第二章 重力坝2.ppt

一、溢流重力坝特点 溢流重力坝既能挡水又能通过坝顶溢流,又是泄水建筑物,它主要承担泄洪保坝、输水供水、排沙、放空水库、施工导流等任务。溢流坝除具有非溢流坝相同的工作条件外，同时又要满足泄洪要求，因此，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有足够的泄洪能力 ②应使水流平顺地通过坝面，避免产生振动和空 ③应使下泄水流对河床不产生危及坝体安全的局部冲刷 ④不影响枢纽中其他建筑物的正常运行等。 第六节 溢流重力坝 二、溢流重力坝的剖面设计 2、大孔口溢流式 在闸墩上部设置胸墙，有固定胸墙和活动胸墙两种，既可利用胸墙挡水，又可减少闸门的高度和降低堰顶高程。它可以根据洪水预报提前放水，腾出较大的防洪库容，提高水库的调洪能力。当库水位低于胸墙下缘时,下泄水流流态与堰顶开敞溢流式相同；当库水位高于孔口一定高度时,呈大孔口出流。胸墙多为钢筋混凝土结构,常固接在闸墩上,也有做成活动式的。遇特大洪水时可将胸墙吊起,以加大泄洪能力，利于排放漂浮物。 优点：可根据洪水预报提前放水，提高了调洪能力。可降低溢流堰顶高程，增大单宽流量，减小溢流坝段长度。 3、坝顶溢流式（开敞式） 不设闸门时，堰顶高程等于水库的正常蓄水位，泄水时，靠壅高库内水位增加下泄量，这种情况增加了库内的淹没损失和非溢流坝的坝顶高程和坝体工程量。坝顶溢流不仅可以用于排泄洪水，还可以用于排泄其它漂浮物。它结构简单，可自动泄洪，管理方便。适用于洪水流量较小，淹没损失不大的中、小型水库。 当堰顶设有闸门时，闸门顶高程虽高于水库正常蓄水位，但堰顶高程较低，可利用闸门不同开启度调节库内水位和下泄流量，减少上游淹没损失和非溢流坝的高度及坝体的工程量。与深孔闸门比较，堰顶闸门承受的水头较小，其孔口尺寸较大，由于闸门安装在堰顶，操作、检修均比深孔闸门方便。当闸门全开时，下泄流量与堰上水头H03/2成正比。随着库水位的升高，下泄流量增加较快，具有较大的超泄能力。在大、中型水库工程中得到广泛的应用 （二）孔口尺寸 溢流坝孔口尺寸拟定包括过水前缘总宽度，堰顶高程，孔口数目、尺寸等其中孔口拟定和布置涉及因素许多如：洪水设计标准、下游防洪要求、库水位雍高有无限制、是否利用洪水预报、过水方式以及枢纽地形、地质条件等。 溢流孔口尺寸主要取决于通过溢流孔口的下泄洪水流量Q溢，根据设计和校核情况下的洪水来量,经调洪演算确定下泄洪水流量Q总，再减去泄水孔和其它建筑物下泄流量之和Q0, 即得Q溢: Q溢=Q总---- Q0 （m3/s） Q0 ----经由电站、船闸及其它泄水孔下泄的流量系 数,考虑电站部分运行,或由于闸门障碍等因素对下泄 流量的影响.正常运用时取0.75～0.90；校核情况下 取1.0。 1、单宽流量的确定 单宽流量的大小是溢流重力坝设计中一个很重要的控制性指标。单宽流量一经选定,就可以初步确定溢流坝段的净宽和堰顶高程。单宽流量愈大,下泄水流的动能愈集中,消能问题就愈突出,下游局部冲刷会愈严重,但溢流前缘短，对枢纽布置有利。因此,一个经济而又安全的单宽流量，必须综合地质条件、下游河道水深、枢纽布置和消能工设计多种因素,通过技术经济比较后选定。 工程实证明对于软弱岩石常取q=20～50m3/(s·m)；中等坚硬的岩石取q=50～100 m3/(s·m)；特别坚硬的岩石q=100～150 m3/(s·m)；地质条件好、堰面铺铸石防冲、下游尾水较深和消能效果好的工程,可以选取更大的单宽流量。近年来，随着消能技术的进步,选用的单宽流量也不断增大。在我国已建成的大坝中，龚嘴的单宽流量达254.2m3/(s·m),目前正在建设中的安康水电站单宽流量达282.7m3/(s·m)。而委内瑞拉的古里坝其单宽流量已突破了300m3/(s·m)的界限。 2、单宽流量q确定以后,溢流前缘总宽度L L= Q溢/ q （m） 装有闸门的溢流坝,用闸墩将溢流段分隔为若干个等宽的孔。设孔口总数为n，孔口宽度b=L/n，d为闸墩厚度，则溢流前缘总宽度L0为: L0 =n×b+（n-1）d （m） 3、当采用开敞式溢流坝泄流时, 下泄流量Q溢 Q溢=CmεσSL（2g)0.5 HW 3/2 (m3 ） C----上游面坡度影响系数对于铅直的上游面C=1 L----溢流孔净宽（m） m一流量系数,可从有关水力计算手册中查得； ε一侧收缩系数,根据闸墩厚度及闸墩头部形状而定。初设时可取=0.90～0.95； σS——淹没系数,视淹没程度而定； g