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时间:2018-11-17
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1、水库工程溢洪道安全设计及优化途径分析黄松平海南第二建设工程有限公司570208摘要:溢洪道是水库枢纽工程的重要组成部分,关乎着水库工程的泄洪效果与水库安全,以及水库灌溉、饮水等功能的发挥。在对水库进行除险加固设计时,一定要加强对溢洪道的安全及优化设计。木文主要水库工程溢洪道设计中存在的问题进行了分析,并在此基础上,提出了安全和优化设计的对策,以供参考。关键词:水利水库;溢洪道;安全设计1当前水库工程溢洪道设计存在的问题1.1溢洪道的选址不恰当在进行水利施工时,在工程中要对溢洪道进行预期的设计,在设计过程中由于一些工程师的疏忽,并没
2、有考虑到溢洪道设置的位置是非常关键的,所以溢洪道的选址出现了很大的问题,在建设过程中一些溢洪道的进U和出U与大坝的坝身紧紧相连,而坝肩与溢洪道之间所隔山脊非常的单薄,这种现象如果再没有实施更好的护砌,在水库投入使用后,如果一旦出现洪水的情况,就造成很大的不利因素,特别是坝身的安全性将受到威胁。1.2溢洪道的设计尺寸较小在进行中小型水库设计时需要考虑到造价问题,在设计达到标准的前提下,考虑资金问题,在二者双重压力之下,许多设计师往往会采用修改设计尺汴,缩小尺寸的方法来降低费用,因而导致洪峰与洪量的数据发现异常变化,建筑岩体发生风化坍
3、落问题,进而导致泄洪渠淤积的概率大幅增加,使水库泄流难以进行。1.3溢洪道平面及纵横剖面的问题在该设计环节中,最突出的问题就是比降过陡,在设计溢洪道平面时,上下游断面未能有效匹配和衔接,从而限制了溢洪道的泄洪能力。河道和溢洪道尾部没有有效衔接,造成河床明显低于溢洪道尾部,假若尾部砌护处理存在显著问题,那么会加大冲刷侵蚀风险,一旦危及整个大坝,其造成的损失将是无法估算的。还有一些溢洪道被布置在非岩性坡上,反滤衬砌缺乏,结构不稳固,从而加剧了渗水滑坡的可能性。除此之外,在工程横断面设计过程中,山坡两侧的开挖坡度不合理也会造成整个坡度过
4、于陡峭,如果这时未做好衬砌工作,那么就很难满足抗倾抗滑的标准,塌方和滑坡等灾害将随吋发生。1.4水力设计不够完善在过去的溢洪道侧槽式设计中“扎马林法”是最常见的水力计算方法。但是实践表明“扎马林法”所计算出的水面坡降偏小,从而导致侧槽深度不够,流量系数也相应减小,侧堰局部淹没的现象时冇出现,设计流量和实际泄洪流量间存在误差,这严重影响了整体工程质量和安全。平流段进U水位的壅高没有进行水力计算,然而在溢洪道进口中若布置了引洪平流段,常出现实际壅高较大的情况,这一问题不容忽视。还冇一部分设计忽视了消能工且类型选择存在失误,导致消力池的
5、长度和深度都无法满足正常的需求,难以充分消能,这会进一步加剧下游河段的冲刷。2水库溢洪道安全及优化设计要点2.1进口段进U段的进1_1形状一般都做成喇叭1_1,这样可以减小损失,所以不易做的过长,如果在建设溢洪道吋要受地形因素的限制,必须在段内设置弯道。那么这条弯道一定要尽量平缓,并iL在上下游衔接处与出U处远离坝尾,以免冲刷。溢洪道的坝面一般都成四边形和梯形,当水流速度小于l-2s/h,砌护墙是可以不用的。但如果它与附近的建筑物在一定范围上是连接的话,就要相应的切户一定的长度,如果有弯道则要加强两旁的切和厚度。2.2控制段要使得
6、洪水期间泄流段的水流速度均匀,就要使进U的水流与建筑物呈垂直状态,也可根据地形条件和洪水泄流的需要设置相应的控制断面,并要按照断面的宽度选定洪流值,一般的岩基单宽流量都在50-0m3/s,工基为30m3/s。除了在小型水库的进水U处设置水流的引流外,一般的水库溢洪道的宽度也≤3h。因为堰U与上、下游的引流处采用的是变化链接,所以为了使水流平稳≤的收缩角最好是≤12度为最佳。如果,它的断面比较宽,那么它的布设间距在10-15m为宜。2.3泄流段在陡坡、急流段这两部分采用的布设方式为直线法,并II要尽量避免坡体或弯道
7、所产生的流态负压现象。所以,在溢洪道设计的吋候要因地而异,根据所选地势的地形、地质决定建设的引流形式,坡体也可采用均一比降的方式。由于洪流的速度非常的快,所以在设置岩基上要加厚砌护的宽度,一般砌石的浆液在0.5-1.0m,混凝土0.2-0.6m,坡度在l/3m厚最好。2.4消能段在急流段的尾端要设置一个消能的工具,而其选择型号就要根据溢洪道选择的地形、地质和水利条件而定。并且,在溢流道的末端多采用多级跃流形式,使水库的泄流方向离坝角100-150m不等。然而,对于非岩基上的消能工具,一般采用的是底流消能,并i还要在最尾端处放置一个
8、消能池。如果在水库的洪流期间,池流量不大,那么可以考虑使用消能槛的形式。如果水库的洪流是远驱式的就特别容易造成对砌护的冲刷。在这样的情况下,就要采用差动式的消能槛模式了。如果水库的溢流道尾端有陡坡吋,挑射效能的模式就比较冇利了。还可以省去对消能池的
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