中小型水库溢洪道设计中的常见问题及其对策.doc

1 中小型水库溢洪道设计中的常见问题及其对策摘要: 溢洪道的设计和布置合理与否, 不仅直接影响到水库的安全, 而且关系到整个工程造价。土石坝一般中小型溢洪道, 约占水库枢纽工程造价的 25~30% 及劳动力的 25% , 故溢洪道合理的布局和选型, 在水库工程设计中是一个比较重要的环节。关键词:土石坝中小型水库溢洪道常见问题对策溢洪道的设计和布置合理与否,不仅直接影响到水库的安全,而且关系到整个工程造价。土石坝一般中小型溢洪道, 约占水库枢纽工程造价的 25~30% 及劳动力的 25% ,故溢洪道合理的布局和选型, 在水库工程设计中是一个比较重要的环节。 1 .常见问题 溢洪道是洪水期间保证水库安全的重要设施, 中小型水库由于受工程造价的限制,其设计采用的洪水标准往往偏低、选用洪水数据( 洪峰、洪量) 偏小, 因而必然带来溢洪道设计尺寸偏小, 再加上周边岩体风化坍落, 往往造成泄流 2 能力不足,因而不能保证安全泄洪。 在布置上, 某些工程设计的溢洪道其进出口段离坝身太近, 坝肩与溢洪道之间仅有单薄的山脊相隔。进口段如未进行有效的护砌, 泄洪时一旦发生冲蚀现象, 将危及坝肩安全, 有些设计的陡槽末端与坝脚紧贴, 如果发生横流冲刷, 更易危及坝脚安全, 因此这二种情况均对大坝的运行安全十分不利。 溢洪道设计的平面弯道半径过大和收缩过剧, 对泄流十分不利。特别在溢洪道陡坡段布置有弯道时, 由于弯道流态、流势剧烈变化, 导致二岸产生了水面差, 这时凹岸水面壅高, 并在下游衔接的平直段内产生折冲水流, 大大影响了泄流能力和消能效果。另外陡坡段或缓流段的过剧收缩, 也会发生显著的壅水和流态变化, 并对溢洪道衬砌造成冲击, 如砌护过高会增加投资,砌护过低了又不安全。 溢洪道纵横剖面及平面布置设计不当, 比较突出的问题是陡坡设计比降过陡。部分溢洪道布置在非岩性山坡上,其底部未做有效的反滤衬砌, 致使渗水后易产生滑坡; 结构上也不稳定。在横断面设计中, 有些工程对两侧山坡开挖坡度注意不够, 有的过陡, 加上衬砌厚度偏薄, 不能满足抗滑抗倾稳定, 也易造成坍方和滑坡; 平面布置上, 存在着上下游断面连接不配套,形成“瓶颈”现象,从而影响了泄洪能力; 此外溢洪道末端与河道衔接部分注意不够, 导致有的末端高 3 出河床很多,有的末端未做砌护处理,常造成严重冲刷,并向上延伸,直至整个建筑物破坏。 现有水力设计方法尚不够完善, 如溢洪道进口布置有引洪平流段的情况下, 由于水力计算中忽略了平流段时进口水位的壅高(即水头损失) 。而实际壅高有时较大,不可忽视。有些设计对溢洪道的消能工的设计考虑不够充分,或者型式选择不当,导致消力墙长度和深度均不能满足需要, 消能不够充分,致使下游河段发生严重冲刷。另在侧槽式溢洪道设计中, 过去大多采用“扎马林法”进行计算。经多年实践及水工模型试验证明: 使用该法计算所确定的水面坡降偏小, 导致侧槽深度不够, 流量系数减小, 使侧堰局部呈现淹没出流, 其实际泄洪流量达不到设计要求的泄量,因而对工程是不安全的。 有些工程在结构设计中对泄洪的特点和基础特性考虑不周, 溢洪道下泄的高速水流具有很强的冲出力、由于急流的掺气和脉动现象十分显著常会产生剧烈的震动; 有些溢洪道采用低标号的浆砌石或砼砌护, 且砌护厚