05高职高专水工建筑物教案-河岸溢洪道_精品.doc

教 学 内 容 板书或旁注 第六章 河岸溢洪道 §6-1概述 水库枢纽三大件： 挡水建筑物、泄水建筑物、取水建筑物。 溢洪道：宣泄水库中容纳不下的多余洪水，保证大坝及工程的安全。 布置方式： 与大坝相结合，布置在河床中间，成为河床式溢洪道，如重力坝、拱坝的溢流坝段。 当大坝为土石坝，溢洪道就不能与大坝结合，不能布置在河床中，需要布置在河岸边（水库边），成为河岸式溢洪道。 河岸溢洪道的类型 类型： 开敞式溢洪道：正槽式、侧槽式。 正常溢洪道： 封闭式溢洪道：井式、虹吸式。 非常溢洪道：漫流式、 自溃式、爆破引溃式 1. 正槽式溢洪道 水流过溢流堰后，水流方向不变，进入泄水槽。 特点：水流平顺，泄水能力强，结构简单，常用。 适用：岸边有合适的马鞍形山口时，此时开挖量最小。 正槽溢洪道图 2.侧槽式溢洪道 水流过堰后，转向约90°，进入泄水槽。 特点：水流条件复杂，水面极不平稳，结构复杂，对大坝有影响。 适用：两岸山体陡峭，无法布置正槽式溢洪道，可在坝头一端布置侧槽式溢洪道，此时溢流堰的走向与等高线大体一致，可减少开挖量，但水流就有转向问题。适用于中、小型工程。 侧槽溢洪道图 3.井式溢洪道 特点：是管流，泄水能力低，水流条件复杂，易出现空蚀，应用较少。 井式溢洪道图 4.虹吸式溢洪道 原理：溢洪道由曲管组成，曲管最顶部设通气孔，通气孔的出口在水库的正常高水位处，当水库的水位超过正常高水位，淹没了通气孔，曲管内没有空气，泄水时有虹吸作用，可增加泄水能力。 特点：结构复杂，不便检修，易空蚀，超泄水能力小。用于中小型工程。 虹吸式溢洪道图 河床式溢洪道的位置选择 安全方面 修建在坚固的岩石地基上，必须修在挖方上，两侧山体必须保证稳定，水流进出口不宜离大坝太近。 经济方面 选择高程合适的马鞍形山口，开挖方量少，出水归河，冲毁农田要少。 3.施工运用方面 为管理运用方便，不宜离大坝太远，施工中要考虑出渣线路、堆渣场地，最好开挖的土石料能用在修坝中。要考虑爆破的影响。 教 学 内 容 板书或旁注 §6-2正槽式溢洪道 正槽式溢洪道的组成 组成部分：进水渠、控制段、泄水槽、消能设施、出水渠。 1.进水渠 往往溢流堰不能紧靠水库，需修建进水渠将水库中的水平顺引至堰前。 要求：应将水平顺引至堰前，在引水过程中，尽量减小水头损失，即在合理的开挖条件下，减小水流流速。 平面布置 长度尽量短，轴线尽量平直，最好为直轴线，如需转弯，R5B（渠底宽），且堰前有足够长的直线段，保证正向进水。堰前进口为喇叭形。 横断面 应足够大，以减小流速，减小水头损失，一般流速为1～2m/s。 断面形状为梯形，应注意边坡稳定。做好衬砌，减小糙率。 纵断面 底坡采用逆坡或平坡，渠底高程要低于堰顶高程。 二、控制段 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。 （一）溢流堰的形式 溢流堰通常选用宽顶堰、实用堰，有时也是用驼峰堰、折线形堰。溢流堰的体形应尽量满足增大流量系数，在泄 流时不产生空穴水流或诱发振动的负压等。 宽顶堰 宽顶堰的特点是结构简单，施工方便，但流量系数较低。由于宽顶堰荷载小，对承载力较差的土基适应能力较强，因此，在泄量不大或附近地形较平缓的中、小型工程中应用较广，如图所示。 实用堰 实用堰与宽顶堰相比较，实用堰的流量系数比较大，在泄量相同的条件下需要的溢流前缘较短，工程量相对较小，但施工较复杂。大、中型水库，特别是岸坡较陡时，多采用这种型式，如图所示。 泄流能力：溢洪道中的实用堰一般都比较低矮，其流量系数介于溢流重力坝和宽顶堰之间。实用堰的泄流能力与其上下游堰高、定型设计水头、堰面曲线型式等因素有关。 剖面形式：WES标准剖面堰、克—奥型剖面堰。 定型设计水头Hd。低堰泄流时由于下游堰面水深比较大，堰面一般不会出现过大的负压，不致发生破坏性的空蚀和振动，因此在设计溢洪道的低堰时，可选择较小的定型设计水头，使高水位时的流量系数加大。 根据实验研究，定型设计水头可采用（0.6~0.75）Hmax。 上游堰高P1溢流堰按上游堰高P1和定型设计水头Hd的比值分为高堰（P1/Hd＞1.33）和低堰(P1/Hd≤1.33)。高堰的流量系数接近一个常数，一般不随P1/Hd的变化而受影响；低堰的流量系数则随P1/Hd的减小而降低，流量系数的变化如表6-1。这是因为进水渠中流速加大，水头损失加大，同时过堰水舌下缘垂直收缩不完全，压能增大，动能减小。 为了获得较大的流量系数，一般上游堰高P1≥0.3 Hd。 下游堰高P2：低堰的流量系数还与下游堰高P2有关。当堰顶水头较大，下游堰高P2不足，堰后水流不能保证自由泄流时，将会出现流量系数随水头增加而降低的现象。 为了消除这种现象，下游堰高一