水利水电工程中溢洪道建设的思考

水利水电工程中溢洪道建设的思考

发表时间：2019-12-11T13:28:37.533Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年18期作者：曾建波[导读] 溢洪道是防洪建筑物，相当于是水库的“太平门”，其设计与施工质量的提升，能够确保水利水电工程安全。

曾建波

中国葛洲坝集团建设工程有限公司老挝南空3号水电站项目部

摘要：溢洪道是防洪建筑物，相当于是水库的“太平门”，其设计与施工质量的提升，能够确保水利水电工程安全。基于此，对泄洪建筑物的型式及其特点进行阐述，明确溢洪道的组成、建筑物位置选择、型式选择，进一步对溢洪道的施工要点以及检查与养护展开探究，旨在全面提升溢洪道建设质量，促进水利水电工程实际作用的最大化发挥。

关键词：水利水电工程；溢洪道建设；泄洪建筑物

引言

溢洪道是水利水电工程中常见的防洪建筑物，溢洪道设计的优化以及施工质量的提升，能够为水利水电工程安全提供可靠保证，因此在水利水电工程中必须要充分认识到溢洪道建设的重要性。溢洪道的作用在于，对于汛期水库无法拦蓄的多余洪水，自上游下下游河床安全泄放，因此对溢洪道建设展开探究，与水库运行安全性密切相关。

1泄洪建筑物的型式及其特点

泄洪建筑物主要包含两种型式，其一是溢洪道，一般为开敞式的水流形态，存在自由水面的情况下，有闸门带胸墙的溢洪道为孔流，对最大流量进行宣泄。若实际通过流量较小，则水流形态为无压明流。开敞式溢洪道具有良好的泄洪能力，便于施工、管理和维修，带闸门的溢洪道一般应用于大中型水库，小型水库溢洪道大多无闸门。其二是泄洪洞，其有着较低的进口高程，能够承担泄洪、灌溉放水、施工导流以及排泄泥沙等任务，需要安装闸门井。虹吸溢洪道以及竖井溢洪道等属于泄洪建筑物的特殊型式，应用应用不多。

溢洪道一般不经常工作，但却是水库枢纽中的重要建筑物。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。

2溢洪道的组成

2.1进口段

就溢洪道来看，进口段能够对水流进行引导，促使其自水库平顺进入控制端，基于地形条件自己枢纽布置方案来确定进口段的具体形式。进口段可以选择引水明渠，也可以选择喇叭形进水口，平面上应当做成平滑曲线或者渐变折线必须要保证水流进入的平顺化，以免断面突然收缩或者水流急剧转变而影响溢洪道作用的发挥。

2.2控制端

溢洪道过流能力主要由控制端来实现，控制端一般采取挡水堰形式，在过堰后水流会有所降落。结合地形、地质、运行以及经济条件等进行综合分析，可以确定堰的型式，以宽顶堰和实用堰型较为常见。宽顶堰的结构简单，便于施工，流量系数较低。实用堰的流量系数骄傲，但有着复杂的溢流面。水库汛期限制水位的提升，可通过溢流孔口来实现，水位较高的情况下，超泄能力弱于开敞式溢洪道的泄流量。

2.3泄槽段

泄槽段水流速度较高，极易出现冲击波、空蚀以及掺气等问题，因而泄槽地面不可存在局部凹凸不平、突出等问题，要适当加高泄槽。止水与排水设备的合理化应用，能够有效解决扬压力对于泄槽底板所产生的不利影响。

2.4消能段和尾水渠

在出口消能方式的选择上，以挑流鼻坎和消力池消能型式较为常见。对于经过泄槽的急流来说，在经过消能段以后，不可直接进入原河道，需要对尾水渠进行合理布置。尾水渠应当保持短且平顺，底坡与下游原河道平均坡降相接触，保证出口水流的平稳化与通畅化。 3溢洪道位置的选择

要尽量利用天然的有利地形条件，如分水鞍（或山坳）；这样，就可以节省开挖土石方量，减少工程投资，缩短工期。在地质条件上要求溢洪道两岸山坡比较稳定，防止泄洪时发生滑塌等事故。溢洪道位置最好选择在岩石和红胶土上，以耐冲刷，可以降低工程造价；如果做在土基上，应选择坚实的地基，将溢洪道全部做在挖方的地基上，还必须用浆砌石和混凝土衬砌，防止泄洪时对土基的冲刷。

在平面布置上，溢洪道尽量做到直线布置，力求泄洪时水流畅通。溢洪道进口离坝端应不小于10m，出口应远离下游坝脚至少20m以上。如果由于地形限制，可将进口引水渠采用圆弧形曲线布置，并在弯道凹岸做好护砌工程，而其他部分应尽量做到直线布置。溢洪道布置尽可能不和泄水洞放在同一侧，以免互相造成水流干扰和影响卧管安全。 4泄洪建筑物型式的选择

选择泄洪建筑物的型式时，要本着安全和经济的原则，根据水库的任务和重要性，洪水流量的大小，坝址的地形地质条件，水库的施工条件和运用管理条件等因素，进行全面综合的考虑。对于工程量较大的水库，泄洪建筑物型式应与坝型一起考虑，最好要做方案比较。泄洪建筑物的安全原则，一方面要求能够安全可靠地宣泄设计最大流量，另一方面还应保证水库在非常情况下的安全问题。不论是开敞溢洪道，或是泄洪洞，只要布置、设计合理，施工质量和维修管理良好，一般能满足前一种要求；而对于后一种要求，开敞溢洪道和泄洪洞却各有其特点，开敞式溢洪道的进口过水断面随着水位升高而加大，它的过水能力与堰顶水头的二分之三次方成正比，而泄洪洞的进口过水断面是不变的，它的过水能力与进口水头的平方根成正比，因此，如果从宣泄超标准洪水考虑，开敞式溢洪道的潜力较大，但是如果考虑排沙、备战、防止地震破坏和检修大坝工程等要求，则设置能兼做放空水库的泄洪洞就很有必要了。在有水文预报的条件下，泄洪洞可以提前泄水，腾空库容，对于保证水库在遇到超标准洪水袭击时的安全也是有作用的。由于开敞式溢洪道和泄洪洞各有特点，因此，对于重要的水库和担负防洪任务的水库，同时设置两种泄洪建筑物往往是适宜的。

5溢洪道施工要点

对于水利水电工程来说，溢洪道的工期较长，施工技术复杂，需要各方面积极配合，但彼此之间也不免存在一定干扰，因此必须要加强溢洪道施工质量控制，为水库安全提供保证。溢洪道施工工序复杂，包括地基开挖、地基处理、建筑物砌筑、土方回填等。在进度安排上，需要考虑到水库安全、工程质量以及资源节约等内容，要避免工程建设期间遭遇洪水而造成失事的情况。工程进度计划的安排，必须要以安全作为第一原则。土坝合龙后第二年汛期之前，确保溢洪道能过水，在不砌筑滚水坎或者滚水砍不安装闸门的情况下，确保汛期溢洪道能够顺利通过洪水。

6溢洪道的检查与养护

为确保水库安全，需要保证溢洪道泄洪的安全性。水库中溢洪道的泄水机会不多，尤其是大流量宣泄更是少见，为确保安全，需要在汛期之前做好充分准备工作，确保对最大洪水进行宣泄。在水利水电工程管理过程中，要做好日常养护工作，检查溢洪道并进行加固，确保能够满足泄水需求，可随时启用。

结语

综上所述，对于水利水电工程来说，溢洪道发挥着重要的作用，尽管溢洪道的过水机会不多，但由于我们在自然规律水平的认识方面存在一定不足，无法对特大洪水进行准确预报，因此要优化溢洪道建设，每年准备宣泄最大洪水。溢洪道建设过程中要以“养”为主，在保证其自身结构安全性和稳固性的同时，提升其过水能力，从而为水库大坝安全提供可靠保证。

参考文献

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