拱坝溢洪道优化

一种应用于溢洪道进口边墩体型优化设计具体方法为：将溢洪道进口边墩墩型由直角型式改为圆弧型式，同时增大中孔的挑距和挑坎末端的高程。一工程概况龙潭嘴水电站位于神农架林区宋洛乡和阳日湾镇境内，地处玉泉河流域的中游。龙潭嘴水电站距阳日湾镇约26km，距神农架管理区——松柏镇约42km，距南漳县城约218km，距襄樊市区约263km，距宜昌城区约282km。大坝为碾压混凝土抛物线型变厚双曲拱坝，大坝建基面高程595.00m，坝顶高程693.00m，最大坝高98m，拱坝顶层拱圈左拱端厚7.79m，拱冠处厚6.00m，右拱端厚6.08m，坝底宽19.63m。大坝右岸地质状况不如左岸地质条件好。二通过模型试验发现原方案溢洪道存在的问题（一）：左右边墩在两侧采用的是直角型式，水流在过流时候横向流速加大，并且有旋涡现象，流态不稳，（二）：三孔水舌分散，两边孔水舌高，中孔水舌低，根本没有达到对冲消能的效果。（三）：中孔水舌与左右边孔水舌在入水附近汇合成一股较集中水流，冲坑深而陡，极为不利。而且水舌入水点靠近右岸，水舌冲击岸坡。三原方案溢洪道进口边墩的优化设计（一）：将直角型式改为圆弧型式，以减小横向流速使进口水流的流态稳定，溢洪道优化后的平面图溢洪道优化前的平面图溢洪道边墩改造前后模型实验对比图此方案下进口流态改善明显。通过水力学计算，在设计流量下，平均横向流速由原方案的2.8m/s减小到1.3m/s，水流流态也较稳定，符合要求。边墩改造前边墩改造前二中孔溢流堰优化设计中孔溢流堰加长2.599m，挑坎末端高程也增加1m，即由659.862m增为660.862m，同时反弧半径由6m增加到8m。原方案溢洪道中孔堰面曲线修改原方案后溢洪道中孔堰面曲线中孔溢流堰改造前后模型试验水舌对比中孔改造前水舌中孔改造后水舌中孔溢流堰优化前后水舌轨迹线水力计算得出原方案水舌轨迹水力计算得出改造原方案后水舌轨迹由计算可看出，在修改原方案后，中孔水舌和边孔水舌在空中能够发生冲撞，说明此修改方案可以满足三股水舌对冲消能的目的，故可以进行试验论证。三溢洪道轴线的修改溢洪道溢洪道中心线绕高程为680m的上游拱圈线逆时针旋转了6°，在右孔加设5°的贴角。试验发现此方案下的水舌基本位于河道中心稍微偏向左岸方向，因左岸地质条件良好，故不会造成很大影响。贴角的作用也使三股水舌抛射出去后相互挤压，增大了挑距，水舌更是碰撞厉害，消能效果良好。四二道坝的修改原方案下的二道坝为碾压混凝土重力坝，坝顶高程610m，上游面为垂直面，下游面为1：1的坡面。二道的结构形式及坝顶高程基本可行，但放置位置离拱坝较近，不能充分发挥水垫塘的效益。故在修改方案二中将二道坝往下游挪了将近28.37m。优化后整体效果图

五总结首先，通过对溢洪道进口的改造即将溢洪道进口边墩墩型由直角型式改为圆弧型式，可以使进口横向水流流速小且流态稳定，产生的动水压强和动水压力较原方案小，对大坝整体有利；并且将中孔挑坎末端高程加高，同时增大反弧半径，从而增加中孔的挑据以使其与左右边孔水舌相撞，结合坝下游二道坝形成的水垫塘，消能效果良好，而且优化后的溢洪道较原方案更能满足设计和校核下的泄水能力，水舌入水点