小型水库溢洪道设计论文

关于小型水库溢洪道设计的探究

[摘要]

关于水库的溢洪道的设计好坏，将会直接影响到水库的安全与整个工程的施工造价预算。本文就以小型水库溢洪道设计为研究对象，对于小型水库溢洪道设计中常见的问题做出了分析与探讨，并为此提出了几套解决的设计方案。相信经过长期的实践与验证之后，一定能够对小型水库解决水库不安全的问题。

[关键词]小型水库溢洪道设计对策

中图分类号：tv62+1文献标识码： a 文章编号：

溢洪道是水库安全的核心，因此它的设计和布置都要经过前期深思熟虑的思考，因为他还关系到整个工程的造价问题。故而关于溢洪道的选型与布局是水库工程中一个相当重要的环节。

小型水库溢洪道设计中的常见问题

一般水库在面临洪水来袭时，最重要的保护设施就是溢洪道。因为小型水库的资金有限，所以在建设设计工程时尽量选取一些价格比较低廉的材料，而这些材料对于洪水标准都是偏低的。所以水库经常出现泄流能力不足，以至于水坝经常出现坍塌的事件。

（2）水库的溢洪道的布置必须保证其进出口段与坝身的位置有足够的距离，因为如果相隔的太近，那么在溢洪道和坝肩两者之间仅仅只是一层单薄的山川来阻隔。在这样的情况下，如果在进口段没有加固坚实有效的护砌来最为防护，一旦洪水来袭，就会危及是整个坝肩的安全。有的甚至在设计上将把脚设计得与陡槽末端紧紧

相贴，当遇到横流冲刷的时候是一件十分危险的事情，对于整个水库大坝都是一件极具破坏性的隐患。

(3)溢洪道的平面弯道半径不宜设计得过大或者是过小，因为这势必会影响到水坝泄流的能力。尤其是如果当溢洪道的陡坡位置设置有弯道的时候，因为弯道内的洪水会发生急剧的变化，于是就容易使得水峡两岸形成水面差。在这样的情况下，在相比之下较凹的岸边水层会较高，由于压力的不同，便会在下游一些较为平息的地段的水流发生折冲，严重阻碍了泄流能力的影响。

(4)溢洪道的平面设计以及纵横剖面的设计不恰当，最明显的问题就是坡度的设计太陡。因为在现实生活当中，会碰到许多溢洪道安置在非岩性的山坡上，在设置之初相关的技术人员并没有考虑到为它建起反滤的衬砌，这样一旦在水中浸透长时间就会破坏它结构上的稳定性，容易造成坍塌和滑坡的事故。在平面的布置与设计上同样也存在弊端，较为常见的现象比如就是出现“瓶颈”，这是由于上游和下游的断面没有得到配套的连接所致，从而在一定程度上抑制了水坝的泄洪能力。另外，必须注意河道与溢洪道的末端要充分衔接，如果衔接的不好就会导致一系列的问题接踵而至，比如像河床出现高低不均的现象，末端没有做好砌护的护理工作，从而造成较严重的床体冲刷与建筑的毁灭性破坏。

(5)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。

总结多年的经验，过去一般都是采用“扎马林法”来计算测槽式的溢洪道设计。在经过了多年的亲身实践之后，我们也可以总结出一些规律和事实，那就是：采用此种方法来计算确定水面的坡度一般都会比正确值偏小，导致流量系数也在逐渐减小，测槽的深度明显不够，最后使得侧堰的局部分有洪流溢出，也就是说他实际的泄洪量根本还没有达到设计的要求，这样的工程往往是存在极大地安全隐患的。

存在着许多在设计工程结构时对于基础性的设施和泄洪特点思虑不周的情况。溢洪道在形成下泻的过程中会形成一股强大的冲击力，飞速的激流往往会伴随着相当显著的脉冲现象，两者之间相互作用就会形成极具震撼力的震动。所以在这些激流所能冲击的地方一定要增加砌护的数量和质量，对于一般情况下的水流冲击力,一般的防护砌护也就可以应付了，但是如果是像这样高速的水流常年冲刷的砌护，就必须对砌护的厚度以支撑结构加固，这样来抵御强烈的水流冲击。

二、关于解决的相应对策

为了解决溢洪道工程布局和规划等问题，最简单的解决办法就是利用有利的地理位置优势，这样不仅可以节省工程的造价还能够从根本上保证安全。一般最好是选择未经人工开挖的天然沟渠，如果

遇到主坝口相对来讲比较狭窄的情况，可以考虑选择另外的方式，建议这样的情况下选择侧槽式溢洪道为宜。在进行工程的规划和布置时，线路短，基础坚硬均一，无弯道，出口远离坝体是施工的主要原则依照。一般的溢洪道是由引流段(进口段)、泄流段(陡坡、急流段)、控制段(堰流段)及消能工等四大部分组成的门下面就针对这些环节容易出现的问题做出探讨。

（1）引流段(进口段)

进口的形状最好是做成喇叭形，这样可以平顺其引流，为了避免过多的浪费资源，进口的长度不要过长。但是并不是所有的地形都是像我们想象的那样平顺，此时我们要做的就是尽量将弯曲的地段变得平顺，还要做的就是保证坝脚与出口段的距离有足够的长，以免冲刷坝脚。目前用来引流段的截面大多数都是举行或者是梯形，再较小流速的情况下可以不用叫砌护，这里我们所说的小流速是指在l～2 h∥之内的。但是在坝周围紧挨着的建筑物附近应该砌护合适的长度，同样需要砌护的还有弯道两侧的凹岸，总之还得依具体情况而定，如果岩基足够坚硬可以不需要。

（2）泄流段(急流段、陡坡)

对于这一段的平面最好采用直线来进行布置，根据当地的地形、地质与地貌特征来决定其纵断面的设计。一般都有陡坡、缓坡或多级跃水等各式各样的形式，均一的比降适合用于陡坡，面对泄水段急速的水流，尽量将布置的位置确定在岩基上。面对不是岩基的，那么该区段的衬砌厚度就必须按照当地地质条件和允许的流速来

决定。一般混凝土用o．2—0．5 m，浆砌石用o．5一1．0 m，钢筋混凝土0．15一o．3 m，坡度正常的都是控制在l：2．5以内。对于较新的岩基上的泄水道，因为坚硬度等都还可以，所以不需要加以砌护；如果是被松软风化的一类岩石就必须加以砌护，而且最好是另加锚以固筋；当需要大面积的用混凝土材料作为砌护的时候，还应该考虑建筑商经常碰到的伸缩缝和沉陷缝等问题。

（3）控制段(堰流段)

在疏通泄流的过程中，为了使流速巨晕，一般采用的方法就是将进口的水流控制住周围的建筑物，而且这样的控制是在垂直方向上进行的。另外，除了进口段那一段设置有引流段之外，为了使所有的水流都能够保持在平整的状态上，常见的就是控制堰顶的宽度在3米以内。堰口上游引流段与堰口之间的连接可以采取渐变段式的连接，通常将收缩角设置为l2度左右。当遇到较宽的堰体，就应该在水平横向的方向上设置沉陷缝和温度缝较，间距可按10一15 m 布设。

结语

溢洪道的设计一直是水坝工程所关注的热点问题，一个成功溢洪道的设计和布置将会给一个个浩大的工程带来丰厚的受益。本文分析和归纳了日常生活和工作中常见的在溢洪道的设计与布置上所

遇到的问题，并对其做出了相应的解决，目的就是为了减少水坝工程在建设工程中花费过多不必要的人力、物力和财力，希望中国的水利建设会在一代一代奋斗和钻研中发展得更好、更辉煌。