲冲击干扰，常常将内侧渠底底高程降低△△Z，外侧抬高△△Z。4、泄槽的构造造（1）泄槽的衬砌砌为了保保护槽基不受受冲刷和风化化，泄槽一般般都要进行衬衬砌。并且要要求衬砌表面面平整光滑，，避免槽面产产生负压和空空蚀；接缝处处止水可靠，，防止高速水水流钻入缝内内将衬砌掀动动；排水畅通通，有效降低低衬砌底面的的扬压力而增增加衬砌的稳稳定性。泄槽一般采用用混凝土衬砌砌，流速不大大的中小型工工程也可以采采用水泥砂浆浆或细石混凝凝土砌石衬砌砌，但应适当当控制砌体表表面的平整度度。第二节正正槽溢溢洪道衬砌厚度:工程规模，流流速和地质条条件决定。目前，衬砌厚厚度尚未形成成成熟的计算算方法和公式式，工程应用用中主要还是是采用工程类类比法确定:一般取0.4～0.5m左右，不应小小于0.3m。当单宽流量量或流速较大大时，适当加加厚达0.8m。为了防止温变变应力引起温温度裂缝，重重要的工程常常在衬砌临水水面配置适量量的钢筋网，，纵横布置，，每方向的含含钢率约为0.1%～0.2%。岩基上必要的的情况下可布布置锚筋:插入新鲜岩层层，锚筋的直直径25mm以上，间距1.5～3.0m，插入岩基1.0～1.5m。土基:可增加衬砌厚厚度或增设上上下游齿墙。。第二节正正槽溢溢洪道（2）衬砌的分缝缝、止水和排排水为控制温度裂裂缝，除了配配置温度钢筋筋外，泄槽衬衬砌还需要在在纵、横方向向分缝.一般采用10～15m，衬砌较薄时时取小值。图6-10衬砌的接缝型型式第二节正正槽溢溢洪道衬砌的接缝:平接、搭接和和键槽接等如图6-10所示。垂直于于流向的横缝缝比纵缝要求求高，宜采用用搭接式，岩岩基较坚硬且且衬砌较厚时时也可采用键键槽缝；纵缝缝可采用平接接缝。为防止高速水水流通过缝口口钻入衬砌底底面，将衬砌砌掀动，所有有的伸缩缝都都应布置止水水，其布置要要求与水闸底底板基本相同同。衬砌的排水设设施:在纵、横伸缩缩缝下面布置置，纵、横贯贯通。岩基上的横向向排水，通常常在岩基开挖挖沟槽并回填填碎石形成。。沟槽尺寸一一般取0.3m×0.3m，顶面盖上木木板或沥青油油毛毡，防止止浇筑衬砌时时砂浆进入而而影响排水效效果。第二节正正槽溢溢洪道纵向排水:一般在沟内放放置透水的混混凝土管，直直径10cm～20cm，视渗水多少少而定。施工时:纵、横排水沟沟应注意开挖挖成一定的坡坡度，保证横横向排水汇集集的渗水尽快快地汇集到纵纵向排水管，，并顺畅地排排往下游。土基平铺式排排水:由30cm厚度的碎石层层形成。粘性土地基:应先铺一层厚厚0.2～0.5m的砂砾垫层，，再铺碎石，，或直接在砂砂砾垫层中布布置透水混凝凝土管形成排排水层。对于于细砂地基，，则应先铺一一层厚0.2～0.4m的粗砂，再做做碎石排水层层。第二节正正槽溢溢洪道泄槽两侧的边边墙:墙顶高程:可由泄槽的水水面曲线高程程并考虑水流流波动和掺气气高度及安全全超高确定。。边墙的结构:如基岩良好，，可做成衬砌砌式，其结构构与底板衬砌砌相同，厚度度一般不小于于30cm，且用钢筋与与岩坡锚固。。边墙本身无无需设置纵缝缝，但多在与与边墙接近的的底板设置纵纵缝（见水闸闸分离式底板板布置）；横横缝应与底板板贯通。较差岩基将边边墙做成重力力式挡土墙。。边墙止水和排排水:排水应与底板板下面横向排排水连通。注意:止水排水是防防止动水压力力和扬压力对对衬砌稳定影影响而采取的的有力措施，，对保证泄槽槽的安全运用用是很重要的的，切勿忽视视其作用而马马虎从事，以以致造成工程程事故。第二节正正槽溢溢洪道四、消能防冲冲设施溢洪道泄水:单宽流量大、、流速高，能能量集中，如如果消能设施施考虑不当，，出槽的高速速水流与下游游河道的正常常水流不能妥妥善衔接，易易造成下游河河床和岸坡冲冲刷，甚至会会危及溢洪道道的安全。河岸溢洪道消消能设施:一般采用挑流流消能或底流流消能，有时时也可采用其其他型式的消消能措施。挑能消能:一般适用岩石石地基的高中中水头枢纽，，消能设施的的平面形式有有等宽式，扩扩散式和收缩缩式（包括窄窄缝式），挑挑流鼻坎有连连续式，差动动式等。采用用挑流消能时时，应考虑挑挑射水流的雾雾化对枢纽其其他建筑物运运行的影响。。第二节正正槽溢溢洪道挑流坎的结构构型式:如图6-11所示，图（a）为重力式，，图（b）为衬砌式，，前者适用较较软弱岩基或或土基，后者者适用坚实完完整岩基。挑流坎上还常常设置通气孔孔和排水孔，，如图6-12所示。通气孔孔的作用是从从边墙顶部孔孔口向水舌补补充空气，以以免形成真空空影响挑距或或造成结构空空蚀。坎上排排水孔用来排排除反弧段积积水；坎底排排水孔则用来来排放地基渗渗水，降低扬扬压力。底流流消能适用于于土基或软弱弱岩基，其消消能原理和布布置与水闸相相应内容基本本相同。第二节正正槽溢溢洪道图6-11挑流鼻坎的型型式(a)—重力式(b)—锚筋薄护层式式1—面板；2—齿墙；3—护坦；4—钢筋；5—锚筋第二节正正槽溢溢洪道图6-12挑坎构造（（单位：㎜））1—纵向排水；2—护坦；3—混凝土齿墙；；4—Φ50㎝通气孔；5—Φ10㎝排水管第二节正正槽溢溢洪道五、出水渠出水渠的作用用是使溢洪道道下泄的洪水水顺畅地流入入下游河床。。当消能防冲冲设施直接与与河床连接时时，可不另设设出水渠。此此时，必须通通过水文计算算和洪水调查查等方法确定定下游河床水水位，同时还还应考虑建库库后可能发生生的水位变化化。出水渠的布置置优先考虑利利用天然沟谷谷，并采用必必要的工程措措施，如明挖挖或布置成小小型跌水，以以较小的投资资，保证沟谷谷受到冲刷或或坍塌时不影影响泄洪和危危及当地民房房及其他建筑筑物的安全，，使出流平顺顺归入原河道道。第二节正正槽溢溢洪道一、侧槽溢洪洪道的布置特特点侧槽溢洪道一一般适用于坝坝肩山头较高高，岸坡较陡陡，不利于布布置正槽溢洪洪道且泄流量量相对较小的的情况。其布置特点：：溢流堰在侧槽槽的侧边，进进槽水流从侧侧向进流，纵纵向泄流，溢溢流堰既是低低堰也是侧槽槽的一边槽壁壁。其主要优优点是溢流堰堰可大致沿地地形等高线布布置，并沿河河岸向上游延延伸，以减少少开挖量。其其主要缺点是是进堰水流首首先冲向对面面的槽壁，再再向上翻腾，，产生旋涡，，逐渐转向再再泄经下游，，形成一种不不规则的复杂杂流态，与下下游水面衔接接难以控制，，给侧槽的布布置造成困难难。第三节侧侧槽溢溢洪道第三节侧侧槽溢洪洪道由于岸坡较陡陡，侧槽的横横断面宜按窄窄深式布置。。这样，有利利于增加槽内内水深，稳定定流态。在陡陡峭的山坡上上，窄深断面面要比宽浅断断面节省开挖挖量。以图6-13为例，如窄深深断面过水面面积为ω1，宽浅断面过过水面积为ω2，当ω1=ω2时，窄深断面面可节省开挖挖面积。侧槽溢洪道的的溢流堰可采采用实用堰、、宽顶堰和梯梯形堰，但采采用实用堰较较多。第三节侧侧槽溢溢洪道图6-13侧槽挖方量比比较图虚线为窄深断断面实线线为宽浅断面面第三节侧侧槽溢溢洪道图6-14侧槽水面曲线线计算简图第三节侧侧槽溢溢洪道1、堰长侧槽堰长（即即溢流前缘长长度）与堰型型，堰顶高程程，堰顶水头头和溢洪道的的最大设计流流量有关。堰堰型应根据工工程规模，流流量大小选择择，对于大、、中型工程一一般选择实用用堰。溢流堰堰长度可接如如下公式计算算（6-5）式中：Q——溢洪道的最大大泄流量，m3/s；H——堰顶水头，m，行近流速水水头可忽略；；m——流量系数，与与堰型有关。。二、侧槽设计计第三节侧侧槽溢溢洪道2、槽底纵坡侧槽应有适适宜的纵坡坡以满足泄泄洪要求。。由于过堰堰水流的大大部份能量量消耗于槽槽内水体间间的旋转撞撞击，水流流的顺槽流流速完全取取决于水体体的自重和和水力比降降。因此，，槽底纵坡坡应有一定定的坡度。。当纵坡较较陡时，槽槽内水流为为急流，水水流不能充充分掺混消消能，并且且槽中水深深很不均匀匀，最大水水深可高于于平均水深深的5%～20%。槽底纵坡应应取单一纵纵坡，且小小于槽末断断面水流的的临界坡。。当槽底纵纵坡较缓时时，槽内水水流为缓流流，水流流流态平衡均均匀，并可可较好地掺掺混消能。。初步拟定定时，一般般采用槽底底纵坡为0.05左右，最大大以不超过过0.1为宜。第三节侧侧槽槽溢洪洪道3、侧槽横断断面底宽（（b0、bL）为了适应流流量沿程不不断增加的的特点，侧侧槽横断面面底宽应沿沿侧槽轴向向自上而下下逐渐加大大。根据地形地地质条件选选若干起始始断面底宽宽b0，并经过经经济比较确确定。侧槽槽末端断面面底宽bL可按比值b0/bL确定。一般般来说，b0/bL值愈小，侧侧槽开挖量量愈省。但但是，b0/bL过小时，由由于槽底需需要开挖较较深，将增增加紧接侧侧槽末端水水流调整段段的开挖量量。因此，，合理的b0/bL值应根据槽槽址的地形形地貌条件件通过比较较确定。通通常的b0/bL值宜采用0.25～0.65〔〔即bL=（1.5～4.0）b0〕。第三节侧侧槽槽溢洪洪道4、侧槽横向向边坡系数数侧槽横向边边坡系数（（图6-15），以较陡陡为宜，一一般采用=0.3～0.5；靠溢流堰堰一侧，溢溢流曲线以以下一般可可采用=0.5左右。第三节侧侧槽槽溢洪洪道5、侧槽始端端槽底高程程与末端水水深侧槽的槽底底高程，以以满足溢流流堰为非淹淹没出流和和减少开挖挖量作为控控制条件。。由于侧槽槽沿程水面面为一降落落曲线，因因此，确定定槽底高程程的关键所所在是首先先确定侧槽槽起始断面面水面高程程，并由该该水面高程程减去断面面水深求得得该处的槽槽底高程。。试验研究结结果表明：：为节省开挖挖量，适当当提高渠底底高程，常常取侧槽起起始断面水水位高出堰堰顶水位hs=0.5H,据此确定槽槽底高程。。第三节侧侧槽槽溢洪洪道侧槽水面曲曲线的推算算，首先必必须确定控控制断面水水深hL。控制断面面一般选用用侧槽末端端断面（若若设水平调调整段，则则以调整段段末端为控控制断面）），由该断断面的临界界水深hk计算侧槽未未端水深hL。为减少侧侧槽开挖量量，应使侧侧槽末端断断面水深hL尽量接近经经济断面水水深。江西西省水利科科学研究所所的研究成成果认为，，采用hL=(1.2～1.5)hk较为理想，，hk为该断面的的临界水深深，当b0/bL=5时取1.5；b0/bL=1.0时取1.2，其余情况况按内插法法选用。为保证侧槽槽未端实际际水深与理理论水深hL一致，常需需在侧槽末末端设置一一水平调整整段与泄槽槽连接，并并在调整段段末端设置置控制断面面。调整段段的长度以以不小于（（2～3）hk为宜；第三节侧侧槽槽溢洪洪道三、侧槽水水力计算要要点侧槽水力设设计的目的的是选择适适宜的侧槽槽底板纵坡坡和断面尺尺寸，以减减少开挖量量。在满足足泄洪的前前提下，使使侧槽水流流呈缓流流流态，实现现水流均匀匀平稳地进进入泄槽，，改善后接接建筑物的的水流条件件。实践证证明，侧槽槽水流在各各级流量下下均保持为为缓流是难难予做到的的，但在泄泄放设计流流量时，应应保证槽内内水流为缓缓流（即非非淹没流））。根据水库调调洪演算确确定的水位位、流量、、堰顶高程程和水头，，可按下述述步骤进行行侧槽的水水力计算：：第三节侧侧槽槽溢洪洪道（1）选择堰型型，根据最大大设计流量量Qmax和相应的设设计水头Hmax计算溢流前前缘静长度度L。（2）根据地形形地质及施施工条件，，在平面地地形图上布布置侧槽的的有关尺寸寸。可选择几组组槽底宽度度b0、bL，纵坡i0和横截面坡坡度系数m，进行经济济比较，选选出较合理理的数值。。（3）根据设计计流量和控控制断面宽宽度bk（图6-15中，bk=bL），计算控控制断面的的临界水深深，进而计计算侧槽末末端水深。。（4）根据侧槽槽末端水深深hL、控制断面面临界水深深hk和底宽b0、bL，计算相应应断面流速速vL、vk，并由下式式确定控制制断面坎高高d第三节侧侧槽槽溢洪洪道(6-6)式中hL、vL——分别为侧槽槽末端水深深和流速；；hk、vk——分别为侧槽槽控制断面面临界水深深和流速；；ζ——局部水头损损失系数，，可取0.2。（5）将侧槽沿沿程划分为为若干计算算段，定出出若干断面面（断面编号号从始端开开始依次编编为1、2、3、4、……），近似按按如下公式式计算各断断面流量Qi(6-7)式中q——流量，近似似取（m3/sm）；Q——设计流量（（m3/s）；第三节侧侧槽槽溢洪洪道L——溢流堰净长长（m）；Xi——计算断面至至侧槽始端端水平距离离（m）；Qi——计算断面流流量（m3/s）。（6）侧槽水面面曲线推算算侧槽水面曲曲线推算是是从侧槽末末端水深hL向上游推算算，如图6-16所示,相邻两计算算断面的水水深关系可可接下式求求得(6-8)式中：hi、hi+1—为相邻两计计算断面水水深；ΔXi——相邻两计算算断面水平平距离；θi——侧槽槽底面面与水平面面的夹角；；ΔY——相邻两计算算断面水面面差。第三节侧侧槽槽溢洪洪道图6-16水力计算示示意图第三节侧侧槽槽溢洪洪道当侧槽纵坡坡很小时，，，，此时时，式（6-8）可简化为为如下形式式：（6-9）在槽中不发发生水跃的的情况下，，相邻两计计算断面落落差可由动动量原理推推出的差分分公式计算算（6-10）式中v1、v2—为相邻两计计算断面的的流速；Q1、Q2—为相邻计算算断面的流流量，m3/s；——两计断面平平均摩阻比比降；第三节侧侧槽槽溢洪洪道n——侧槽底板糙糙率，混凝凝土为0.011-0.017,岩石为0.025-0.045；——相邻两计算算断面的平平均流速（（m/s）,；——相邻两计算算断面的平平均水力半半径，。一般工程，，可忽略摩摩阻水头损损失，，则上上式可简化化为如下形形式(6-11)利用公式（（6-11）和（6-9）推求水面面曲线时，，应采用试试算法。试试算法的步步骤是：1）已知h2，b2，v2，Q2（如侧槽未未端断面））和Q1，假设一个个ΔY；2）把ΔY代入公式（（6-9）计算1－1断面水深h1；第三节侧侧槽槽溢洪洪道3）计算1－1断面过水面面积，并计计算；；4）把v1，v2，Q1，Q2代入式（6-11）计算ΔY；5）比较计算算值ΔY与假设值ΔY，若二者相相等，则ΔY就是相邻两两断面的水水面落差；；否则，应应重新假设设ΔY值，重复上上述计算，，直至相等等为止.（7）槽底高程程确定侧槽槽底高高程的确定定，首先要要确定泄槽槽起始断面面高程，然然后按选定定的侧槽纵纵坡确定其其他断面底底部高程。。起始断面面槽底高程程可根据侧侧槽首端溢溢流堰允许许的淹没水水深，定出出侧槽起始始断面水位位，由该水水位减去相相应水深求求得该截面面底部高程程。其他断断面槽底高高程可按槽槽底纵坡确确定。第三节侧侧槽槽溢洪洪道我国《溢洪道设计计规范》（SL253-2000）规定，在在具备合适适的地形、、地质条件件时，经技技术经济比比较后,溢洪道可布布置为正常常溢洪道和和非常溢洪洪道，必要要时,正常常溢溢洪洪道道可可分分为为主主、、副副。。非常常溢溢洪洪道道在在土土石石坝坝枢枢纽纽中中应应用用最最多多，，这这是是因因为为土土石石坝坝一一般般不不允允许许洪洪水水漫漫过过坝坝顶顶的的特特点点决决定定的的。。作作为为保保坝坝措措施施，，它它的的运运用用任任务务是是宣宣泄泄超超过过设设计计标标准准的的洪洪量量。。超超设设计计标标准准的的洪洪量量既既包包括括校校核核洪洪水水位位与与设设计计洪洪水水位位之之间间的的洪洪量量，，也也包包括括坝坝址址出出现现超超过过校校核核洪洪水水位位的的特特大大洪洪量量。。非常常泄泄洪洪道道的的启启用用标标准准：：一一般般情情况况下下，，当当库库水水位位达达到到设设计计洪洪水水位位后后即即应应启启用用。。由由于于超超设设计计标标准准的的洪洪水水是是稀稀遇遇的的，，故故非非常常溢溢洪洪道道启启用用机机会会很很少少，，为为此此非非常常溢溢洪洪道道的的结结构构布布置置可可以以简简化化些些。。第四四节节非非常常溢溢洪洪道道第四四节节非非常常溢溢洪洪道道除了了控控制制段段和和泄泄洪洪能能力力不不能能降降低低标标准准以以外外，，其其余余部部分分都都可可以以简简化化布布置置。。如如泄泄槽槽可可不不衬衬砌砌，，消消能能防防冲冲设设施施可可不不布布置置，，以以获获得得全全面面综综合合的的经经济济效效益益。。非常常溢溢洪洪道道的的位位置置应应与与大大坝坝保保持持一一定定的的距距离离，，以以泄泄洪洪时时不不影影响响其其他他建建筑筑物物为为控控制制条条件件。。为为了了防防止止泄泄洪洪造造成成下下游游的的严严重重破破坏坏，，当当非非常常泄泄洪洪道道启启用用时时，，水水库库最最大大总总下下泄泄流流量量不不应应超超过过坝坝址址相相同同频频率率的的天天然然洪洪水水量量。。非常常溢溢洪洪道道一一般般分分为为漫漫流流式式、、自自溃溃式式和和爆爆破破引引溃溃式式。。第四四节节非非常常溢溢洪洪道道一、、漫漫流流式式漫流流式式非非常常溢溢洪洪道道的的布布置置与与正正槽槽溢溢洪洪道道类类似似，，堰堰顶顶高高程程应应选选用用与与非非常常溢溢洪洪道道启启用用标标准准相相应应的的水水位位高高程程。。控控制制段段（（溢溢流流堰堰））通通常常采采用用混混凝凝土土或或浆浆砌砌石石衬衬砌砌，，设设计计标标准准应应与与正正槽槽溢溢洪洪道道控控制制段段相相同同，，以以保保证证泄泄洪洪安安全全。。控控制制段段下下游游的的泄泄槽槽和和消消能能防防冲冲设设施施，，如如行行洪洪过过后后修修复复费费用用不不高高时时可可简简化化布布置置，，甚甚至至可可以以不不做做消消能能设设施施。。控控制制段段可可不不设设闸闸门门控控制制，，任任凭凭水水流流自自由由宣宣泄泄。。溢溢流流堰堰过过水水断断面面通通常常做做成成宽宽浅浅式式，，故故溢溢流流前前缘缘长长度度一一般般较较长长。。因因此此，，这这种种溢溢洪洪道道一一般般布布置置在在高高程程适适宜宜、、地地势势平平坦坦的的山山坳坳处处，，以以减减少少土土石石方方开开挖挖量量。。第四四节节非非常常溢溢洪洪道道图6-17漫顶顶自自溃溃式式非非常常溢溢洪洪道道进进水水口口断断面面图图单单位位：：m（a）国国内内某某水水库库非非常常溢溢洪洪道道示示意意图图（（b）国国外外某某水水库库漫漫顶顶自自溃溃堤堤断断面面图图1—土堤；；2—公路；；3—自溃堤堤各段段间隔隔墙；；4—草皮护护面；；5—0.3m厚混凝凝土护护面；；6—0.6m厚1.5m深的混混凝土土截水水墙；；7—0.6m厚、3.0m深混凝凝土截截水面面第四节节非非常常溢溢洪洪道道二、自自溃式式自溃式式非常常溢洪洪道有有漫顶顶溢流流自溃溃式和和引冲冲自溃溃式两两种型型式。。漫顶溢溢流自自溃式式由自自溃坝坝（或或堤））、溢溢流堰堰和泄泄槽组组成。。自溃溃坝布布置在在溢流流堰顶顶面，，坝体体自溃溃后露露出溢溢流堰堰，由由溢流流堰控控制泄泄流量量，如如图6-17所示。。自溃溃坝平平时可可起挡挡水作作用，，但当