混凝土溢流坝和坝身泄水孔

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1、第五章混凝土溢流坝和坝身泄水孔第一节概述坝身设有溢流面、底孔、中孔的重力坝称为泄水重力坝。它既是泄水建筑物，又是挡水建筑物。因此它除了应满足挡水建筑物的稳定强度要求外，还应满足水流条件、解决好下泄水流对建筑物可能产生的空蚀、振动以及对下游的冲刷。一、泄水重力坝的泄水方式1、坝顶溢流式①从坝顶过水，闸门承受水头较小，孔口尺寸可以较大；②闸门全开时，下泄流量与水头的二分之三次方成正比③闸门启闭方便，易于检查修理；④可以排冰及其他漂浮物，但不能预泄；2、大孔口溢流式①为满足预泄要求将堰顶高程降低；②利用胸墙挡水减小闸门高度；③低水位时胸墙不影响泄流，和堰顶泄流相

2、同；④胸墙可以做成活动式的，当遇特大洪水时，可将胸墙吊起来；⑤库水位较低时，不能供水和放空检修；3、深式泄水孔按孔内流态可分为有压泄水孔和无压泄水孔①流量与水头的二分之一次方成比例，超泄能力小；②闸门承受水头高，操作、检修都比较复杂；③可向下游供水、预泄、放空、排沙和施工导流；以上三种方式各有特色，应结合具体情况比较选择，一般可配合使用，但为简化结构、便于施工和运用，类型不宜过多.第二节混凝土溢流坝溢流坝基本剖面的确定原则与非溢流坝完全相同，为满足泄水的要求，其实用剖面将坝体下游斜面修改成溢流面。溢流面形状应具有较大的流量系数，泄流畅，坝面不发生空蚀。一、

3、溢流重力坝的剖面设计1、溢流面1°溢流面顶部曲线视堰顶是否允许出现真空，有真空堰和非真空堰两种堰型，非真空堰曲线稍稍切入相应于薄壁堰的溢流水舌，使其在设计条件下坝面不致发生真空；真空堰较非真空堰瘦，堰面与自由水舌脱开，工程中常用的非真空堰有克奥曲线和幂曲线(WES),如图5.1所示。图5.1溢流坝面      图5.2WES型堰面曲线要求：①堰面压力分布合理，无负压；     ②泄流能力大；定型设计水头Hd  (图5.3) 当H(运)＞Hd时，出现负压，Q↑，负压需控制；当H(运)＜Hd时，出现正压，Q↓.图5.3孔口射流曲线2°直线段   直线段的坡度取

4、用非溢流坝下游坡度，并作调整，使其与非溢流坝在同一平面，上部与溢流曲线相切，下部与反弧段相切。3°反弧段结构尺寸：①▼鼻坎高程         ②挑角θ         ③反弧半径R         ④l/h＜0.5时不分开,l/h＞0.5时分开2、溢流坝的孔口尺寸1°己知设计洪水位和允许下泄流量:先定q→L→H。→堰顶高程2°未知设计洪水位和允许下泄流量影响因素： ①设计洪水标准；                   ②下游防洪要求；                 ③地形地质条件(单宽流量)                   ④总泄量   a、确定单

5、宽流量b、孔口尺寸溢流重力坝的实用剖面也是由三角形基本剖面修改而成。在溢流面曲线段、直线段和反弧段根据水力学条件确定后，可用基本剖面与溢流面曲线相拟合，形成如下几种可能的实用面，溢流坝的使用剖面见图5.4.图5.4溢流坝的实用剖面3、溢流坝顶部结构布置包括闸门、启闭机、闸墩、工作桥、公路桥等.4、溢流重力坝的稳定及强度计算(方法同非溢流重力坝)第三节坝身泄水孔可设在溢流坝段或非溢流坝段，主要组成进口段、闸门段、孔身段、出口段和下游消能设施等1、大孔口的布置为满足预泄洪水、减小闸门高度的要求，在坝顶可布设带胸墙的大孔口泄水建筑物.大孔口泄流视水头与孔口高度情

6、况分为三种：    1°Hmax/D＞1.5    堰顶按孔口射流曲线设计    2°Hmax/D＜1.2    堰流    3°1.2≤Hmax/D≤1.5通过试验确定曲线型式，最大负压不超过3～6m水柱高2、深式泄水孔的型式及布置    1°深式泄水孔易产生的问题①孔内流速高，易产生负压、空蚀、振动；   ②闸门在水下，承受压力大，检修困难，启门力也相应加大；   ③门体结构、止水和启闭都较复杂；  2°深式泄水孔的型式按水流条件分  有压：优点：工作闸门布置在出口，门后为大气，可部分开启,出口高程低，利用水头大，Q大可使断面尺寸较小；  缺点：闸门关

7、闭时，孔内承受较大的内水压力，对坝体的应力和防渗不利，常需钢板衬砌；无压：优点：工作闸门在进口，可以部分开启，关闭后孔道内无水，明流段可不用钢板衬砌，施工简便，干扰少，有利于加快进度； 缺点：断面尺寸大，削弱坝体；按所处高程分：中孔------位于坝高1/3～2/3范围内底孔------位于坝高底部1/3围内按布置的层数分：单层、多层(双层).3°深式泄水孔的布置       A、进口曲线              要求：a、水头损失小，泄水能力大；b、控制负压，防止空蚀；           进口曲线：(椭圆方程)                  常采

8、用1/4椭圆，长轴与孔轴平行                  对