第七章河岸溢洪道

泄槽衬砌应满足：表面光滑平整，不至引起不 利的负压和空蚀；分缝止水可靠，避免高速水 流浸入底板以下，因脉动压力引起破坏；排水 系统通畅，以减小作用于底板上的扬压力；材 料能抵抗水流冲刷；在各种荷载作用下能保持 稳定；适应温度变化和一定的抗冻融循环能力。
岩基上泄槽的衬砌
大、中型工程，由于槽内流速较高，一般用混 凝土衬砌，厚度不小于0.3m。为防止产生温 度裂缝，在衬砌上应设置横缝和纵缝。
（a）平面图；（b）纵剖面图 1—水面线；பைடு நூலகம்—混凝土塞；3—排水管；4—闸门；5—泄水隧洞
二、侧槽布置
侧槽布置应满足：泄流能力沿侧槽均 匀 增 加 ； 由 于 过 堰 水 流 转 向 约 90° ， 大 部分能量消耗于侧槽内的水体旋滚，侧 槽中水流的流速完全取决于侧槽的水力 坡降，因此要保证一定的坡度；侧槽中 的水流应处于缓流状态，以使水流稳定； 侧槽中的水面高程要保证溢流堰为自由 出流，保证泄流能力和稳定流态。
侧槽溢洪道
1—溢流堰；2—侧槽；3—泄水槽；4—出口消能段； 5—上坝公路；6—土石坝
其他型式的溢洪道
3、井式溢洪道
其组成主要有溢流喇叭口段、渐变段、 竖井、弯道段和水平泄洪洞段。
适用于岸坡陡峭、地质条件良好、又 有适宜的地形情况。可以避免大量的土 石方开挖，造价可能较其他溢洪道低， 但当水位上升，喇叭口溢流堰顶淹没， 堰流转变为孔流，超泄能力较小，易产 生振动和空蚀。
不同侧槽断面挖方量比较
注：虚线为窄深断面；实线为宽浅断面
槽底纵坡
侧槽应有适易的纵坡以满足泄水能力的 要求。由于槽中水流处于缓流状态，因而 侧槽的纵坡比较平缓，但如果槽底纵坡过 缓，将使侧槽上游段水面壅高过多而影响 过堰流量。但如果过陡，又会增加侧槽下 游段的开挖深度。初步拟定时可采用 0.01~0.05。具体数值可根据地形和泄量 大小选定。
2、自溃式非常溢洪道
这种形式的溢洪道是在非常溢洪道的底板上加设自溃堤，堤 体可根据实际情况采用非粘性的砂料、砂砾或碎石填筑，平时可 以挡水，当水位达到一定高程时自行溃决，以渲泄特大洪水。按 溃决方式可分为溢流自溃和引冲自溃两种形式。
溢流自溃式非常溢洪道构造简单、管理方便，但安全运行无 法进行人工控制，有可能溃坝提前或滞后。当溢流自溃坝较长时， 可用隔墙将其分成若干段，各段采用不同的坝高，满足不同水位 的特大洪水下泄，避免当泄量突然加大时给下游造成损失。
泄槽的平面布置
泄槽在平面上宜尽可能采用直线、等宽、 对称布置，力求使水流平顺、结构简单、 施工方便。
当泄槽的长度较大，地形、地质条件不 允许做成直线，或为了减少开挖工程量、 便于洪水归河和有利于消能等原因，常 设置收缩段、扩散段或弯道段。
泄槽
泄槽平面布置示意图
泄槽
泄槽
泄槽的衬砌
为了保护槽底不冲刷和高速水流破坏，泄槽通 常都需衬砌。
挑流消能
底流消能
可适用于各种地基，或设有船闸、筏道等对流态有严格要求的枢 纽，但不适用于有排漂和排凌要求的情况。在河岸式溢洪道中底 流消能一般适用于土基上或破碎软弱的岩基上。
5、出水渠
溢洪道下泄水流经消能后，不能直接泄入河道 而造成危害时，应设置出水渠。
选择出水渠线路应经济合理，其轴线方向应尽 量顺应河势，利用天然冲沟或河沟，如无此条 件时，则需人工挖明渠，或在建设期间仅开挖 引冲沟，利用泄洪时的水流将冲沟扩大，泄洪 后进行断面整修。
井式溢洪道
1—喇叭口；2—渐变段；3—竖井段； 4—隧洞；5—混凝土塞
4、虹吸溢洪道
该型式溢洪道通常包括进口、虹吸管、具有自动 加速发生虹吸作用和停止虹吸作用的辅助设备、泄槽 及下游消能设备。
溢流堰顶与正常高水位在同一高程，水库正常高 水位以上设通气孔，当水位超过正常高水位时，水流 将流过堰顶，虹吸管内的空气逐渐被空气带走达到真 空，形成虹吸作用自行泄水。当水库水位下降至通气 孔以下时，虹吸作用便自动停止。
纵向排水通常是在沟槽内放置缸瓦管，管 径视渗水大小确定，一般采用10~20cm。 管接口不封闭，以便收集渗水，周围用 1~2cm的卵石或碎石填满，顶部盖混凝 土板或沥青油毛毡等，以防止浇筑混凝土 时灰浆进入造成堵塞。
4、消能段
溢洪道宣泄的洪水，单宽流量大，流速高，能 量集中。因此，消能防冲设施应根据地形、地 质条件、泄流条件、运行方式、下游水深及河 床抗冲能力、消能防冲要求、下游水流衔接及 对其他建筑物的影响等因素，通过技术经济比 较选定。
变化和水流流向的急转弯。当溢流堰紧靠水库 时，可做成喇叭口引导水流。 在溢流堰前宜设置不小于2~3倍的设计水头的 渐变段或直线翼墙，以防止出现漩涡或横向水 流。在平面上如需转弯时，其轴线的转弯半径 不宜小于4倍渠底宽，弯道至溢流堰之间宜有 适当长度的直线段。
进水渠
进水渠
进水渠的纵断面一般做成平底坡或具 有不大的逆坡。
槽底高程
槽底高程加槽内水深等于水面高 程，水面过高将淹没堰顶影响过堰 流量。所以，确定槽底高程的原则 应该是在不影响溢流堰过流能力的 条件下，尽量采用较高的槽底以减 少开挖方量。
（一）侧槽横断面
侧槽横断面形状宜做成窄深式。当过水断 面积相同的情况下，窄深断面比宽浅断面节 省开挖量，而且窄深断面容易使侧向进流与槽内 水流混合，水面较为平稳。靠岸一侧的边坡在 满足水流和边坡稳定的条件下，以陡为宜，一 般采用1∶0.5左右为宜，溢流堰一侧，溢流曲 线下部的直线段坡度（即溢流边坡），一般可 采用1∶0.5~1∶0.9。
第二节 正槽溢洪道
正槽溢洪道通常由进水渠、 控制段、泄槽、消能防冲设施及 出水渠等部分组成。
正槽溢洪道
1—进水渠；2—溢流堰；3—泄槽；4—消力池；5—出水渠；6—非 常溢洪道；7—土石坝
正槽溢洪道
1、进水渠
作用:将水库的水平顺地引向溢流堰。 进水渠平面布置应使进水顺畅，避免断面突然
溢流堰的体形应尽量满足增大流量系数，在 泄流时不产生空穴水流或诱发振动的负压等。
宽顶堰
特点:结构简单，施工方便，但流量系数 较低。
由于宽顶堰荷载小，对承载力较差的土 基适应能力较强，因此，在泄量不大或 附近地形较平缓的中、小型工程中应用 较广。
宽顶堰
实用堰
实用堰 流量系数比较大，在泄量相同的 条件下工程量相对较小，但施工较复杂。 大、中型水库，特别是岸坡较陡时，多采 用这种型式。
衬砌的纵横缝一般用平缝，当地基不均匀性明 显时，垂直水流方向的横缝一般用搭接的型式。 纵横缝的间距应考虑气候特点、地基约束情况、 混凝土施工条件，一般采用10~15m。
靠近衬砌的表面沿纵横向需配置温度钢筋，含 筋率约0.1%。
排水设施
衬砌的纵缝和横缝下面应设置排水设施， 且互相连通渗水集中到纵向排水内排向下 游。
其标准应根据工程等级、枢纽布置、 坝型、洪水特性及标准、库容特性及对 下游的影响等因素确定。
1、漫流式非常溢洪道
这种溢洪道与正槽溢洪道类似，将 堰顶建在准备开始溢流的水位附近，而 且任其自由漫流。这种溢洪道的溢流水 深一般取的较小，因而堰长较大，多设 于垭口或地势平坦之处，以减少土石方 开挖量。如大伙房水库为了渲泄特大洪 水，1977年增加了一条长达150m的漫 流式非常溢洪道。
进水渠一般不做衬护，当岩性差，为 防止严重风化剥落或为降低渗压时， 应进行衬护；在靠近溢流堰前区段， 由于流速较大，为了防止冲刷和减少 水头损失，可采用混凝土或浆砌石护 面。
进水渠
2、控制段
溢洪道的控制段包括：溢流堰及两侧连接建 筑物。是控制溢洪道泄流能力的关键部位。
溢流堰通常选用宽顶堰、实用堰，有时也是 用驼峰堰、折线形堰。
河岸溢洪道
河岸溢洪道的类型
一、按泄洪标准分 1、正常溢洪道：渲泄设计洪水 2、非常溢洪道：渲泄超标准洪水
二、按结构形式分 1、正槽溢洪道 2、侧槽溢洪道 3、竖井式溢洪道 4、虹吸式溢洪道
1、正槽溢洪道
这种溢洪道的泄槽轴线与溢流堰轴 线正交，过堰水流方向与泄槽轴线方向 一致，所以其水流平顺，超泄能力大， 结构简单，运用安全可靠，是一种采用 最多的河岸溢洪道型式。
侧槽溢洪道
为了保证正常泄洪，溢流堰上的水 流应不受侧槽水位顶托的影响。溢流堰 可采用实用堰，以利于与侧槽壁平顺连 接，堰顶一般不设闸门。根据地形、地 质条件，堰后可以是开敞明槽，也可以 是无压隧洞，也可利用施工导流隧洞。 侧槽溢洪道与正槽溢洪道的主要区别在 于侧槽部分，其它部分基本相同。
隧洞泄水的侧槽溢洪道
当溢洪道的消能设施与下游河道距离很近时， 也可不设出水渠。当出水渠临近大坝、厂房等 主要建筑物时，不宜采用引冲沟方式。
出水渠
第三节 侧槽溢洪道
一、侧槽溢洪道的布置特点
侧槽溢洪道一般由控制段、侧槽、 泄槽、消能防冲设施和出水渠等部分组 成。溢洪道的布置已如前所述，一般适 用于坝址山头较高、岸坡较陡、岩石坚 固而泄量较小的情况。当泄量很大时， 沿山坡的开挖量过大。因此，这种型式 的溢洪道多用于中小型工程。
河岸式溢洪道一般采用挑流消能或底流消能。
挑流消能
一般适用于较好岩石地基的高、中水头枢纽。 挑坎结构型式一般有重力式，衬砌式两种，后 者适用坚硬完整岩基。
在挑坎的末端做一道深齿墙以保证挑坎稳定。 齿墙深度根据冲刷坑的形状和尺寸决定，一般 可达7~8m。如冲坑再深，齿墙还应加深。
挑坎与岩基常用锚筋连为一体。其下游常做一 段短护坦以防止水流量时产生贴流而冲刷齿墙 底脚。为避免在挑流水舌的下面形成真空，影 响挑距，应采取通气孔或扩大出水渠的开挖宽 度，以使空气自然流通。
这种溢洪道可自动泄水和停止泄水，能比较灵敏 地自动调节上游水位，但结构复杂，施工检修不便， 进口易堵塞，管内易空蚀，超泄能力小等。一般用于 水位变化不大和需随时进行调节的中小型水库、发电 和灌溉的渠道上。
虹吸溢洪道
1—遮檐；2—通气孔；3—挑流坎；4—曲管