第七章岸邊溢洪道第一節(jié)概述第二節(jié)正槽式溢洪道第三節(jié)其他型式的溢洪道第四節(jié)非常泄洪設(shè)施第五節(jié)岸邊溢洪道的布置和型式選擇第七章岸邊溢洪道第一節(jié)概述

對(duì)于土石壩或壩體泄洪能力受到限制的混凝土壩來(lái)說(shuō)，常常設(shè)置岸邊溢洪道泄洪，防止洪水漫頂，保證大壩及其他建筑物的安全。岸邊溢洪道按泄洪標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)用情況，可分為正常溢洪道（包括主、副溢洪道）和非常溢洪道。

岸邊溢洪道按其結(jié)構(gòu)型式可分為：正槽式溢洪道、側(cè)槽式溢洪道、井式溢洪道和虹吸式溢洪道等。在實(shí)際工程中，正槽式溢洪道應(yīng)用最廣。岸邊溢洪道正常溢洪道非常溢洪道宣泄設(shè)計(jì)洪水宣泄超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水主溢洪道副溢洪道宣泄常遇洪水按設(shè)計(jì)泄量與主溢洪道泄量之差設(shè)計(jì)第二節(jié)正槽式溢洪道

正槽式溢洪道通常由引水渠、控制段、泄槽、出口消能段及尾水渠等部分組成。其中，溢流堰、泄槽及出口消能段是溢洪道的主體。溢流堰軸線(xiàn)與泄槽軸線(xiàn)接近正交，過(guò)堰水流流向與泄槽軸線(xiàn)方向一致，故稱(chēng)為正槽式溢洪道。第七章岸邊溢洪道引水渠一、引水渠

由于地形、地質(zhì)條件限制，溢流堰往往不能緊靠庫(kù)岸，需在溢流堰前開(kāi)挖引水渠，將庫(kù)水平順地引向溢流堰，當(dāng)溢流堰緊靠庫(kù)岸或壩肩時(shí)，此段只是一個(gè)喇叭口。第七章岸邊溢洪道溢洪道引水渠的型式第七章岸邊溢洪道

為了提高溢洪道的泄流能力，引水渠中的水流應(yīng)平順、均勻，并在合理開(kāi)挖的前提下減小渠中水流流速，以減小水頭損失。流速應(yīng)大于懸移質(zhì)不淤流速，小于渠道的不沖流速，設(shè)計(jì)流速宜采用3~5m/s。引水渠越長(zhǎng)，流速越大，水頭損失就越大。引水渠的渠底視地形條件可做成平底或具有不大的逆坡。渠底高程要比堰頂高程低些，因?yàn)樵谝欢ǖ难唔斔^下，行近水深大，流量系數(shù)也較大，泄放相同流量所需的堰頂長(zhǎng)度短。引水渠在平面布置上應(yīng)力求平順，避免斷面突然變化和水流流向的急劇轉(zhuǎn)彎。通常把溢流堰兩側(cè)的邊墩向上游延伸構(gòu)成導(dǎo)水墻或漸變段，其高度應(yīng)高于最高水位。第七章岸邊溢洪道

引水渠的橫斷面，在巖基上接近矩形，邊坡根據(jù)巖層條件確定，新鮮巖石一般為1:0.1~1:0.3，風(fēng)化巖石為1:0.5~1:1.0；在土基上采用梯形，邊坡根據(jù)土坡穩(wěn)定要求確定，一般選用1:1.5~1:2.5。引水渠應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況、渠線(xiàn)長(zhǎng)短、流速大小等條件確定是否需要襯護(hù)。二、控制段

溢流堰控制段包括：溢流堰及兩側(cè)連接建筑物。其作用是控制溢洪道的過(guò)水能力?？刂贫蔚捻敳扛叱蹋谛剐：撕樗畷r(shí)不應(yīng)低于校核洪水位加安全加高值；擋水時(shí)應(yīng)不低于設(shè)計(jì)洪水位或正常蓄水位加波浪的計(jì)算高度加安全加高值；當(dāng)溢洪道緊靠壩肩時(shí)應(yīng)與大壩壩頂高程協(xié)調(diào)一致。溢流堰是水庫(kù)下泄洪水的口門(mén)，是控制溢洪道泄流能力的關(guān)鍵部位，因此必須合理選擇溢流堰段的型式和尺寸。第七章岸邊溢洪道第七章岸邊溢洪道

溢流堰按其橫斷面的形狀與尺寸可分為：薄壁堰、寬頂堰和實(shí)用堰（堰斷面形狀可為矩形、梯形或曲線(xiàn)形）；按其在平面布置上的輪廓形狀可分為：直線(xiàn)形堰、折線(xiàn)形堰、曲線(xiàn)形堰和環(huán)形堰；按堰軸線(xiàn)與上游來(lái)水方向的相對(duì)關(guān)系可分為：正交堰、斜堰和側(cè)堰等。溢流堰通常選用寬頂堰、實(shí)用堰，有時(shí)也用駝峰堰、折線(xiàn)形堰。溢流堰體形設(shè)計(jì)的要求是：盡量增大流量系數(shù)，在泄流時(shí)不產(chǎn)生空穴水流或誘發(fā)危險(xiǎn)振動(dòng)的負(fù)壓等。（一）溢流堰的型式第七章岸邊溢洪道

（1）寬頂堰寬頂堰的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工簡(jiǎn)便，但流量系數(shù)較低（約為0.32~0.385）。由于寬頂堰堰矮，荷載小，對(duì)承載力較差的土基適應(yīng)能力強(qiáng)，因此，在泄量不大或附近地形較平緩的中、小型工程中，應(yīng)用較廣。寬頂堰第七章岸邊溢洪道

（2）實(shí)用堰實(shí)用堰的優(yōu)點(diǎn)是流量系數(shù)比寬頂堰大，在相同泄流量條件下，需要的溢流前沿較短，工程量相對(duì)較小，但施工復(fù)雜。大、中型水庫(kù)，特別是岸坡較陡時(shí)，多采用此種型式。溢洪道的實(shí)用堰一般較矮，其流量系數(shù)介乎溢流重力壩與寬頂堰之間。為了提高泄流能力，應(yīng)當(dāng)合理選用堰高、定型設(shè)計(jì)水頭、堰面曲線(xiàn)，并保證堰面曲線(xiàn)具有足夠的長(zhǎng)度。實(shí)用堰第七章岸邊邊溢洪道溢流堰堰面曲線(xiàn)線(xiàn)對(duì)泄流能力影影響很大，通常常采用非真空型型堰面曲線(xiàn)，我我國(guó)最常采用的的是WES型、克－奧型和和冪次曲線(xiàn)型。。在設(shè)計(jì)溢流堰堰堰面曲線(xiàn)時(shí)，首首先要確定定型型設(shè)計(jì)水頭Hd。選擇實(shí)用堰的的定型設(shè)計(jì)水頭頭時(shí)，應(yīng)結(jié)合堰堰面允許負(fù)壓值值綜合確定。SL253－2000《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范范》規(guī)定：閘門(mén)全開(kāi)開(kāi)泄常遇洪水時(shí)時(shí)，堰面不應(yīng)出出現(xiàn)負(fù)壓；閘門(mén)門(mén)全開(kāi)泄設(shè)計(jì)洪洪水時(shí)，堰面附附近負(fù)壓不得大大于0.3MPa；閘門(mén)全開(kāi)泄校校核洪水時(shí)，堰堰頂附近負(fù)壓不不得大于0.06MPa。堰面定型設(shè)計(jì)計(jì)水頭與堰頂最最大水頭比一般般為0.65~0.85。第七章岸邊邊溢洪道堰高對(duì)流量系數(shù)數(shù)也有影響。一一般認(rèn)為：上游游堰高P1>1.33Hd的屬于高堰，0.3Hd≤P1≤1.33Hd的屬于低堰。溢溢洪道的溢流堰堰一般屬于低堰堰。低堰的流量量系數(shù)隨P1/Hd的減小而減小，，為了獲得較大大的流量系數(shù)，，低堰的堰高P1一般應(yīng)大于0.3Hd。低堰的流量系系數(shù)還與下游堰堰高P2有關(guān)，一般建議議P2應(yīng)大于0.6Hd。溢流堰頂部曲線(xiàn)線(xiàn)的長(zhǎng)短對(duì)流量量系數(shù)也有影響響，當(dāng)堰頂曲線(xiàn)線(xiàn)長(zhǎng)度不足以保保持標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用堰堰的外形輪廓時(shí)時(shí)，流量系數(shù)將將受到影響而降降低。實(shí)用堰常用反弧弧曲面與泄槽底底板相接，反弧弧半徑可采用(3~6)h，流速大時(shí)宜選選用較大值。第七章岸邊邊溢洪道（3）駝峰堰駝峰堰是一種復(fù)復(fù)合圓弧的低堰堰，是我國(guó)從工工程實(shí)踐中總結(jié)結(jié)出來(lái)的一種新新堰型。其流量量系數(shù)一般為0.40~0.46。駝峰堰的堰體低低，流量系數(shù)較較大，設(shè)計(jì)與施施工簡(jiǎn)便，對(duì)地地基要求低，適適用于軟弱地基基。第七章岸邊邊溢洪道（4）折線(xiàn)形堰為獲得較長(zhǎng)的溢溢流前沿，在平平面上將溢流堰堰做成折線(xiàn)形，，稱(chēng)為折線(xiàn)形堰堰。堰體由若干干個(gè)折線(xiàn)組成，，形同迷宮，也也稱(chēng)為迷宮堰。。中、小型水庫(kù)溢溢洪道，尤其是是小型水庫(kù)溢洪洪道，常不設(shè)閘閘門(mén)，而利用與與正常蓄水位齊齊平的堰頂來(lái)控控制庫(kù)水位。此此時(shí)，若用迷宮宮堰不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單、工作可靠靠、節(jié)省工程量量，而且因溢流流前沿加長(zhǎng)，堰堰頂可相應(yīng)抬高高，有利于增大大興利庫(kù)容。第七章岸邊邊溢洪道（二）溢流孔口口尺寸的擬定溢洪道的溢流孔孔口尺寸，主要要是溢流堰堰頂頂高程和溢流前前沿寬度的確定定。其設(shè)計(jì)方法法與溢流重力壩壩基本相同。但但由于溢洪道出出口一般離壩腳腳較遠(yuǎn)，其單寬寬流量可以比溢溢流重力壩所采采用數(shù)值大一些些。第七章岸邊邊溢洪道（三）控制段的的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制段的結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)包括：：結(jié)構(gòu)型式選擇擇和布置、荷載載計(jì)算及其組合合、穩(wěn)定計(jì)算、、應(yīng)力分析、細(xì)細(xì)部設(shè)計(jì)等。SL253－2000《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范范》指出：堰（閘））的穩(wěn)定分析可可采用剛體極限限平衡法；閘室室基底應(yīng)力及實(shí)實(shí)用堰堰體應(yīng)力力分析可采用材材料力學(xué)方法，，重要工程或受受力條件復(fù)雜時(shí)時(shí)可采用有限元元法；閘墩的應(yīng)應(yīng)力分析可采用用材料力學(xué)法，，大型閘墩宜采采用有限元法；；寬頂堰及駝峰峰堰底板應(yīng)力分分析可采用材料料力學(xué)法、有限限元或彈性地基基梁法。第七章岸邊邊溢洪道（1）堰（閘）基底底面的抗滑穩(wěn)定定安全系數(shù)按抗抗剪斷公式計(jì)算算：堰（閘）基底面面的抗滑安全系系數(shù)不得小于規(guī)規(guī)范規(guī)定值。第七章岸邊邊溢洪道（2）堰（閘）基底底面上的鉛直正正應(yīng)力應(yīng)滿(mǎn)足下下列要求：1）運(yùn)用期。①在在各種荷載組合合情況下（地震震情況除外），，堰（閘）基底底面上的最大鉛鉛直正應(yīng)力σmax應(yīng)小于基巖的容容許壓應(yīng)力（計(jì)計(jì)算時(shí)分別計(jì)入入揚(yáng)壓力和不計(jì)計(jì)入揚(yáng)壓力）；；最小鉛直正應(yīng)應(yīng)力σmin應(yīng)大于零（計(jì)入入揚(yáng)壓力）。②②地震情況下可可允許出現(xiàn)不大大于0.1MPa的鉛直拉應(yīng)力。。③計(jì)算雙向受受力情況時(shí)，基基底面上容許出出現(xiàn)不大于0.1MPa的鉛直拉應(yīng)力。。雙向受力并計(jì)計(jì)入地震荷載時(shí)時(shí)，基底面容許許出現(xiàn)不大于0.2MPa的鉛直拉應(yīng)力。。2）施工期。堰（（閘）基底面上上的最大鉛直正正應(yīng)力σmax應(yīng)小于基巖的容容許壓應(yīng)力；下下游端的最小鉛鉛直正應(yīng)力σmin可容許出現(xiàn)不大大于0.1MPa的拉應(yīng)力。三、泄槽正槽溢洪道的溢溢流堰后多用泄泄水陡槽與出口口消能段相連接接，以便將過(guò)堰堰洪水安全地泄泄向下游河道。。泄槽一般位于于挖方地段，設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)地地形、地質(zhì)、水水流條件及經(jīng)濟(jì)濟(jì)等因素合理確確定其形狀和尺尺寸。由于泄槽槽內(nèi)的水流處于于急流狀態(tài)，高高速水流帶來(lái)的的一些特殊問(wèn)題題，如沖擊波、、水流摻氣、空空蝕和壓力脈動(dòng)動(dòng)等，應(yīng)認(rèn)真考考慮，并采取相相應(yīng)的措施。第七章岸邊邊溢洪道泄槽在平面上宜宜盡量采用直線(xiàn)線(xiàn)、等寬、對(duì)稱(chēng)稱(chēng)布置，這樣可可使水流平順、、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施施工方便。但由由于地形、地質(zhì)質(zhì)等原因，或從從減少開(kāi)挖和有有利消能等方面面考慮，常在溢溢流堰下游先接接收縮段（目的的在于節(jié)省泄槽槽土石開(kāi)挖量和和襯砌工程量）），再接等寬泄泄槽，最后接出出口擴(kuò)散段（目目的在于減少出出口單寬流量，，有利于下游消消能和減輕水流流對(duì)下游河道的的沖刷）。（一）泄槽的平平面布置及縱、、橫剖面第七章岸邊邊溢洪道第七章岸邊邊溢洪道泄槽縱剖面設(shè)計(jì)計(jì)主要是決定縱縱坡。泄槽縱坡坡必須保證泄流流時(shí)，溢流堰下下為自由出流和和槽中不發(fā)生水水躍，使水流始始終處于急流狀狀態(tài)。因此，泄泄槽縱坡必須大大于臨界坡度。。常用的縱坡為為1%~5%，有時(shí)可達(dá)10%~15%。應(yīng)盡量建在巖巖基上。泄槽的橫剖面，，在巖基上接近近矩形，以使水水流分布均勻，，有利于下游消消能；在土基上上則采用梯形，，但邊坡不宜太太緩，以防止水水流外溢和影響響流態(tài)，一般為為1:1~1:1.5。（二）收縮段、、擴(kuò)散段和彎曲曲段設(shè)計(jì)在急流中，由于于邊墻改變方向向，水流受到擾擾動(dòng)，就會(huì)引起起沖擊波。沖擊擊波的波動(dòng)范圍圍可能延伸很遠(yuǎn)遠(yuǎn)，使水流沿橫橫剖面分布不均均，從而增加邊邊墻高度，并給給泄槽工作及出出口消能帶來(lái)不不利的影響。收收縮段、擴(kuò)散段段和彎曲段設(shè)計(jì)計(jì)的任務(wù)就在于于使沖擊波的影影響減到最小。。第七章岸邊邊溢洪道泄槽平面布置示意圖1）收縮段合理的收縮段應(yīng)應(yīng)當(dāng)是引起的沖沖擊波的高度最最小和收縮段以以下泄槽中的水水流擾動(dòng)減至最最小。工程中常見(jiàn)的收收縮段是在平面面上呈對(duì)稱(chēng)收縮縮。根據(jù)沖擊波波理論：沖擊波波的最大波高決決定于側(cè)墻偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角，偏轉(zhuǎn)角大大，最大波高也也增大，而與邊邊墻偏轉(zhuǎn)曲率無(wú)無(wú)關(guān)。因此，宜宜采用直線(xiàn)邊墻墻收縮段，但在在轉(zhuǎn)角處可以局局部抹圓。第七章岸邊邊溢洪道第七章岸邊邊溢洪道沖擊波的計(jì)算：：根據(jù)動(dòng)量定理得得第七章岸邊邊溢洪道第七章岸邊邊溢洪道第七章岸邊邊溢洪道例7.1：有一矩形陡槽，，通過(guò)流量為16m3/s，今欲將槽寬從從3.7m收縮到2.2m，已知收縮段起起點(diǎn)處水深為0.6m。試設(shè)計(jì)收縮段段的長(zhǎng)度及側(cè)壁壁偏角。2）擴(kuò)散段目的是減小單寬寬流量，便于消消能。設(shè)計(jì)時(shí)除除了減小沖擊波波和高度和對(duì)水水流的擾動(dòng)外，，還必須保證水水流擴(kuò)散時(shí)不發(fā)發(fā)生脫離邊墻的的現(xiàn)象。在初步設(shè)計(jì)時(shí)，，可根據(jù)急流邊邊墻不發(fā)生分離離的條件來(lái)確定定擴(kuò)散角：第七章岸邊邊溢洪道第七章岸邊邊溢洪道3）彎曲段彎曲段通常采用用圓弧曲線(xiàn)，彎彎曲半徑應(yīng)大于于10倍槽寬。彎曲段段水流流態(tài)復(fù)雜雜，不僅因受離離心力作用，導(dǎo)導(dǎo)致外側(cè)水深加加大，內(nèi)側(cè)水深深減小，造成斷斷面內(nèi)的流量分分布不均，而且且由于邊墻轉(zhuǎn)折折，迫使水流改改變方向，產(chǎn)生生沖擊波。因此此，彎曲段設(shè)計(jì)計(jì)的主要任務(wù)在在于使斷面內(nèi)的的流量分布趨近近均勻，消除或或抑制沖擊波。。第七章岸邊邊溢洪道彎曲段沖擊波的的計(jì)算C點(diǎn)和D點(diǎn)的圓弧中心角角：第七章岸邊邊溢洪道在CBD以后，因不斷發(fā)發(fā)生波的反射、、干涉與傳播，，形成了一系列列互相交錯(cuò)的沖沖擊波。對(duì)于外外邊墻，在圓弧弧中心角3θ、5θ、…各點(diǎn)為水面最高高點(diǎn)；而2θ、4θ、…各點(diǎn)為水面最低低點(diǎn)。內(nèi)邊墻發(fā)發(fā)生最高、最低低水面點(diǎn)位置正正好同外邊墻相相反。彎曲橫斷斷面內(nèi)、外側(cè)的的水深：計(jì)算外側(cè)水深時(shí)時(shí)θ取正值，計(jì)算內(nèi)內(nèi)側(cè)水深時(shí)θ取負(fù)值。第七章岸邊邊溢洪道彎曲段的水力設(shè)設(shè)計(jì)方法大體可可分為兩類(lèi)：①施加側(cè)向力，即即采取工程措施施，向彎曲段水水流施加作用力力，使它與水流流離心力相平衡衡，以達(dá)到消除除干擾的目的，，如渠底超高法法、彎曲導(dǎo)流墻墻法等；②干擾處理法，即即在曲線(xiàn)的起點(diǎn)點(diǎn)和終點(diǎn)，引入入與原來(lái)的干擾擾大小相等但相相位相反的反擾擾動(dòng)，來(lái)消除原原來(lái)擾動(dòng)的影響響，如復(fù)曲線(xiàn)段段法、螺旋線(xiàn)過(guò)過(guò)渡段法和斜坎坎法等。第七章岸邊邊溢洪道渠底超高法是在在彎曲的橫剖面面上，將外側(cè)渠渠底抬高，造成成一個(gè)橫向坡度度。利用重力沿沿橫向坡度產(chǎn)生生的分力，與彎彎曲段水體的離離心力相平衡，，以調(diào)整橫剖面面上的流量分布布，使之均勻，，改善流態(tài)，減減小沖擊波和保保持彎曲段水面面的穩(wěn)定性。泄泄槽彎曲段外側(cè)側(cè)相對(duì)內(nèi)側(cè)的槽槽底超高值為：：（三）摻氣減蝕蝕水流沿泄槽下泄泄，流速沿程增增大，水深沿程程減小，即水流流的空化數(shù)沿程程遞減，經(jīng)過(guò)一一段流程之后，，就會(huì)產(chǎn)生水流流空化現(xiàn)象。空空化水流到達(dá)高高壓區(qū)，因空泡泡潰滅而使泄槽槽壁遭受空蝕破破壞?？箍瘴g措措施有：摻氣減減蝕、優(yōu)化體形形、控制溢流表表面的不平整度度和采用抗空蝕蝕材料等。工程實(shí)踐表明，，臨近固體邊壁壁水流摻氣，有有利于減蝕和免免蝕。摻氣減蝕蝕的機(jī)理很復(fù)雜雜，水流摻氣可可以使過(guò)水邊界界上的局部負(fù)壓壓消除或減輕，，有助于制止空空蝕的發(fā)生；空空穴內(nèi)含有一定定量空氣成為含含氣型空穴，潰潰滅時(shí)破壞力較較弱；過(guò)水邊界界附近水流摻氣氣，氣泡對(duì)空穴穴潰滅時(shí)的破壞壞力起一定的緩緩沖氣墊作用。。工程實(shí)踐表明明，當(dāng)流速超過(guò)過(guò)35m/s時(shí)，應(yīng)設(shè)置摻氣氣減蝕設(shè)施。第七章岸邊邊溢洪道SL253－2000《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范范》對(duì)摻氣減蝕的規(guī)規(guī)定：在摻氣保保護(hù)范圍內(nèi)，近近壁處的摻氣濃濃度不得低于3%~4%。摻氣設(shè)施主要包包括兩個(gè)部分：：①借助于低挑坎、、跌坎或摻氣槽槽，在射流下面面形成一個(gè)摻氣氣空間的裝置；；②通氣系統(tǒng)，為射射流下面的摻氣氣空間補(bǔ)給空氣氣。裝置的主要要類(lèi)型有摻氣槽槽式、挑坎式、、跌坎式、挑坎坎與摻氣槽聯(lián)合合式、跌坎與摻摻氣槽聯(lián)合式，，還有突擴(kuò)式和和分流墩式等。。挑坎與摻氣槽槽聯(lián)合式的水流流流態(tài)通常較跌跌坎式和突擴(kuò)式式為好。第七章岸邊邊溢洪道第七章岸邊邊溢洪道第七章岸邊邊溢洪道第七章岸邊邊溢洪道（四）泄槽邊墻墻高度的確定泄槽邊墻高度根根據(jù)水深并考慮慮沖擊波、彎道道及水流摻氣的的影響，再加一一定的超高來(lái)確確定。計(jì)算水深為宣泄泄最大流量時(shí)的的槽內(nèi)水深。當(dāng)泄槽水流表面面流速達(dá)到10m/s左右時(shí)，將發(fā)生生水流摻氣現(xiàn)象象而使水深增加加。摻氣程度與與流速、水深、、邊界糙率以及及進(jìn)口形狀等因因素有關(guān)，摻氣氣后水深可按下下式估算：邊墻超高一般取取0.5~1.5m。（五）泄槽的襯襯砌為了保護(hù)槽底不不受沖刷和巖石石不受風(fēng)化，防防止高速水流鉆鉆入巖石縫隙，，將巖石掀起，，泄槽一般都需需進(jìn)行襯砌。對(duì)對(duì)泄槽襯砌的要要求是：襯砌材材料能抵抗水流流沖刷，在各種種荷載作用下能能夠保持穩(wěn)定；；表面光滑平整整，不致引起不不利的負(fù)壓和空空蝕；做好底板板下排水，以減減小作用在底板板上的揚(yáng)壓力；；做好接縫止水水，隔絕高速水水流侵入底板底底面，避免因脈脈動(dòng)壓力引起的的破壞；要考慮慮溫度變化對(duì)襯襯砌的影響；在在寒冷地區(qū)對(duì)襯襯砌材料還應(yīng)有有一定的抗凍要要求。作用在泄槽底板板上的力有：底底板自重、水壓壓力（包括時(shí)均均水壓力和脈動(dòng)動(dòng)水壓力）、水水流的拖曳力和和揚(yáng)壓力等。襯砌設(shè)計(jì)應(yīng)著重重分析不同的地地基、氣候、水水流和施工條件件，選用不同的的襯砌型式，并并采取相應(yīng)的構(gòu)構(gòu)造措施。第七章岸邊邊溢洪道1）巖基上泄槽的的襯砌巖基上泄槽的襯襯砌可以用混凝凝土、水泥漿砌砌條石或塊石，，以及石灰漿砌砌塊石水泥勾縫縫等型式。石灰灰漿砌塊石水泥泥漿勾縫，適用用于流速小于10m/s的小型水庫(kù)溢洪洪道；水泥漿砌砌條石或塊石，，適用于流速小小于15m/s的中、小型水庫(kù)庫(kù)溢洪道。對(duì)于于大、中型工程程，由于泄槽中中流速較高，一一般多采用混凝凝土襯砌?；炷烈r砌厚度度不宜小于30cm。為防止產(chǎn)生溫溫度裂縫，需要要設(shè)置縱橫縫，，間距一般為10~15m。巖基上的襯砌砌接縫有平接縫縫、搭接縫和鍵鍵槽縫幾種型式式。縫內(nèi)做好接接縫止水。襯砌砌的縱縫和橫縫縫下面都應(yīng)設(shè)置置排水設(shè)施，且且相互連通，以以便將滲水集中中到縱向排水內(nèi)內(nèi)，然后排入下下游。第七章岸邊邊溢洪道第七章岸邊邊溢洪道巖基上泄槽的構(gòu)構(gòu)造2）土基泄槽的襯襯砌土基上的泄槽通通常采用混凝土土襯砌。由于土土基沉降量大，，而且不能采用用錨筋，所以襯襯砌厚度一般比比巖基上的大，，通常為0.3~0.5m。混凝土襯砌的的橫向縫必須采采用搭接的型式式，以保證接縫縫處的平整，有有時(shí)還在下塊的的上游側(cè)做齒墻墻，嵌入地基內(nèi)內(nèi)，以防止襯砌砌底板沿地基面面滑動(dòng)?？v縫有有時(shí)也做成搭接接的型式?？p中中除瀝青等填料料外，并需設(shè)水水平止水片。襯襯砌需雙向配筋筋，各向含鋼率率為0.1%。第七章岸邊邊溢洪道第七章岸邊邊溢洪道在土基或是破碎碎軟弱的巖基上上，需要在襯砌砌底板下設(shè)置面面層排水，以減減小底板承受的的滲流壓力。排排水可采用厚約約30cm的卵石或碎石層層。四、出口消能段段及尾水渠溢洪道宣泄洪水水，一般是單寬寬流量大、流速速高、能量集中中。若消能措施施考慮不當(dāng)，高高速水流與下游游河道的正常水水流不能妥善銜銜接，下游河床床和岸坡就會(huì)遭遭受沖刷，甚至至危及大壩和溢溢洪道自身的安安全。第七章岸邊邊溢洪道第七章岸邊邊溢洪道在較好的巖基上上，一般多采用用挑流消能。在在土基或破碎軟軟弱巖基上，一一般采用底流消消能，但對(duì)泄量量較小的，也可可考慮采用挑流流消能。新型消能工：扭扭曲挑坎、斜挑挑坎、窄縫式挑挑坎等。溢洪道挑流坎布布置圖第七章岸邊邊溢洪道由溢洪道下泄的的水流應(yīng)與壩腳腳和其他建筑物物保持一定距離離，且應(yīng)和原河河道水流獲得妥妥善銜接，以免免影響壩的其他他建筑物的安全全和正常運(yùn)行。。在有的情況下下，當(dāng)下泄的水水流不能直接歸歸入原河道時(shí)，，需要布置一段段尾水渠。尾水水渠要短、直、、平順，底坡盡盡量接近下游原原河道的平均坡坡降。第七章岸邊邊溢洪道五、泄槽水面線(xiàn)線(xiàn)計(jì)算基本計(jì)算公式：：流段的平均水力力坡度一一般采用：或平均值或或可用以以下三種方法之之一計(jì)算：第七章岸邊邊溢洪道計(jì)算方法——逐步推算實(shí)際計(jì)算可能有兩種種類(lèi)型：（1）已知流段兩端端的水深，求流流段的距離。。（2）已知流段一端端的水深和流段段長(zhǎng)，，求另一一端斷面水深。。過(guò)渡段上游斷面面水深認(rèn)為近似似等于臨界水深深。第七章岸邊邊溢洪道例7.2（摘自《水力學(xué)》）：某一邊墻成直線(xiàn)線(xiàn)收縮的矩形渠渠道（如圖所示示），渠長(zhǎng)60m，進(jìn)口寬b1為8m，出口寬b2為4m，渠底為反坡，，i為-0.001，粗糙系數(shù)n為0.014，當(dāng)Q為18m3/s時(shí)，進(jìn)口水深h1為2m，要求計(jì)算中間間斷面及出口斷斷面水深。第七章岸邊邊溢洪道解：渠道寬度逐逐漸收縮，故為為非棱柱體明渠渠，求指定斷面面的水深，必須須采用試算法。。計(jì)算公式（1）計(jì)算中間斷面面的水深已知中間斷面寬寬度b為6m，今假定其水深深h為1.8m，按下列各式計(jì)計(jì)算有關(guān)水力要要素：第七章岸邊邊溢洪道第七章岸邊邊溢洪道根據(jù)表中有關(guān)數(shù)數(shù)值，算出為為又因進(jìn)口斷面寬寬度及水深已知知，按以上公式式計(jì)算進(jìn)口斷面面的各水流要素素，將計(jì)算結(jié)果果列于表中。計(jì)算得到為為93.4m，與實(shí)際長(zhǎng)度30米相差甚遠(yuǎn)，說(shuō)說(shuō)明前面所假設(shè)設(shè)之水深1.8米與實(shí)際不符合合，必須重新假假設(shè)，故已假設(shè)設(shè)中間斷面水深深為1.9米，按以上程序序計(jì)算，得到為為29.58米，與實(shí)際長(zhǎng)度度非常接近，所所以可認(rèn)為中間間斷面水深為1.9米。（2）出口斷面水深深的計(jì)算與前面面的計(jì)算方法完完全一樣，不再再贅述。從表看看出，出口水深深應(yīng)為1.5米。第七章岸邊邊溢洪道第七章岸邊邊溢洪道第七章岸邊邊溢洪道作業(yè)7.1（摘自《水力學(xué)》）：平底矩形渠道后后，緊接一直線(xiàn)線(xiàn)收縮的陡槽，，斷面仍為矩形形，進(jìn)口寬度b1與上游渠道相等等，b1為8m，出口寬度b2為4m，陡槽底坡i為0.06，粗糙系數(shù)n為0.016，槽長(zhǎng)為100m。試?yán)L出陡槽中中通過(guò)設(shè)計(jì)流量量40m3/s時(shí)的水面線(xiàn)。第三節(jié)其他他型式的溢洪道道一、側(cè)槽式溢洪洪道（1）側(cè)槽式溢洪道道的特點(diǎn)側(cè)槽式溢洪道一一般由溢流堰、、側(cè)槽、泄水道道和出口消能段段等部分組成。。溢流堰大致沿沿河岸等高線(xiàn)布布置，水流經(jīng)過(guò)過(guò)溢流堰泄入與與堰大致平行的的側(cè)槽后，在槽槽內(nèi)約90o轉(zhuǎn)向經(jīng)泄槽或泄泄水隧洞流入下下游。當(dāng)壩址處處山頭較高，岸岸坡陡峭時(shí)，可可選用側(cè)槽式溢溢洪道。第七章岸邊邊溢洪道第七章岸邊邊溢洪道第七章岸邊邊溢洪道第七章岸邊邊溢洪道側(cè)槽溢洪道具有有以下優(yōu)點(diǎn)：①①可以減小開(kāi)挖挖方量；②能在在開(kāi)挖方量增加加不多的情況下下，適當(dāng)加大溢溢流堰的長(zhǎng)度，，從而提高堰頂頂高程，增加興興利庫(kù)容；③使使堰頂水頭減小小，減小淹沒(méi)損損失，非溢流壩壩的高度也可適適當(dāng)降低。側(cè)槽溢洪道的水水流條件比較復(fù)復(fù)雜，過(guò)堰水流流進(jìn)入側(cè)槽后，，形成橫向旋滾滾，同時(shí)側(cè)槽內(nèi)內(nèi)沿流程流量不不斷增加，旋滾滾強(qiáng)度也不斷變變化，水流紊動(dòng)動(dòng)和撞擊都很強(qiáng)強(qiáng)烈，水面極不不平穩(wěn)。而側(cè)槽槽又多是在壩頭頭山坡上劈山開(kāi)開(kāi)挖的深槽，其其運(yùn)行直接關(guān)系系到大壩的安全全。因此，側(cè)槽槽多建在完整堅(jiān)堅(jiān)實(shí)的巖基上，，且要有質(zhì)量較較好的襯砌。側(cè)槽溢洪道的溢溢流堰多采用實(shí)實(shí)用堰，堰頂上上可設(shè)閘門(mén)，也也可不設(shè)。泄水水道可以是泄槽槽，也可以是無(wú)無(wú)壓隧洞，視地地形、地質(zhì)條件件而定。（2）側(cè)槽設(shè)計(jì)根據(jù)側(cè)槽側(cè)向進(jìn)進(jìn)水和沿程流量量不斷增加等水水流特點(diǎn)，側(cè)槽槽設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足以以下條件：①泄流量沿側(cè)槽均均勻增加；②由于過(guò)堰水流轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向約90o，大部分能量消消耗于側(cè)槽內(nèi)水水體間的旋滾撞撞擊，認(rèn)為側(cè)槽槽中水流的順槽槽速度完全取決決于側(cè)槽的水面面坡降，故槽底底應(yīng)有一定的坡坡度；③為了使水流穩(wěn)定定，側(cè)槽中的水水流應(yīng)處于緩流流狀態(tài)；④側(cè)槽中的水面高高程要保證溢流流堰為自由出流流，因?yàn)檠蜎](méi)出出流不但影響泄泄流能力，而且且由試驗(yàn)得知，，當(dāng)淹沒(méi)到一定定程度后，側(cè)槽槽出口流量分布布不均，容易在在泄水道內(nèi)造成成折沖水流。第七章岸邊邊溢洪道第七章岸邊邊溢洪道在工程實(shí)踐中，，多將側(cè)槽做成成窄而深的梯形形斷面?？堪兑灰粋?cè)的邊坡在滿(mǎn)滿(mǎn)足水流和邊坡坡穩(wěn)定的條件下下，以較陡為宜宜，一般采用1:0.3~1:0.5；對(duì)于靠溢流堰堰一側(cè)，溢流曲曲線(xiàn)下部的直線(xiàn)線(xiàn)段坡度（即側(cè)側(cè)槽邊坡）一般般可采用1:0.5。為了適應(yīng)流量沿沿程不斷增加的的特點(diǎn)，側(cè)槽斷斷面自上游向下下游逐漸變寬，，一般b0/bl采用0.5~1.0。由于側(cè)槽中水流流處于緩流狀態(tài)態(tài)，因而側(cè)槽的的縱坡比較平緩緩，一般小于10%，實(shí)際中可采用用1%~5%。當(dāng)側(cè)槽與泄槽直直接連接時(shí)，側(cè)側(cè)槽末端水深hl一般選用該斷面面的臨界水深hk；如側(cè)槽與泄槽槽間有調(diào)整段，，建議采用hl=(1.2~1.5)hk。側(cè)槽的底部高程程，需要按滿(mǎn)足足溢流堰為非淹淹沒(méi)出流和減少少開(kāi)挖量的要求求來(lái)確定。為了了節(jié)省開(kāi)挖量，，側(cè)槽起始斷面面的槽底高程可可適當(dāng)提高，允允許該處堰頂有有一定的淹沒(méi)度度。一般側(cè)槽起起第七章岸邊邊溢洪道始斷面堰頂?shù)呐R臨界淹沒(méi)度可取取小于0.5。調(diào)整段的作用是是使尚未分布均均勻的水流，在在此段得到調(diào)整整后，能夠較平平順地流入泄槽槽。調(diào)整段一般般采用平底梯形形斷面，其長(zhǎng)度度可采用(2~3)hk，底坎高度d一般取(0.1~0.2)hk。第七章岸邊邊溢洪道側(cè)槽的水力計(jì)算算：在初步擬定側(cè)槽槽斷面和布置后后，即可進(jìn)行側(cè)側(cè)槽的水力計(jì)算算。水力計(jì)算的的目的在于根據(jù)據(jù)溢流堰、側(cè)槽槽（包括調(diào)整段段）和泄水道三三者之間的水面面銜接關(guān)系，定定出側(cè)槽的水面面曲線(xiàn)和相應(yīng)的的槽底高程。利用動(dòng)量定理，，側(cè)槽沿程水面面線(xiàn)可按下式逐逐段推求：第七章岸邊邊溢洪道在水力計(jì)算中中，給定和選選定的數(shù)據(jù)有有：設(shè)計(jì)流量量Q、堰頂高程、、允許淹沒(méi)水水深hs、側(cè)槽邊坡坡坡率m、底寬變率b0/bl、槽底坡度i0和槽末水深hl。計(jì)算步驟如如下：①由給給定的Q和堰上水頭H，算出側(cè)堰長(zhǎng)長(zhǎng)度l；②列出側(cè)槽槽末端斷面與與調(diào)整段末端端斷面（控制制斷面）之間間的能量方程程，計(jì)算控制制斷面處底板板的抬高值d；③根據(jù)給定定的m、b0/bl、i0和hl，以側(cè)槽末端端作為起始斷斷面，用列表表法逐段向上上游推算水面面高差Δy和相應(yīng)水深；；④根據(jù)hs定出側(cè)槽起始始斷面的水面面高程，然后后按步驟③計(jì)計(jì)算成果，逐逐段向下游推推算水面高程程和槽底高程程。二、井式溢洪洪道井式溢洪道通通常由溢流喇喇叭口、漸變變段、豎井、、彎段、泄水水隧洞和出口口消能段等部部分組成。第七章岸岸邊溢洪道當(dāng)岸坡陡峭、、地質(zhì)條件良良好、又有適適宜的地形布布置環(huán)形溢流流喇叭口時(shí)，，可以采用井井式溢洪道。。這樣可避免免大量的土石石方開(kāi)挖，造造價(jià)可能較其其他型式溢洪洪道低。當(dāng)水水位上升，喇喇叭口溢流堰堰頂淹沒(méi)后，，堰流即轉(zhuǎn)變變?yōu)榭琢?，所所以井式溢洪洪道的超泄能能力較小。當(dāng)當(dāng)宣泄小流量量、井內(nèi)的水水流連續(xù)性遭遭到破壞時(shí)，，水流很不穩(wěn)穩(wěn)定，容易產(chǎn)產(chǎn)生振動(dòng)和空空蝕。第七章岸岸邊溢洪道三、虹吸式溢溢洪道利用虹吸管原原理，借助大大氣壓力泄洪洪的設(shè)備。可可以與壩體結(jié)結(jié)合在一起，，也可以建在在岸邊。虹吸吸溢洪道的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)是：①利利用大氣壓所所產(chǎn)生的虹吸吸作用，能在在較小的堰頂頂水頭下得到到較大的泄流流量；②管理理方便，可自自動(dòng)泄水和停停止泄水，能能比較靈敏地地自動(dòng)調(diào)節(jié)上上游水位。虹吸溢洪道通通常包括以下下幾部分：①①斷面變化的的進(jìn)口段；②②虹吸管；③③具有自動(dòng)加加速發(fā)生虹吸吸作用和停止止虹吸作用的的輔助設(shè)備；；④泄槽及下下游消能設(shè)施施。虹吸溢洪道的的缺點(diǎn)是：①①結(jié)構(gòu)較復(fù)雜雜；②管內(nèi)不不便檢修；③③進(jìn)口容易被被污物或冰塊塊堵塞；④真真空度較大時(shí)時(shí)，易引起混混凝土空蝕；；⑤超泄能力力較小等。一一般多用于水水位變化不大大和需要隨時(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)水水庫(kù)以及發(fā)電電、灌溉的渠渠道上，作為為泄水及放水水之用。第四節(jié)非非常泄洪設(shè)施施當(dāng)校核洪水與與設(shè)計(jì)洪水相相差較大時(shí)，，應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)設(shè)置非常泄洪洪設(shè)施。目前前常用的非常常泄洪設(shè)施有有：非常溢洪洪道和破副壩壩泄洪。在設(shè)設(shè)計(jì)非常溢洪洪設(shè)施時(shí)，應(yīng)應(yīng)注意以下幾幾個(gè)問(wèn)題：①