溢洪道细部构造

2014.09水工建筑物项目化实训包土石坝实训包水布垭水电站溢洪道岳城水库溢洪道上游

岳城水库溢洪道下游

桥墩水库溢洪道公伯峡糯扎渡水电站溢洪道细部构造设计工程案例：已知正槽溢洪道引水渠为梯形断面，底宽为65m，长10m，边坡为1:1；控制段为不设闸门的宽顶堰，堰宽度为60m，长为30m，边墙厚1.5m；泄槽为矩形断面，底宽为60m，长180m，泄槽坡比为1:8，边墙厚0.5m；采用挑流消能，鼻坎顶高程为434.3m，反弧半径为35m，挑射角为25度，其它尺寸具体见溢洪道纵剖面图。进水渠出水渠消能防冲泄槽控制段正槽溢洪道的组成：一、进水渠：作用是将水库的水平顺地引向溢流堰。★设计原则：减小水头损失，增加溢洪道的泄流能力。溢洪道进水口的形式1-喇叭口；2-土坝；3-进水渠土基梯形，岩基近似矩形横断面应有足够大的尺寸，以降低流速，减小水头损失。一般V=3~5m/s,V不淤＜V＜V不冲新鲜岩石为1∶0.1~1∶0.3风化岩石为1∶0.5~1∶1.0土基为1∶1.5~1∶2.5横断面边坡根据稳定要求确定为了减小糙率，防止冲刷，引水渠宜做衬砌，也可不衬砌。衬砌分为（a）混凝土（b）砌石：其中砌石又分浆砌石和干砌石。引水渠的纵断面一般做成平底坡或具有不大的逆坡。2纵断面：1、横断面：进水渠出水渠消能防冲泄槽控制段正槽溢洪道的组成：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：溢流堰及两侧连接建筑物，是控制溢洪道泄流能力的关键部位。

控制堰的结构型式，可采用分离式或整体式。分离式适用于岩性比较均匀的地基，整体式适用于岩性均匀性较差的地基。分离式底板，必要时应设置垂直水流方向的纵缝，缝的位置和间距应根据地基、结构、气候和施工条件确定。缝内均应设置止水。进水渠出水渠消能防冲泄槽控制段正槽溢洪道的组成：三、泄槽为了保护泄槽地基不受高速水流的冲刷破坏及风化破坏，泄槽底部通常都需衬砌。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。因此泄槽底板的稳定主要依靠防渗、排水、止水、锚筋等工程措施来解决。衬砌可以用混凝土、水泥浆砌条石或块石等型式。大、中型工程，由于槽内流速较高，一般用混凝土衬砌，厚度不小于0.3m。靠近衬砌的表面沿纵横向需配置温度钢筋，含筋率约0.1%。土基上泄槽通常用混凝土衬砌，衬砌厚度一般要比岩基上的大，通常为0.3~0.5m，需要双向配筋，各向含筋率约为0.1%。（一）泄槽的横断面

1.在岩基上的泄槽多做成矩形或近似矩形的横断面，边坡比大约为1:0.1~1:0.3。

2.非岩基上，一般为梯形断面，边坡比不宜缓于1：1.5。

3.泄槽边墙高度的确定一般V>7~8m/s时，空气从自由水面进入水体，考虑掺气。泄槽边墙高度根据掺气后的水面线hb加0.5~1.5m的超高确定。

H边墙=hb+安全超高（0.5~1.5m）

在泄槽转弯处的横断面，水流流态复杂，由于弯道离心力及冲击波共同作用下形成横向水面差，导致过水断面外侧水深加大，而内侧水深减小，流态十分不利。如图（a）所示：弯道横向水面超高以槽底中心线为准使渡槽内外高差为2ΔZ，见图（b）。为消除弯道短的水面干扰，保持泄槽轴线的原底部高程、边墙高程等不变，以利于施工。常将内侧渠底较轴线高程下降ΔZ，而外侧渠底的高程ΔZ。外侧抬高ΔZ内侧降低ΔZ弯道段中心线曲率半径，m

超高系数横向水面差，m

弯道宽度，m弯道的外侧水面与中心线水面的高差ΔZ（如图c）可按下面经验公式计算：泄槽断面形状弯道曲线的几何形状K值矩形简单圆曲线1.0梯形简单圆曲线1.0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1.0矩形既有缓和曲线过渡段，槽底又横向倾斜的弯道0.5横向水面超高系数K值

（二）泄槽的构造1.衬砌：（1）目的：防止冲刷，保证泄槽安全泄水。（2）总要求：光滑平整可减小糙率，防止空蚀、负压的产生。止水可靠防止高速水流钻入缝内将底板掀起。排水畅通可有效降低扬压力，增加衬砌的稳定性。坚固耐用能抵抗水流冲刷、温度、风化等作用，延长寿命。（3）类型：（4）厚度：条石或块石：30~60cm混凝土：20~40cm，V高的大中型工程30~50cm,土基条石或块石衬砌—岩基上V＜15m/s的中小型工程。砼衬砌v高的大中型工程或土基。(a)平面布置图；（b）纵剖面图

1—进水渠；2—混凝土护底；3—检修门槽；4—工作闸门；5—帷幕；6—排水孔；7—横缝；8—纵缝；9—工作桥；10—公路桥；11—开挖线；2.衬砌的分缝与止水为控制温度裂缝的发生，除配温度筋外，需要纵、横向的伸缩缝将衬砌分为块状，防止地基不均匀沉陷。（1）基岩：6~12m（2）土基：15m左右或更长（3）伸缩缝内设止水，防止砌块掀起纵缝做成键槽式或平接式横缝做塔接式，防止衬砌底板沿地基面滑动（4）施工纵横缝（1）基岩：6~12m（2）土基：15m左右或更长（3）伸缩缝内设止水，防止砌块掀起纵缝做成键槽式或平接式1-止水；2-横向排水；3-灰浆座垫；4-齿墙；5-透水垫层；6-纵向排水管止水：缝内设止水，防止高速水流钻入泄槽底板，掀起底板3.衬砌的排水为减小衬砌所受的渗透压力，衬砌的纵缝和横缝下面应设有排水设备，纵横向排水相互连通，渗水集中到纵向排水再排向下游。（横向排水纵向排水排入下游）（1）岩基上的横向排水设备开挖成30×30cm的沟槽，槽内填碎石。为防止灰浆进入堵塞，上用混凝土板或沥青油毡盖好。（2）纵向排水设备多为缸瓦管，φ10~20cm，管周填砾石，管接口不封闭，以便收集渗水。（4）粘性土地基做反滤层。（3）土基在底板下做平铺式排水，碎石层30cm。横缝与排水构造纵缝与排水构造12—搭接线；13—键槽缝；14—平接缝；15—横向排水管；16—纵向排水管；17—锚筋4.底板锚固在岩基上应注意将表面风化破碎的岩石挖除。有时用锚筋将衬砌和岩基连在一起，以增加衬砌的稳定性。锚筋通常采用25mm或更大，间距约为1.5~3.0m，插入深度大至为40~60倍的钢筋直径。对于可能发生不均匀沉陷或不设锚筋的泄槽底板，应在底板的上游端设置齿墙，并采用上下游板块的全搭接横缝。岳城水库5.泄槽边墙的构造（1）横断面：可由地基条件、泄槽横断面的形状而定。常为（2）构造：与地板基本相同都需要分缝、止水、排水，顶部设有平台，有利于通行。挡土墙式土基，如图（a）、（b）衬砌式岩基，如图（c）6.防空蚀措施对于流速大于15m/s的水工建筑物，如进水口、门槽、挑流鼻坎等应慎重选择其体型；对于流速大于20m/s的区域，更应予以重视。掺气减蚀设施可采用挑坎、跌坎通气槽及其各种组合形式。进水渠出水渠消能防冲泄槽控制段正槽溢洪道的组成：四、消能防冲设施1.消能方式：（1）底流式：适用于地质条件较差或溢洪道出口距坝较近的情况。（2）挑流式：适用于水头大，有较好的岩基或泄槽末端远离拦河坝，挑流冲刷坑不影响建筑物的安全。a.重力式消能b.衬砌式消能挑流式2.设计原则：同溢流坝，唯有泄槽末端的挑流坎构造与溢流堰的鼻坎不同，现说明如下：挑流坎重力式：土基，如图（a）。衬砌式：（坚硬完整）岩基，如图（b）。用锚筋与岩基连接，可减少开挖与砼量。★挑流坎的构造：坎上需设通气孔、排水孔。★作用通气孔：向水舌下补气，减免真空影响挑距和空蚀。排水孔1-纵向排水；2-护坦；3-混凝土齿强；4-φ50cm通气孔；5-φ10cm排水管坎上排除反弧段积水坎下排除渗水，降低墙后渗水压力进水渠出水渠消能防冲泄槽控制段正槽溢洪道的组成：★出水渠的作用：将消能后的水流平顺地引入下游河道。五、出水渠当泄槽下泄的水流经过消能后，不能直接进入原河道时需要设出水渠。★出水渠2.人工出水口如无天然河道，则需人工挖明渠。1.利用原天然河道尽量短、直，底坡也应尽量接近于下游原河道的平均底坡，水流才能平顺下泄。实际工程案