1、中华人民共和国行业标准溢洪道设计规范SL253-2000 条文说明2000北京目次、唱nvnu。01iqu勺ndA哇Ad哇FDRU1AA丛EFboOQununu9白A哇A丛zoonu1iMH0001112222223333344444455 4-1ititi2A-1-Aitii1i1ii1i1it-i1i1i1i1ititi-ti 计设施uuuuunun-计huh-uu理设.川-u计设.护. 坦.处置定u冲定u冲设构定衬板坎护川冲坡布规渠段防渠计规渠段防渠蚀结规渠段底鼻池防在草般水制槽能水设般水制槽能水空物般水制槽流力墙游及则洪一迸控泄消出力一进控泄消出防筑一进控泄挑消边下基总溢123456水
2、1234567建12345678地。，nL句，句，。，。LqoqdqqoqqqA也AqAqaqaqaqAAanI可i。，qJA丛ZFb5.1 一般规定1515.2 地基开挖1535.3 固结灌浆1555.4 地基防渗和排水 156 5.5 断层、软弱夹层及岩溶处理1625.6 边坡开挖及处理 163 6 安全监测设计.169 6.1 一般规定1696.2 监测项目1691总则1.0. 11.0.2 1997年5月在规范修订大纲讨论会上确定:本规范适用范围只限于水利水电枢纽的河岸式溢洪道的设计。原规范规定使用范围兼顾厂顶溢流、厂前挑流及泄洪隧洞出口的水力设计，由于这三部分内容分别纳入目前正在修订
3、的SDJ21-78混凝土重力坝设计规范、水电站厂房设计规范及SD134-84水工隧洞设计规范之中，故本规范中不再论及。本规范规定适用于大、中型工程中岩基上的1、2、3级溢洪道的设计;对4、5级溢洪道设计，因各地条件不同，若强调按本规范使用则有标准过高之虑，故本规范写明可参照使用。非岩基上的大、中型溢洪道的实践经验不多，暂不列入本规范。1.0.3 世洪建筑物采用的洪水标准分为设计和校核洪水标准。在GB50201-94 (防洪标准和SL252-2000(水利水电工程等级划分及洪水标准中，根据枢纽所处地区、建筑物类型和级别，对设计洪水和校核洪水标准做出了规定。溢洪道的设计洪水和校核洪水标准应执行这些
4、规定。根据我国98个工程的统计，绝大部分历史调查洪水的重现期介于50 500年之间，其中以汉水安康站1583年记载的40000m3/8为最大，相当于900年一遇。对上述98个工程洪水重现期的站一年(假定某个工程有N，年的年最大洪峰流量的记录，则认为该工程有N，个站年)统计分析表明，大于200年一遇的洪水，其相应出现的机率小于0.79%;根据目前收集到的资料大于1000年-遇的洪水还没有出现过。黄河陕县站自1765年以来200多年记载的年最大流量的年实际变化，具有明显的周期性，其主周期长度有2年、2223年和100年。由此可见，洪水的周期或重现期是有限的。对我国已建297个大型工程已发生的最大世
5、量与设计泄量的98 比值统计分析也说明，其比值介于O.9 1.0之间的工程只有2个，仅占总数的0.68%;半数以上(167个)工程的比值介于0.1O. 5之间，占总数的57.19%，实际上，工程运行多年从未泄放洪水的例子也不少。对山东省168个大中型工程统计的460个实际年最大洪量中重现期小于2年的有453个，占总数的98.48%。由上可见，绝大部分工程可能最大泄量，约相当于220年一遇的洪水流量;将1000年一遇的洪水作为罕遇洪水的实用极限频率可以认为是合理的。与国外规范规定的标准比较，美国垦务局对设计中采用的最高设计水位相当于标准工程洪水，取用最大可能洪水的40%60%;如果最大可能洪水相
6、当于10000年一遇洪水，则标准工程洪水相当于200800年一遇洪水。日本坝工设计规范)(1978年第二次修订版)对混凝土坝的设计洪水流量，按下述三种流量中最大者确定:按200年一遇频率推算的洪水流量;实测或计算的坝址处历史最大洪水流量;以邻近流域发生最大洪水的实测资料移用于本流域而算得的坝址处洪水流量。填筑坝的设计洪水流量按混凝土坝算得的洪水流量增加20%。该规范同时指出100年一遇的洪水流量常常作为计算超高水位和设计溢洪道的设计流量。南非沿用的设计洪水标准混凝土坝为100年一遇洪水，土石坝为200年遇洪水。I. O. 41. O. 5 强调设计溢洪道时，应认真分析研究各项基本资料，尤应着重
7、对水文地质和工程地质条件进行研究，它往往是溢洪道工程设计成败的关键性因素之一。对大型或水力学条件较复杂的中型工程的溢洪道，强调其布置、体型及尺寸、流态等水力参数均应经水工模型试验确定。99 2溢洪道布置2.1 -般规定2.1.1 进水渠的主要功能是进水，也还有调整水流均匀的作用。为了避免与引水式电站或其它引水建筑物混淆，故采用进水渠的名称。控制段主要是控制泄量，包括控制堪(闸)及其与两岸的连接建筑。泄槽是控制段后的泄水槽。消能设施是用以耗散水流能量、连接上下游水流。在水流不能直接泄人原河道而造成危害时，常采用出水渠加以连接。进水渠和出水渠是根据地形条件来布置的，有些工程不一定设置。控制段、泄槽
8、及消能设施则是每个正常溢洪道工程不可缺少的。竖井式溢洪道等，在国内尚属少见，故未列入本规范条文。2.1.2 本条规定根据地形地质等因素?在枢纽设计中综合考虑溢洪道的布置，以解决泄洪建筑物与其它建筑物在布置上的矛盾;它不仅是一个技术经济问题，也关系到工程的安全及正常运用。若处理不当将影响枢纽的正常运行，造成下游冲刷，甚至危及大坝及其它建筑物的安全。本条强调采用非常溢洪道的布置，首先应具备有利的地形、地质条件;同时强调了，应比较论证其技术上的可行性和经济上的合理性。上述两点，是采用这种布置的前提条件。当校核洪水流量超过设计地量很多，以及采用的设计洪水流量很大而罕遇时，尤其是对当地材料坝，修建非常溢
9、洪道来分担稀遇洪水的宣曲，常常是经济的。非常溢洪道的类型主要包括:开敞式非常溢洪道和自溃坝式非常槛洪道等。澳大利亚维多利亚地区三座坝的洪峰流量及所设计的溢洪道最大流量如表l所示。由该表可知，如按N=1000年设计溢洪道，则其总宣泄能力中至少75%可能在这些坝的使用寿命中始终用不上。在溢洪道长时期的泄洪过程中，以较低流量下世的占大100 部分。可见，溢洪道泄流能力的大部分可能从来不用，但造价是相当高的。这充分说明了配置一个以上且标准不同的溢洪道的合理性。根据澳大利亚五座大坝的经济比较资料，采用主溢洪道加辅助溢洪道比采用单一溢洪道的造价可降低20%50%。表1N=100年及N=1000年洪水及溢洪
10、道流量最大洪峰(m3/s)溢洪道最大流量(m3/s)比率比率工程名称N=100年N=1000年N=100年N=1000年/ / 洪水洪水洪水洪水 图拉罗普850 4250 280 2550 20% 11% 埃帕诺克1870 7360 430 5660 25% 8% 尼拉柯铁680 2830 510 2610 24% 19% 我国已建溢洪道的运行经验也表明，绝大部分工程的泄量远低于设计标准，而且有的工程建成以来尚未泄放过洪水。同样，溢洪道的造价也是相当高的。据河北省15座水库统计，土石坝的投资平均占总投资的60%，泄水建筑物约占23%。像黄壁庄、庙宫水库泄洪建筑物的投资等于或超过了大坝的投资。而
11、据辽宁省修建自溃坝式非常溢洪道的经验，其投资可降低40%60%。国内外修建非常溢洪道的工程实例很多，如我国大伙房水库，主坝为粘土心墙砂亮坝，高49.2m，有岸边主溢洪道、第一和第二自溃坝式非常溢洪道。右岸开敞式主溢洪道，分5孔，弧形门尺寸10.4mX7m，最大泄量5090m3/s。漫顶式第一非常溢洪道位于右岸主溢洪道右侧，最大泄量4730旷/s0引冲式第二自溃非常溢洪道，位于第一漫顶非常溢洪道右侧山蝴处，10000年一遇洪水启用，最大泄量6075m3/s。巴基斯坦塔贝拉工程土石坝最大坝高105m，左岸岸边布置两座开敞式溢洪道。正常溢洪道宣泄常遇洪水，进口安装7孔15.3m X 17. 7m的弧
12、形闸门，最大泄量18400m3/s，辅助溢洪道进口安装9孔同样的闸门，只在特大洪水101 或主溢洪道检查时启用，最大泄量23800旷/s。正常溢洪道(包括主、副溢洪道)和非常溢洪道一般情况下宜分开布置。有时为充分利用泄槽及消能设施，亦可集中布置或对同一溢洪道进行功能分区。原苏联克拉皮文水利枢纽溢洪道采用区分功能布置方式，消力池尺寸大为减小。自溃坝式非常溢洪道，必要时可采用分级分段启用的布置方式。浙江省南山水库自溃坝式非常溢洪道，用2m宽的混凝土隔墩将自溃坝分为三段，各段坝顶高程也不同，可自行分级启溃。除洪水特大时三级都投入使用外，有可能只启用一级或两级，则行洪后的修复工作量亦可减小。2.1.3
13、 水利枢纽通常由大坝、泄洪建筑物、引水建筑物、电厂厂房所组成，在通航河流上，还须设置船闸或升船设施;在另外一些河流上还可能要有灌溉、接道、鱼道等建筑物。在进行枢纽布置时，应根据地形、地质条件、水文特性、河道特性及施工条件等诸因素综合考虑，在确保大坝安全的前提下，达到经济、合理、实用和高效益的目的。枢纽总体设计要着重考虑泄洪建筑物布置的影响，对同谷狭窄或土石坝枢纽，更应强调泄洪布置的重要性，以达到枢纽协调布置的目的。对于河谷狭窄的枢纽，本条指出其溢洪道泄洪消能的设计，应对其布置和体型进行合理选择，使下了世水流纵、横向拉开，以避免下泄水流对河床和岸坡造成严重冲刷以及河道淤积，保证其它建筑物的安全和
14、正常运行。2.1.4 溢洪道规模之确定是一个综合技术经济比较问题，而且涉及的面也较广。为了选择合适的布置型式及尺寸，要对可行的方案进行计算分析。因为在一定的洪水标准及入库流量下，由于水库的调蓄，溢洪道需要的世洪能力随坝体的增高而减小，反之亦然;它与很多因素有关，不但关系到工程的安全、经济，也影响到工程的施工进度和工期。根据全国大、中型枢纽部分土石坝工程进行的统计(以河岸式溢洪道为主要世洪建筑物)，将不同的计算情况按最大泄量2:Q与相应来量Q之比，计算其百分比(见表102 2、表3)，以分析在大多数情况下的泄量范围。表2设计情况共74个2,Q/Qp 1. 0-0. 8 0.8-0.6 0.6-0
15、.4 0.4-0.2 0.2以下2 工程数9 9 17 24 15 74 百分数P12.2 12.2 23 32.4 20.3 表3校核情况共102个2，Q/Q庐1. 0-0. 8 0.8-0 6 0.6-0.4 0.4-0.2 0.2以下工工程数11 17 26 31 17 102 百分数P10.8 16.7 25.5 30.4 16.7 从表2、表3可以看出:( L Q/Qp =0.2以下的很少，而且在校核情况下有所下降，即绝大多数在0.2以上;LQ/Q=0. 20. 6时.P为55%左右，设计和校核两种情况基本相同，校核情况略有增加;LQ/Qp=0.6以上.P值在设计情况占24%.校核情
16、况有所增加，占28%左右，与O.20. 6时的P值相比，降低近一半，而且大都为多种泄洪建筑物的组合泄洪方式。校核情况比设计情况的P值上升主要原因是有些工程设置了非常溢洪道。从以上的成果可以认为LQ/也=0.20. 6较为合适;当采用多种泄洪建筑物组成的联合泄洪方式时LQ/Qp值会大些;当有条件设置非常溢洪道时LQ/Qp值会更大，这样做可能符合安全和经济的原则，当然具体工程要通过具体设计及经济分析确定。因此，本条对影响的因素及原则作了阐明，供设计者参考。2.1.5 本条强调正常溢洪道的泄洪能力应能满足设计洪水泄量。超过此标准的洪水由正常溢洪道和非常溢洪道共同承担。前苏联的设计趋势，主泄水建筑物按
17、50200年遇的洪水设计;澳大利亚维多利亚州规定正常溢洪道按70250年一遇洪103 水设计;美国小坝设计认为正常溢洪道可按25100年一遇洪水设计。非常溢洪道的启用标准应根据工程诸方面条件综合考虑确定。对于自溃坝式非常溢洪道，一般情况下，当库水位达到设计洪水位以后即可启用;当自溃坝启溃泄洪，将造成下游地区的较大损失时，宜采用较高的启横标准;若适当提高启用标准对水库最高洪水位影响不大，可采用较高的启溃标准;自溃坝规模较大时，宜采用分级分段启用的方式，避免加重下游的损失。2.1.6 本规范规定正常溢洪道在布置和运用上可分为主、副溢洪道，必须强调指出的是:主、副溢洪道的布置必须在有条件时，且经过技
18、术经济比较论证后才允许采用。主溢洪道宣泄常遇洪水。关于正常溢洪道(包括主、副溢洪道)和非常溢洪道，其定义和功能关系如下:(主溢洪道宣泄常遇洪水i正常溢洪道-1宣泄设计洪水r .,.v,.o.g. l副溢洪道一按设计泄量与l河岸式| 主溢洪道泄寸1 辅助溢洪道溢洪道l 量之差设计i.:E!l.c:J:;.， I一(控制段以下结l非常溢洪道一宣泄超过设计标准的洪水l构可适当简化)主溢洪道宣泄常遇洪水，其标准应根据地形、地质条件、枢纽布置、坝型、洪水特性及对下游的影响等因素确定;由于我国各地的自然条件和工程特性的差异，难以确定一个具体的标准，只能给定一个范围供设计者选择。本规范认为主溢洪道设计的常遇
19、洪水标准，可在20年一遇至设计洪水之间选择。副溢洪道和非常溢洪道在稀遇洪水时才启用，因此其运行机会很少，可采用较简易的结构，以获得全面综合的经济效益。根据国内外的工程经验，此类溢洪道的泄槽可不衬砌，又无需设置消能设施，且行洪过水后，其修复费用也很低。美国陆军工程兵团的溢洪道和泄水道的结构设计手册0212条对此有明确的美国陆军工程兵团溢洪道及泄水道结构设计手册(工程手册，EM1110-2400) , 1964年2月。104 规定。但是，任何溢洪道的世流能力不得降低，以免危及大坝安全。因此，溢洪道控制段的设计标准不能降低，运行中其控制段须保证完整无损。为防止水库泄洪造成下游的严重破坏，本条规定溢洪
20、道启用时，水库最大总下泄量不应超过坝址同频率的天然洪水。2.1.7 实际工程中采用坝肩溢洪道的枢纽较多，狭窄问谷的混凝土坝枢纽也采用这种布置。如西班牙阿尔坎塔拉工程大坝为130m高的混凝土双支墩大头坝，由于河谷狭窄，河床只能布置电站和3孔溢流坝(泄量为3100m3/s)，另在左岸坝肩布置4孔泄槽溢洪道(世量为60008000m3/s);又如伊朗礼萨沙卡比尔、西班牙阿尔曼德拉等工程也采用坝肩式溢洪道。有些工程受地形限制采用坝身(顶)进水后接泄槽(一般称滑雪道)型式。如东江拱坝枢纽的左、右岸溢洪道、乌江渡拱形重力坝的世洪孔等。土石坝枢纽利用坝肩和坝头的有利地形修建溢洪道，有工程量省、利用开挖料作为
21、筑坝材料运距短等优点，是一般较常见的布置型式。利用库岸通向下游的埋口修建溢洪道是比较经济而安全的，它也适用于各种坝型。如我国的梅山、佛子岭工程，大坝为连拱坝，利用埋口修建溢洪道;土石坝枢纽利用埋口修建溢洪道的工程实例就更多了，而且土石坝的坝顶高程往往受到埋口溢洪道的地形条件控制，即溢洪道泄量的绝对值以及泄量与来水量之比的相对值很大程度上受控于地形条件。利用河道转弯凸岸适宜的山脊和台地布置溢洪道，也为各种坝型的枢纽所采用。在已建工程中，根据地形条件布置溢洪道，其泄洪容量可达相当可观的程度。如伊泰普工程主坝为双支墩大头坝，坝高196m，电站布置在主坝F游占据整个河槽，溢洪道设在右岸较平坦的山脊上，
22、世槽的位置和方向是通过经济比较和水工模型试验确定的。最大洪峰流量72000旷/5，溢洪道最大泄量62000m3/s。刘家峡电站大坝为高147.0m的重力坝，坝下游河槽布置厂房，枢纽最大洪峰流量为0600旷/s，由河岸式溢洪道、中105 孔及隧洞联合世洪，最大泄量8056旷/s，溢洪道布置在右岸紧接土坝的山脊上，3孔进水，其最大泄量为4200旷/s，水流通过收缩的世槽，并采用斜切扭曲鼻坎使水流转向挑射入河道。当两岸山坡陡峻，溢洪道进口可以沿岸坡等高线方向开挖，以增加溢流前沿长度z在堪顶高程一定时，仍可保持较大的泄流量，即采用侧槽式溢洪道布置。我国桃曲坡、横山、青山境和桦树川等工程采用侧槽式溢洪道
23、，近年浙江、江西、广东等省有16个大、中型工程均采用侧槽式溢洪道(见表4)。国外采用侧槽式溢洪道的有:墨西哥的密格表4国内中型水库侧槽式溢洪道实例侧堪总宽度设计泄量校核泄量泄槽宽度泄糟最大工程名称(m) (m3/s) (m3/s) (m) 单宽流量m3/Cs. m)J 大洋水库69 317 922 12 76.8 东坞源水库100 1200 15 80.0 高溪水库63 312 396 8 49.5 巧英水库40 470 804 16 50.3 上林湖水库45 120 380 10 38.0 横山水库50 1060 1890 18 105.0 仓番水库50 265 480 10 48.0 虹桥
24、水库35 105 496 9 55. 1 太湖水库65 350 597 8 74.6 柏峰水库50 255 775 12 64.6 岩口水库70 650 1176 20 58.8 巧溪水库70 650 1250 9 138.9 东方红水库44 540 945 9 105.0 狮子口水库96 805 1066 24 44.2 天荒坪下库60 536 859 14 61.4 广蓄二期上库46.3 106 尔哈达尔哥(MiguelHidalgo)堆石坝坝高36m，设计泄量16450旷/8;希腊的莫诺斯(Morn08)坝高126m，设计泄量1135m3 /8;加斯脱拉基(Ka8traki)坝高96m，
25、设计世量3200时/8。侧槽式溢洪道的布置和水力条件均较正槽溢洪道复杂，侧槽尺寸和底坡应满足消能和水流转向、平稳进入世槽的要求。2.1.8 溢洪道的地基应是稳定的，否则应采取工程处理措施。如江西拓林第一溢洪道设在右岸横切山体的大断层F7上盘的埋口，F7贯通水库内外倾向河床，倾角270450，断层面有一层0.10.3m的夹泥层，断层破碎带宽达3050m，且内含丰富的承压水，因此溢洪道山体稳定性较差，溢洪道轴线选择时尽量使开挖后的地基面距断层面有较大的厚度。如采用挑流消能，上盘岩体将被切割，上游控制段山体会失去平衡，且使渗径缩短，渗透坡降增大，影响渗透稳定，估计有近20万40万旷的断层破碎带将冲刷
26、淤积于下游河道，影响下游航道及抬高电站尾水，故采用三级底流消能方案。整个F7上盘山体除下游压坡以提高山体静力稳定外，在防渗措施上采用上游设铺盖、帷幕灌浆，下游视情况设置反臆排水。此外，岩层产状、地下水压力等均会影响边坡及建筑物的稳定。因此，溢洪道地基的稳定性还应结合岩层的产状及水文地质条件一并考虑，以保证工程安全和减少工程量。2.1.9 溢洪道的轴线除考虑地形、地质条件外，从水力条件考虑其轴线一般宜为直线，因其流态稳定，实践经验较多。有时由于要满足河势的要求而需要转弯，也应尽量布置在进水渠或出水渠段内。如因地形条件限制，亦可在世槽段内转弯，或者利用斜切鼻坎或其它异型鼻坎使水流转向，以减少工程量
27、，如我国碧口、官厅、富水及鲁布革等溢洪道。此时其转弯半径等参数须满足一定要求。2. 1. 10 岸坡的稳定和防止世洪对岸坡的冲刷是水利水电工程中经常遇到的问题，对于狭窄河谷的拱坝坝头稳定更是至关重要的问题。因此，拱坝枢纽坝肩溢洪道首先要考虑其布置不能削弱坝107 头的稳定，或者应进行认真处理以保证坝头稳定。消能后的水流对岸坡的冲刷、挑流消能的水舌直接冲刷岸坡或冲蚀河槽引起岸坡塌滑等而削弱拱座的稳定性，对于拱坝都是不允许的。一般拱坝枢纽的河岸式溢洪道，在地形条件允许的情况下宜布置离拱座较远，如龙羊峡河岸式溢洪道设在右岸重力墩以右89. 35m处。但是拱坝枢纽大多数河谷狭窄，坝头地势平坦者少见，故
28、采用坝顶(坝身)进水后接泄槽的形式来解决布置上的矛盾者较常见，如阿尔曼德拉就是在左岸重力墩内进水。当开敞式溢洪道受地形条件限制需要靠近坝肩时，需要考虑保持坝肩稳定的措施。如伊朗的礼萨沙卡比尔工程的河岸式溢洪道设在左岸并靠近坝肩，为了保持拱座的稳定设置了高55m、长61m、宽30m的重力墩，以补偿溢洪道施工挖去的岩石。对于溢洪道的纵坡布置也宜尽量少挖基岩，以免减少保持坝肩稳定的岩体重量。溢洪道布置中，按土石坝坝型特点，坝肩溢洪道与大坝相连接的挡墙(包括导墙、接头、泄槽边墙等)应保证其安全可靠。挡墙与土坝的连接、溢洪道世流对大坝的影响，常使人们对此非常担心，因而都要求河岸式溢洪道与土石坝在布置上要
29、有相当的距离，以保证大坝的安全。我国60年代的土石坝设计规范就明确提到了这点。但这样做往往是困难的，而且要花费较大的代价。近年来，一些面板堆石坝枢纽的溢洪道布置在坝肩、紧靠大坝，用挡土墙与大坝相连，这些挡墙必须修建在岸坡开挖的新鲜基岩上，要求做到坚固、稳定、不漏水。因此，对于坝肩溢洪道可因地制宜布置，不必受过大限制。2.2进水渠2. 2. 1 进水渠的水流条件不仅影响世量及控制段的均匀地流，并影响世槽的水流流态。因此，要求进水渠轴线方向使进水顺畅，且前缘不得有阻碍进流的山头或建筑物，以便水流平稳、均匀入渠。对于多泥沙、小库容的工程，还应考虑防沙防淤的措施。108 根据地形条件及上游河势，进水渠
30、设置弯道时需考虑渠内流速及渠道水深、水面宽度等因素，转弯半径由渠内流速控制，流速愈大，转弯半径也宜取大值。表5所列国内外几个工程的进水渠转弯半径与进水渠宽之比值一般约为46倍。弯道至控制段一般应有23倍堪上水头的直线长度，以便将水流调整均匀平顺入堪。进水渠一般为梯形断面，而控制段进口是矩形断面，因此，其间应设置渐变段连接过墟。表5渠宽与转弯半径关系表工程名称国家渠宽转弯半径比值转角备注B (m) R (m) R/B 石头河中国陕西5.3 35.0 6.6 12。拓林第一溢洪道中国江西66.6 105 1. 58 29.50 拓林第二溢洪道中国江西98 392 4.0 250 7孔与70m宽马尔
31、帕索墨西哥50 (+70) 250 4.55 非常溢洪道共用号|水渠波太基山加拿大54.6 186 3.41 42。3孔鲁布革中国云南30 120 4.0 40。2孔山口中国黑龙江40 230 5. 75 210 3孔宝山中国黑龙江27 146.5 5.42 300 3孔小山中国吉林30 150 5.0 32022 3孔横锦中国浙江18.75 100 5.33 67。1孔溢流堪1孔橡胶坝2.2.2 进水渠进口为适应不同的地形，应采用不同的体型以改善水流条件，使水流平稳人渠。进水渠进口多为喇叭形，通过渐变段过渡与控制段的矩形断面(堪孔)相连接。当进口直接面临水库或紧靠大坝时，为避免产生涡流及横向
32、流，大多在靠坝一侧设置导水墙，布置成拐弯式的喇叭形，导墙平面上呈规则的扭曲面、圆弧面或椭圆曲面。109 如碧口溢洪道引水渠进口，为了减少石方开挖及混凝土工程量，右导墙做成一般的扭曲面与开挖坡面平顺光滑连接。左导墙做成椭圆扭曲扩散导墙。又如巴西的佛士度爱利坝、加拿大的买卡坝、波太基山坝等的溢洪道进口也采用类似规则扭曲墙布置。2.2.3 进水渠首端、末端断面底宽之比Bo/B.国内外几个工程统计值见表6。表6进水渠首、末端底宽之比B./B工程名称石头河曾文Bcas 小浪底大伙房南谷洞岩尾碧口竹园所在国家中国中国印度中国中国中国日本中国中国Bo/B 3.0 3.0 2. 5 2.29 2.4 2.0
33、1. 9 1.7 1. 5 由表中Bo/B值范围，本条规定Bo/B宜为L.53. 0。2.2.5 进水渠设置导墙时，可采用八字形翼墙、有规则的扭曲面或圆弧面。渐变段体形应根据水流条件、控制堪型式和布置决定，常用的结构型式为弧形直立墙和自上游起斜卧渐变为直立的扭曲墙。其平面布置要求圆滑平顺，避免在进口前缘产生旋涡和回流。直立式导墙的弧线曲率半径不宜过小，按2.2.1条规定，曲率半径不小于渠道底宽的两倍，以保持良好的人流条件。紧靠土石坝一侧的导墙，其顶高程应能避免泄洪时墙顶漫流造成溢流堪前缘水流紊乱，影响溢流堪出流不均匀、降低泄流能力，墙顶高程应超出泄洪时的最高库水位。导墙顺水流方向的长度，根据国
34、内外已建工程的经验，其长度均大于两倍堪前最大水深。与土石坝连接的导墙，除有两倍堪前水深长度的高导墙外，向上游布置成下潜式导墙，其墙顶高程超出坝坡面一定高度即可避免泄洪时横向水流对坝面的冲刷，此超高值应通过水工模型试验确定。当与土石坝连接时，为避免因水流对坝趾稳定构成威胁，导墙长度应以挡住大坝坡脚为下限，如巴基斯坦曼格拉进水渠两侧均有一个堆石堤(作导墙用).用以隔断接近溢流堪的横向流以及110 明槽中的波浪紊动。表7所列为国内几个工程导墙长度与渠内水深的关系。表7闺内几个工程导墙长度与渠内水深的关系工程名称堪前水深导墙长度L/H H (m) L (m) 鲁布革24.95 l52 6.09 碧口2
35、4.31 左51.33右64.0左2.11右2.63拓林22.70 左196.5有127.83左8.66右5.632.3控制段2. 3. 12. 3. 2 控制段控制着溢洪道的泄流能力，主要包括溢流堪及闸门等控制设备，以及两岸连接建筑。本条提出其轴线选择应满足的要求。1 按2.1.3要求结合溢洪道的总布置考虑，综合满足进水渠、世槽及消能设施等的布置要求。2 满足建筑物对地基的强度、抗渗性及耐久性的要求，尽量减少地基处理工程量。以往在工程建设中虽对这个问题比较慎重，但也是有教训的。如湖北省钟祥县温峡口水库原溢洪道建在断层交汇带上，基础岩石挤压破坏且风化严重，破碎带以断层泥为主，渗漏较严重，闸室有
36、产生滑动的可能，19721974年曾对闸基进行水泥灌浆，但无效果。最后只得将原溢洪道废弃，并于左侧重建溢洪道。3 条件许可时，宜将控制段布置在坝轴线上或附近，这样便于交通及两岸连接布置;并可使坝的防搂设施和控制段的防渗设施布置在一条直线上，以缩小防渗设施的长度。对渗透水流的控制能力，是河岸式溢洪道安全运行的成败关键之一。堪(闸)与两岸连接建筑的布置要便于防渗系统布置，使止水、防渗系统形成整体，并满足侧向防渗要求。防渗系统的布置要解决蓄水后地下水位抬高，库水经裂隙或构造面沿堪(闸)室底板自上游渗到下游;沿坝肩侧向绕流以及沿边、导墙基础渗流，111 危及建筑物的稳定;并应防止水流通过挡水前缘及过水
37、面缝隙渗入基础，造成建筑物的破坏等问题。2.3.3 溢洪道控制堪的剖面形式通常采用实用堪、宽顶堪和带胸墙的孔口。我们调查的60个工程中，控制堪为宽顶堪的占35%，控制堪为实用堪的占55%，只有少数几个采用带胸墙的孔口。宽顶堪具有结构简单、施工方便等优点，但宽顶堪流量系数小、世量较小，一般在泄量小的工程中采用。对泄流量比较大的溢洪道，应尽量采用流量系数较大的实用堪。带胸墙的孔口，堪顶高程较开敞式的要低，在库水位较低时即可世流，因而有利于提高水库的汛期限制水位;此外，因有胸墙，闸门尺寸较小。但在高水位时，超柑能力不如开敞式溢流堪大。2.3.5 由于闸门设计、制造和安装能力的限制，往往要用闸墩将溢流
38、前缘长度分割成几段，以把闸门尺寸限制在合理范围内并便于分区控制泄流和增加操作运用的灵活性。闸墩的主要作用是间隔闸室、支承闸门推力和启闭设备、支承工作和交通桥梁等。闸墩体型设计的关键在一头一尾。头部主要影响侧向收缩，尾部主要影响下游流态。对闸墩设平面闸门门槽的部位，为满足结构强度和刚度的需要，应注意有足够的结构厚度。凡下列情况可考虑将闸墩延长至泄槽内z1 泄洪孔数较多，为运行方便、灵活，将整个泄槽分成几部分。如巴西、巴拉圭的伊泰普溢洪道，14孔弧门尺寸20mX20. 3m，墩宽5m，总宽345m，溢洪道长41.5m下接等宽矩形断面直陡槽，中间有两道宽5m分水墙延伸至坎末，即两隔三区布置，左区6孔
39、，槽宽145m，i=0.1494;中区4孔，槽宽95m，i =0.1763;右区4孔，槽宽95m，i=O.1763，为非常溢洪道。2 孔数不多但有单孔开启要求。我国鲁布革水电站左岸开敞式溢洪道，2孔弧门尺寸13mX18m，中墩宽4m，总宽30m。由于有单孔开启要求，中墩由4m渐变缩窄为2.0m，一直延伸到出口挑流段。溢洪道最大泄量为6480m3/s。112 3 为了改善泄槽内的水力条件。我国刘家峡水电站溢洪道共有3孔，最大泄量4360旷/s，采用常规闸墩布置。1972年在行水过程中，当单孔开启甚至左右两孔对称开启时，出闸水流迅速扩散并在世槽内引起剧烈的折冲现象和冲击波，水流冲击甚至翻越边墙，严
40、重威胁着邻近建筑物的安全。因此，对于运用频繁的多孔溢洪道，布置闸墩时应注意处理好运用条件下出闸水流的流态问题。闸墩延伸长度及尺寸可视需要或由水工模型试验确定。并应满足与交通桥、工作桥(供装置闸门启闭设备用)的衔接。2.4泄槽2. 4. 1 2. 4. 2 泄槽用以泄水，为河岸式溢洪道不可缺少的组成部分。有些枢纽由于地形条件的限制，在其它泄洪建筑物中也采用世槽作为其泄水部分:我国龙羊峡工程的中孔、底孔、深孔均为重力拱坝坝身孔口进水，后接明泄槽;乌江渡右岸泄洪洞、东江左岸泄洪洞及西班牙阿尔曼德拉的泄洪洞等，在隧洞的后段由于地形条件限制(隧洞顶部埋藏深度不够)，采用明挖泄槽。泄槽轴线一般为直线，因其
41、水力条件较好，实践经验较丰富，而被广泛采用。泄槽的特点是流速高，不可避免的要出现掺气、空化、空蚀等现象，在世槽布置上应重视这些问题。泄槽段如设置弯道，由于离心力及弯道冲击波作用，将造成弯道内外侧横向水面差，流态十分不利，应尽量避免。近年来为了适应地形条件，减少工程量，泄槽轴线转弯的工程日益增多，我国大型工程如碧口、鲁布草、富水等工程的溢洪道，根据地形地质条件，平面轴线设置了弯道，其有关参数如表80这些溢洪道设计单宽流量为42132m3/ (s m)，最大单宽流量为70231m3/ (s m)。除富水溢洪道外，其余4项工程的R/B=610。弯道横坡应尽量满足在各级流量下均有较好的流态，渠底横向最
42、大抬高应根据设计流量确定。113 表8有关工程泄懵弯道实例工程渠宽转弯转角横向设计单最大单名称弯道型式Cm) 半径CO) 超高纵坡z宽流量宽流量Cm) Cm) m3/(sm) m3/(sm) 碧口渠底一侧超高圆弧15 150 20 2.2 0.01 88 180 官厅无超高圆弧45 300 19 。扣.0025141. 5 无横向超高圆弧弯( 166 3.59 。0.05 富水道，渠中设斜向导流坎110 ( 214 42 70 10 。0.05 自布革渠底一侧超高圆弧2 X 14 170 20 3.53 0.01 132 231 横锦无超高圆弧18.8 100 67 。0.167 183.2
43、弯道上、下游曲线过技段，根据调整流态的需要，也应逐渐横向倾斜，一般均在平面上做成扇形横坡式抬高段。根据工程实践，急流弯道的基本型式有如下几种11 渠底-侧横向超高单圆弧弯道。2 渠底侧横向超高复曲线弯道。3 设导流墙的圆弧弯道。4 设横向折流坎的圆弧弯道。5 渠底双曲弯道。一般大、中型溢洪道多采用第1种弯道，如官厅、碧口、阿尔曼德拉等工程的溢洪道。因为这种型式基本上能满足水力条件的要求，施工简便。第2、第5种体型比较复杂，只有在对冲击被有严格限制的弯道急流段才有现实意义。第3种弯道一般用于泄槽宽度较宽而有单孔运用要求的工程较合适，如鲁布革槛洪道就采用了这种型式。第4种横向折流坎，其体型简单，但
44、对水流将产生新的扰动，我国的富水、南谷洞等溢洪道泄槽采用了此种转弯型式。除上述几种型式外，各工程根据实际情况还可以采用其它型式。如缓冲塘式，就是在要转弯的地方设置消力池转弯，南谷洞工程就是采用缓冲塘及折流坎相结合的方式。日本坝工现酒中对溢洪道泄槽轴线转弯的提法是原则上应取114 直线。根据我国的实际情况及水力学研究的成果，转弯与否不宜控制太严，故本规范规定宜采用直线。世槽内水流为急流，如设置弯道水流条件较为复杂，因此提出在底坡较缓、流速较小的部位设置弯道，且选用足够大的转弯半径与合适的转角，以便能较好地控制水流，同时提出应与底坡有变化的部位错开，否则水力条件、体型、结构都更为复杂，泄量变化较大
45、时也难以适应。2.4.3 泄槽纵坡主要根据自然条件及水力条件确定。水流通过控制段后为急流，为了保证不在泄槽段上产生水跃(有的工程在控制段后设消力池消能之后接泄槽的除外)，故泄槽纵披(i)应大于水流的临界坡(即iik)，在地质条件许可的情况下，尽量使开挖和混凝土衬砌工程量最省。同时纵坡还要考虑油槽底板和边墙结构的自身稳定及施工方便等因素。泄槽纵坡以一次坡为好，因其水力条件简单。当受地形条件限制或为了节省工程量而需变坡度时也宜先缓后陡，因为水流经过控制段人泄槽时，流速不大;当接近消能设施时，加大底坡以便与消能设施相连接，此段长度较短，防空蚀措施比较好解决。当变坡为凸曲线连接时，水流特性较易控制。如
46、采用先陡后缓的变坡方式，连接必须采用反弧曲线，其缺点是z反弧段使水流转向，由于体型变化和离心力的作用，流态复杂，压力分布变化大，水流紊动强烈，该处及其后一定范围内容易发生空蚀已为很多工程所证实，因此对反弧段体型应予足够重视。上游斜坡段坡度越陡，竖向转角越大，压力变化也越大。反弧半径的大小，又影响压力变幅的大小，反弧半径越小，离心力越大，压力变化值越大。总之此种变坡型式，上游斜坡不宜太陡，反弧半径要大，沿程压力变化就比较平缓，体型易满足高速水流的要求。水流受离心力的作用容易由分缝处钻入世槽底板下而掀动底板，因此除了采用较大反弧半径外，还应比较周密地考虑底板的分缝、分块及止水、排水的设置，以消除高
47、速水流离心力在底板下形成的高水头的扬压力，保持世槽底板的稳定。115 泄槽的平面布置，一般为等宽槽，因其水流不受扰动，水力条件简单，被广泛采用。为了适应地形、地质条件，减少开挖和衬砌混凝土工程量，或为适应消能工的需要可采用变宽度的泄槽。岳城水库溢洪道为了与下游底流消能工配合采用扩散式泄槽。泄槽的平面型式应根据实际条件分别情况采用。国内外部分变宽度泄槽工程实例如表9所示。表9国内外部分变宽度泄槽工程实例原宽度变化后变化段变化段工程名称(m) 宽度长度坡度变化角度附注(m) (m) 契伏52 20 263.57 0.05 302826 收缩0.577 0.033 竹园48 35 79.6 4040
48、06 收缩0.222 南谷洞49.2 29.5 69.0 0.027 800728 收缩岳城131.5 168.4 339 0.0667 601509 扩散买卡43.0 21. 0 240 0.314 203727 收缩阿尔曼德拉15 5 190 103027 收缩刘家峡42 30 150 吨。.085 201726 收缩0.0359 波太基山54. 9 .10.5 445 0.03 103414 收缩横锦40 18.8 208 0.0342 504910 收缩泄槽断面型式，一般为矩形，其流态较好，特别是采用底流消能工，能保证比较好的消能效果;如采用梯形断面，考虑结合开挖边坡衬砌作边墙，则边坡不宜过缓，因为若边坡坡度过缓，则易形成水流分布不均，恶化流态，甚至出现旋涡、水面波及翻水现象。如巴基斯坦曼格拉工程的主溢洪道，采用两级消力池，鉴于消力池边墙高达50.3m，且基础条件差，采用一般的竖直边墙是极为
