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体彩p5开奖走势图 www.dxemm.com 中小型水庫溢洪道規劃布局設計有哪些常見問題

本站     2019-11-15 9:50:30    

  溢洪道的設計和布置合理與否,不僅直接影響到水庫的安全,而且關系到整個工程造價。土石壩一般中小型溢洪道,約占水庫樞紐工程造價的25-30%及勞動力的25%,故溢洪道合理的布局和選型,在水庫工程設計中是一個比較重要的環節。
  
  溢洪道設計具有非常重要的作用,它直接影響著整個工程的是否能夠用到現實中,充分發揮它的防洪減壓作用,溢洪道合理的設計能夠提高施工的效率,降低成本,這樣就能控制投資成本,按照預算的資金進行施工。土石壩一般中小型溢洪道,約占水庫樞紐工程造價的30%,故溢洪道合理的布局和選型,在水庫工程設計中是一個比較重要的環節。如果能夠有效地控制成本,這將會是很大一部分收益,所以堅決把好設計大關。

  一、常見問題
  
  1、溢洪道設計的平面彎道半徑過大和收縮過劇
  
  在溢洪道陡坡段布置有彎道時,由于彎道流態、流勢劇烈變化,導致左右岸產生了水面差,這時凹岸水面壅高,并在下游銜接的平直段內產生折沖水流,大大影響了泄流能力和消能效果。另外陡坡段或緩流段的過劇收縮,也會發生顯著的壅水和流態變化,并對溢洪道襯砌造成沖擊,如砌護過高會增加投資,砌護過低了又不安全。
  
  2、溢洪道縱橫剖面及平面布置設計不當,是陡坡設計比降過陡
  
  部分溢洪道布置在非巖性山坡上,其底部未做有效的反濾襯砌,致使滲水后易產生滑坡;結構上也不穩定。在橫斷面設計中,有些工程對兩側山坡開挖坡度注意不夠,有的過陡,加上襯砌厚度偏薄,不能滿足抗滑抗傾穩定,也易造成坍方和滑坡;平面布置上,存在著上下游斷面連接不配套,形成“瓶頸”現象,從而影響了泄洪能力;此外溢洪道末端與河道銜接部分注意不夠,導致有的末端高出河床很多,有的末端未做砌護處理,常造成嚴重沖刷,并向上延伸,直至整個建筑物破壞。
  
  3、一般水力設計方法尚不夠完善
  
  如果在溢洪道進口布置有引洪平流段的情況下,由于水力計算中忽略了平流段進口水位的壅高(即水頭損失)。而實際壅高有時較大,不可忽視。有些設計對溢洪道的消能工的設計考慮不夠充分,或者型式選擇不當,導致消力池長度和深度均不能滿足需要,消能不夠充分,致使下游河段發生嚴重沖刷。
  
  4、在結構設計中對泄洪的特點和基礎特性考慮不周
  
  溢洪道下泄的高速水流具有很強的沖出力、急流的摻氣和脈動現象十分顯著,?;岵緦業惱鴝?;有些溢洪道采用低標號的漿砌石或砼砌護,且砌護厚度與邊坡砌護高度都不能適應結構穩定要求,因而不能抵御高流速的沖刷;有些非巖基上的溢洪道設計時,底部幾乎沒有反濾排水設備,極易發生塌滑;有些大面積圬工砼襯砌由于未設伸縮沉陷縫,致使溢洪道襯砌發生一些裂縫,總之這些都使工程安全受到影響。
  
  5、溢洪道彎道半徑設計過大
  
  溢洪道設計的彎道半徑過大及其收縮過劇,對溢洪道的泄流十分不利,尤其在溢洪道陡坡段布置有彎道時,流勢劇烈變化、彎道流態導致兩岸產生了水面差,凹岸水面壅高,并在下游銜接的平直段內產生折沖水流,直接影響著泄流能力和效果。陡坡段過劇收縮,也會發生壅水與流態變化,并對溢洪道襯砌造成沖擊。
  
  二、規劃布局設計對策
  
  1、規劃布局
  
  溢洪道工程的規劃布局應盡量利用有利地形地貌,既要經濟合理又要保證安全。如大壩附近有天然山坳可以布設溢洪道則最為理想,如主壩口子狹窄無法布置正堰則可考慮選擇側槽式溢洪道。其規劃布置的主要原則是:基礎堅硬均一,線路短,無彎道,出口遠離壩體;工程嚴禁布置在滑坡或崩塌體地上。溢洪道通常由四個主要部分組成:引流段(進口段)、控制段(堰流段)、泄流段(陡坡、急流段)及消能工。
  
  2、引流段(進口段)
  
  為引流平順其進口形狀最好做成喇叭口,為減小損失其長度不宜過長。如因地形所限必須在該段內設置彎道時,則應使彎曲段盡量平緩外、還應使彎道與下游銜接段和出口段盡量遠離壩腳,以免沖刷壩腳。引流段截面一般選用梯形或矩形,當流速≤1-2米/秒時一般可不砌護,但與壩端鄰近和緊接控制建筑物的范圍內應砌護一定長度,同時在彎道二側的凹岸亦應砌護,如為堅硬的巖基則可不考慮。
  
  3、控制段
  
  為方便控制段與壩體兩岸建筑物的連接,一般可將其布置在壩肩位置。根據各工程的水力、地形、地質等條件,來選擇溢洪道的型式。通常,開敞式溢洪道則具有一定的超泄能力,也有利于日后的運行管理,是進行中小型水庫溢洪道布置中的優先考慮方案。為使水流平順,堰口與上游的引流段可用漸變段連接,其邊墻的收縮角度控制在12°以內為佳。一般說來,堰體的寬度大于3倍的堰上水頭,且巖基上的最大單寬流量為70 m3/s,土基上則為20m3/s。堰頂如設工作閘門,則設計閘門時,需配有可靠的備用電源或者手動裝置,啟閉機的容量選取時,也應在計算時預留稍大一些的安全余量,避免因樹枝或垃圾阻塞門槽時,閘門無法正常啟吊,這點尤其需要引起足夠重視。
  
  4、泄流段(陡坡、急流段)
  
  該段平面均采用直線布置,并盡量避免彎道和設置扭坡順引流態的急驟變化甚至產生負壓;其縱斷面設計應因地制宜地根據地形、地質而選用緩坡、陡坡或多級躍水等多種形式。陡坡段應盡量采用均一比降,由于泄水段流速很高,故應盡量布置在巖基上。如為非巖基則該段襯砌厚度應按允許流速與地質條件選擇進行設計,一般漿砌石用50-100cm,砼20-50cm,鋼筋砼15-30cm(砼與鋼筋砼基部還應設30-50cm厚的漿砌石底砌護),其坡度一般以≤1/2.5為宜。新鮮巖基上的陡坡段,可不砌護;如為松軟風化巖石仍須用30-50cm的漿砌石或20cm厚的砼作砌護,并加設錨固筋;如需大面積砼襯砌則應按地質情況,結合溫度變化布置伸縮縫和沉陷縫,兩側邊坡可僅設橫縫,底部則應設縱橫縫,間距一般為8-12m,同時在襯砌底部需敷設排水的反濾料;考慮高速水流摻氣的特點,邊坡的砌護高度應有適當超高。
  
  5、消能設施的選擇
  
  在泄水段末端需設置消能工,其具體選擇型式可根據地形、地質和水力條件的要求而定,采用多級躍水或溢洪道末端的躍流段應使其泄流方向遠離壩腳≥100-150m。對于非巖基上一般均采用底流消能,并在末端設置消力池。如泄流量不大,亦可考慮消力檻形式;如為遠驅式水躍,由于極易造成沖刷,應采用消力檻形式;在巖基上,如溢洪道尾端有較陡邊坎時,采用挑射消能較為有利,由于這種形式可省去消力池、護坦與海漫等工程,由于其工程量小、造價低,因而常被采用。鼻坎以上陡坡應為矩形斷面,不可作成梯形斷面以免需用扭坡 與鼻坎銜接。
  
  6、側槽段(指側堰深槽式溢洪道)
  
  該段布置應垂直于來水流向,其長度可根據等高線向上游延伸,水流特點是側向進流,縱向泄流。側堰與深槽連接的漸變過渡段,其收縮角應控制在12°左右,其長度一般為槽內水深的3-5倍,其主要作用是避免槽內波動和橫向旋滾的水流直接進入陡坡段。
  
  結束語
  
  中小型溢洪道的設計以及規劃,在工程規劃設計階段,要尤其重視工程地形、地質、水文、鉆探等基礎資料的成果和結論,并以此為基礎,提出合理、可行的布局和設計,這樣就使工程的結構安全、工程的投資造價都有了可靠的保障。


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