第二节 正槽溢洪道.docx

第二节正槽溢洪道

一、工作特点:开敞式正面进流.泄槽与溢流堰轴线正交,过堰水流与泄槽方向一致.组成:进水段（引水渠）,控制段,泄槽(陡槽),消能段,尾水渠.

优点:结构简单,进流量大,泄流能力强,工作可靠,施工、管理、维修方便，因而被广泛采用。

图7-1 正槽溢洪道布置图

二、正槽溢洪道各组成部分的设计

1、引水渠

作用：使水流平顺地进入控制段，改善堰身及泄槽的流态。

设计原理：在合理的开挖方量下，尽量减少水头损失，以增加溢洪道的泄水能力。断面形式：岩基上接近矩形，土基上采用梯形。

进口布置形式：喇叭口。

图7-2 溢洪道的整体布置 单位：m

2、控制堰段

作用:控制溢洪道的泄流能力.横断面:矩形

纵剖面:实用堰和宽顶堰

设计要求:有足够的泄流能力.

*实用堰:流量系数大，需要的溢流前缘较短，较之宽顶堰可减少工程量。但施工复杂，多用于岩石地基上，尤其是岸坡较陡的大中型工程。

形式：克-奥型、WES曲线型

*宽顶堰:结构简单，施工方便。但流量系数较小，需要的溢流前缘较长。多用于泄洪量不大或附近地形较平缓的中小型工程中。

B 堰顶长度

H 堰上水头

P 堰高

图7-3 常用的控制堰

*实用堰的高度:

1、低堰(0.3?P/Hd?1.33),m值先随H0/Hd的加大而加大,然后随H0/Hd的减小而减小,存在一个极值m;

2、高堰(P/Hd1.33),m为递增函数.

图7-4 WES堰m～H0/Hd,P/Hd的关系

3、泄槽段

工作特点：在溢流堰后用泄槽与消能段相接，为使槽内水流呈急流状态其纵坡常为大于临界坡度的陡坡，因此又称其为陡槽。由于泄槽内水流流速较高，设计时必须考虑高速水流产生的冲击波、脉动和空蚀现象，在布置和构造上予以重视，一般应加高、加固泄水槽的边墙，以确保溢洪道的安全。

泄槽的纵剖面设计

泄槽的纵坡一般做成为大于临界坡度的陡坡，通常i=1%～5%，有时可达10%～15%。

*变坡：泄槽很长时，为适应地形、地质条件而设。

由陡变缓，变坡处用反弧段连接R8～10倍水深，易出现动水压力破坏，应尽量避免。由缓变陡：变坡处用抛物线连接。槽底易产生负压。

图7-5 泄槽变坡处的竖曲线

泄槽的平面布置

从高速水流考虑，泄槽在平面上应尽量直线、等宽、对称布置。

实际上，由于地质（形）条件的限制，或从减少开挖、处理洪水归河、有利消能等方面考虑，往往改变横断面，设置收缩段、弯曲段或扩散段。

图7-6 泄槽的平面布置

断面型式

在岩基上一般接近矩形断面，土基上用梯形较多，边坡不宜太缓以防止水流外溢和对流态不利，一般应做衬砌。

弯曲段：渠底超高法—作用是使流量分布均匀并适当改善流态。

对弯曲的泄槽，为使槽内流量分布均匀和改善流态，可将渠底做成外侧高于内侧的横向底坡，用重力来平衡离心力。

图7-7 弯道上的泄槽

收缩段与扩散段

收缩段的收缩角大小直接影响由于断面收缩而产生的冲击波的大小。收缩角越小，冲击波就越小，通常收缩角 11.25o.

扩散段一般设在泄槽的末端有利于消能.在高速水流的条件下,扩散角不宜过大以免水流于边墙脱离.

4、消能设施

位于泄水槽出口处，作用是为了消除下泄水流具有破坏作用的动能，从而防止建筑物被水流冲刷，保证安全。

消能方式：底流消能和挑流消能。

5、尾水渠:当流经泄槽的急流经过消能后，不能直接进入原河道，需布置一段尾水渠，要求短、直、平顺，底坡尽量接近原河道的坡度，以使水流能平稳顺畅地归入原河道。

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图7-9 溢洪道挑流坎布置图 单位：m

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图7-10 扩散消力池