1、第一节第一节 概概 述述第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道第三节第三节 侧侧 槽槽 溢溢 洪洪 道道第四节第四节 非非 常常 溢溢 洪洪 道道河岸溢洪道河岸溢洪道 简介 一、河岸溢洪道的型式 二、河岸溢洪道的位置选择第一节第一节 概概 述述第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道 水渠段 控制段 泄槽段 消能防冲设施 出水渠 一、侧槽溢洪道的布置特点 二、侧槽设计1、堰长2、槽底纵坡3、侧槽横断面底宽（b0、bL ）4、侧槽横向边坡系数5、侧槽始端槽底高程与末端水深 三、侧槽水力计算要点第三节第三节 侧侧 槽槽 溢溢 洪洪 道道 非常溢洪道简介 非常溢洪道类型漫流式自溃式爆破引溃式第
2、四节第四节 非非 常常 溢溢 洪洪 道道思考题思考题 河岸溢洪道简介河岸溢洪道简介:在水利枢纽中，为了防止洪水漫过坝顶，危及大坝在水利枢纽中，为了防止洪水漫过坝顶，危及大坝和枢纽的安全，必须布置泄水建筑物，以宣泄水库按运和枢纽的安全，必须布置泄水建筑物，以宣泄水库按运行要求不能容纳的多余来水量。行要求不能容纳的多余来水量。常用的泄水建筑物有河床式溢洪道、河岸溢洪道。常用的泄水建筑物有河床式溢洪道、河岸溢洪道。对于以土石坝及某些轻型坝型为主坝的枢纽，常在坝体对于以土石坝及某些轻型坝型为主坝的枢纽，常在坝体以外的岸边或天然垭口布置溢洪道，称河岸溢洪道。以外的岸边或天然垭口布置溢洪道，称河岸溢洪道。
3、溢洪道除应有足够的泄洪能力外，还应保证在运用溢洪道除应有足够的泄洪能力外，还应保证在运用期间的自身安全和下泄水流与原河道水流得到良好的衔期间的自身安全和下泄水流与原河道水流得到良好的衔接。接。第一节第一节 概概 述述一、河岸溢洪道的型式一、河岸溢洪道的型式 河岸溢洪道其主要型式有河岸溢洪道其主要型式有 正槽溢洪道正槽溢洪道 侧槽溢洪道侧槽溢洪道 井式井式 虹吸式虹吸式（1 1）正槽溢洪道）正槽溢洪道：其泄槽与溢流堰轴线正交，过堰：其泄槽与溢流堰轴线正交，过堰水流与泄槽轴线方向一致，如水流与泄槽轴线方向一致，如图图6-16-1所示。所示。正槽溢洪道适用于各种水头和流量，并且水流条正槽溢洪道适用于
4、各种水头和流量，并且水流条件好，运用管理方便。因此，在实际工程中，大多件好，运用管理方便。因此，在实际工程中，大多数以土石坝为主坝的水利枢纽都采用这种溢洪道。数以土石坝为主坝的水利枢纽都采用这种溢洪道。第一节第一节 概概 述述图图6-16-1正槽溢洪道布置图正槽溢洪道布置图1 1进水段进水段;2;2控制段控制段;3;3泄槽泄槽;4;4消能防冲段消能防冲段;5 5出水渠出水渠;6;6非常溢洪道非常溢洪道;7;7土坝土坝第一节第一节 概概 述述7612345第一节第一节 概概 述述第一节第一节 概概 述述（2 2）侧槽溢洪道）侧槽溢洪道：其溢流堰与泄槽的轴线接近平行，：其溢流堰与泄槽的轴线接近平行
5、，过堰水流在较短距离内转弯约过堰水流在较短距离内转弯约9090，再经泄槽泄入下，再经泄槽泄入下游。它适宜坝肩山体高，岸坡较陡的情况。游。它适宜坝肩山体高，岸坡较陡的情况。图图6-2 6-2 侧槽式溢洪道布置图侧槽式溢洪道布置图 1 1洪道洪道;2;2侧槽侧槽;3;3泄水槽泄水槽;4;4出口布消能段出口布消能段5 5上坝公路上坝公路;6;6土石坝土石坝 第一节第一节 概概 述述123456第一节第一节 概概 述述（3 3）井式溢洪道）井式溢洪道：图图6-36-3所示，这种溢洪道由溢流所示，这种溢洪道由溢流喇叭口段、竖井段和泄洪隧洞段组成。水流进入环喇叭口段、竖井段和泄洪隧洞段组成。水流进入环行溢
6、流堰后，经竖井和泄水隧洞段流入下游。这种行溢流堰后，经竖井和泄水隧洞段流入下游。这种泄水设施的主要建筑物是泄水隧洞泄水设施的主要建筑物是泄水隧洞.缺点缺点:水流条件复杂，超泄能力小，容易产生空蚀水流条件复杂，超泄能力小，容易产生空蚀和振动。在工程实践中，布置这种泄洪设施往往与和振动。在工程实践中，布置这种泄洪设施往往与导流隧洞相结合，施工期采用隧洞导流，竣工后废导流隧洞相结合，施工期采用隧洞导流，竣工后废洞利用。专门布置竖井式溢洪道泄洪在我国应用较洞利用。专门布置竖井式溢洪道泄洪在我国应用较少。少。第一节第一节 概概 述述 图图6-3 6-3 竖井式溢洪道示意图竖井式溢洪道示意图 1 1环形喇
7、叭口环形喇叭口;2;2渐变段渐变段;3;3竖井段竖井段 4 4隧洞隧洞;5;5混凝土坝混凝土坝第一节第一节 概概 述述12345653421第一节第一节 概概 述述（4 4）虹吸式溢洪道）虹吸式溢洪道：如：如图图6-46-4所示，它是一种封闭式溢所示，它是一种封闭式溢洪道，其工作原理是利用虹吸的作用泄水。当库水位达洪道，其工作原理是利用虹吸的作用泄水。当库水位达到一定的高程时，淹没了通气孔，水流经过堰顶并与空到一定的高程时，淹没了通气孔，水流经过堰顶并与空气混合，逐渐将曲管内的空气带出，使曲管内产生真空，气混合，逐渐将曲管内的空气带出，使曲管内产生真空，虹吸作用发生而自动泄水。这种溢洪道的优点
8、是能自动虹吸作用发生而自动泄水。这种溢洪道的优点是能自动调节上游水位，不需设置闸门。其缺点是超泄能力较小，调节上游水位，不需设置闸门。其缺点是超泄能力较小，构造复杂，且工作可靠性较差，在大中型工程应用较少。构造复杂，且工作可靠性较差，在大中型工程应用较少。以上四种类型的泄洪设施，前两种设施的整个流程以上四种类型的泄洪设施，前两种设施的整个流程是完全敞开的，故又称为开敞式溢洪道，而后两种又称是完全敞开的，故又称为开敞式溢洪道，而后两种又称为封闭式溢洪道。为封闭式溢洪道。第一节第一节 概概 述述图图6-4 6-4 虹吸工溢洪道示意图虹吸工溢洪道示意图 1 1遮檐遮檐;2;2通气孔通气孔;3;3挑流
9、坎挑流坎;4;4曲管曲管第一节第一节 概概 述述24R=4132二、河岸溢洪道的位置选择二、河岸溢洪道的位置选择 考虑枢纽总体布置、地形、地质、施工及运行、考虑枢纽总体布置、地形、地质、施工及运行、经济指标等因素。经济指标等因素。（1 1）枢纽总体布置）枢纽总体布置:溢洪道布置应结合枢纽布溢洪道布置应结合枢纽布置全面考虑，避免泄洪、发电、航运及灌溉等建置全面考虑，避免泄洪、发电、航运及灌溉等建筑物在布置上的干扰。其布置时合理选择泄洪消筑物在布置上的干扰。其布置时合理选择泄洪消能布置和型式，进水口应短而直，出水渠应与下能布置和型式，进水口应短而直，出水渠应与下游河道平顺连接，避免下泄水流的冲刷及
10、淤积，游河道平顺连接，避免下泄水流的冲刷及淤积，（2 2）地形、地质条件，溢洪道应布置在地形适）地形、地质条件，溢洪道应布置在地形适宜、地质坚固且稳定的岸边或天然垭口的岩基上，宜、地质坚固且稳定的岸边或天然垭口的岩基上，以减少开挖量。以减少开挖量。第一节第一节 概概 述述并应尽量避免深挖，以免造成高边坡失稳或边坡并应尽量避免深挖，以免造成高边坡失稳或边坡处理困难等问题。需要特别指出的是，在选择溢处理困难等问题。需要特别指出的是，在选择溢洪道的位置时，应充分考虑水文地质条件，以确洪道的位置时，应充分考虑水文地质条件，以确保溢洪道的安全。保溢洪道的安全。（3 3）施工和运行）施工和运行:应使开挖出
11、渣线路和堆渣场地便于布置，并考虑应使开挖出渣线路和堆渣场地便于布置，并考虑利用开挖出来的土石料作为筑坝材料，以减少弃利用开挖出来的土石料作为筑坝材料，以减少弃料为运行方便，溢洪道不宜离水库管理处太远。料为运行方便，溢洪道不宜离水库管理处太远。第一节第一节 概概 述述 正槽溢洪道一般由进水渠段、控制段、泄槽段、消正槽溢洪道一般由进水渠段、控制段、泄槽段、消能防冲设施和出水渠五个部分组成。能防冲设施和出水渠五个部分组成。一、进水渠一、进水渠 进水渠是水库与控制段之间的连接段进水渠是水库与控制段之间的连接段;作用作用:进水及调整水流。当控制段邻近水库时，进水渠进水及调整水流。当控制段邻近水库时，进水
12、渠可用一喇叭形进水口代替，具体布置应从三个方面考虑：可用一喇叭形进水口代替，具体布置应从三个方面考虑：（1 1）平面布置：进水渠在平面上最好按直线布置，且）平面布置：进水渠在平面上最好按直线布置，且前缘不得有阻碍进流的山头或建筑物，以便水流均匀平前缘不得有阻碍进流的山头或建筑物，以便水流均匀平顺入渠。受地形、地质条件及上游河势的影响需设置弯顺入渠。受地形、地质条件及上游河势的影响需设置弯道时，弯道轴线的转弯半径不宜小于道时，弯道轴线的转弯半径不宜小于4 4倍渠底宽度。弯倍渠底宽度。弯道与控制段之间应布置一（道与控制段之间应布置一（2-3)H2-3)H直线段过渡。直线段过渡。第二节第二节 正正
13、槽槽 溢溢 洪洪 道道（2 2）横断面布置）横断面布置进水渠一般按梯形断面，在控制段前缘过渡成矩形断面。进水渠一般按梯形断面，在控制段前缘过渡成矩形断面。进水渠应有足够的断面尺寸。进水渠应有足够的断面尺寸。一般可先拟定流速，由流速控制断面尺寸。进水渠流一般可先拟定流速，由流速控制断面尺寸。进水渠流速，应以大于库水悬移质的不淤流速和小于渠底不冲流速，应以大于库水悬移质的不淤流速和小于渠底不冲流速，一般不应大于速，一般不应大于4m/s4m/s。在山势陡峭、开挖量较大的情。在山势陡峭、开挖量较大的情况下，也可达况下，也可达(5(57m/s7m/s）。）。进水渠一般可不衬护，当为了减小水头损失或满足抗
14、冲进水渠一般可不衬护，当为了减小水头损失或满足抗冲要求时，也可用混凝土、浆砌石衬护。要求时，也可用混凝土、浆砌石衬护。（3 3）纵断面布置）纵断面布置进水渠的纵断面应布置成平坡或不大的反坡（倾向水进水渠的纵断面应布置成平坡或不大的反坡（倾向水库）。当控制段采用实用堰时，堰前渠底高程宜比控制库）。当控制段采用实用堰时，堰前渠底高程宜比控制段堰顶高程低段堰顶高程低0.5Hs0.5Hs（HsHs为堰面设计为堰面设计第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道水头），以保持良好的入流条件和增大堰的流量系数。水头），以保持良好的入流条件和增大堰的流量系数。当控制段采用宽顶堰时，渠底高程可与堰顶齐平或略为当
15、控制段采用宽顶堰时，渠底高程可与堰顶齐平或略为降低。降低。二、控制段二、控制段控制段又称溢流堰段，是控制溢洪道泄洪流量的关键部控制段又称溢流堰段，是控制溢洪道泄洪流量的关键部位。位。1 1、堰型选择、堰型选择 通常选宽顶堰、通常选宽顶堰、实用堰实用堰，有时采用，有时采用驼峰堰驼峰堰。（1 1）宽顶堰）宽顶堰 宽顶堰的特点是结构简单，施工方便，宽顶堰的特点是结构简单，施工方便，水流条件稳定，但流量系数较小。在泄洪量不大的中小水流条件稳定，但流量系数较小。在泄洪量不大的中小型工程应用较广，堰型布置型工程应用较广，堰型布置如图如图6-56-5（a a）所示。所示。第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪
16、 道道宽顶堰的堰体用混凝土或浆砌石进行衬砌，宽顶堰的堰体用混凝土或浆砌石进行衬砌，使堰基免受冲刷，保持堰面平整光滑，以使堰基免受冲刷，保持堰面平整光滑，以增加泄水能力。在坚实的岩基，有抗冲能增加泄水能力。在坚实的岩基，有抗冲能力，可以不衬砌，但应开挖的平整度对流力，可以不衬砌，但应开挖的平整度对流量系数的影响。量系数的影响。图图6-5 6-5 控制段堰形控制段堰形(a)(a)宽顶堰宽顶堰 (b)(b)实用堰实用堰第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道iik(a)(b)(2.510)HHHP1P2（2 2）实用堰）实用堰 实用堰的优点是堰面流量系数比宽顶堰大，泄水能力实用堰的优点是堰面流量系
17、数比宽顶堰大，泄水能力强，但施工相对复杂。在大中型工程中，特别是在泄洪强，但施工相对复杂。在大中型工程中，特别是在泄洪流量较大的情况下，多采用这种堰型，如图流量较大的情况下，多采用这种堰型，如图6-56-5（b b）所）所示。示。我国多采用：我国多采用：WESWES标准剖面堰和克一奥剖面堰；堰面的标准剖面堰和克一奥剖面堰；堰面的水力学参数可参见水力学参数可参见水力学水力学或有关设计手册。对于重或有关设计手册。对于重要工程，其水力学参数应由水工模型试验进行验证或修要工程，其水力学参数应由水工模型试验进行验证或修正。正。第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道（3 3）驼峰堰）驼峰堰 驼峰堰是一
18、种复合驼峰堰是一种复合圆弧低堰，如图圆弧低堰，如图6-6-6 6所示。它的特点所示。它的特点是堰体较低，流量是堰体较低，流量系数较大，设计与系数较大，设计与施工难度介于施工难度介于WESWES堰与宽顶堰之间，堰与宽顶堰之间，对地基要求相对较对地基要求相对较低，适用于软弱岩低，适用于软弱岩性地基。性地基。图图6-6 驼峰堰常见的剖面图驼峰堰常见的剖面图第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道PLR2R1R22 2、堰面参数对流量的影响、堰面参数对流量的影响(1)(1)定型设计水头定型设计水头HdHd的选择的选择 在堰顶水头不变的情况下，在堰顶水头不变的情况下，HdHd愈小，流量系数愈大，但是，
19、过小的愈小，流量系数愈大，但是，过小的HdHd将对堰面将对堰面产生不利影响。对于低堰（产生不利影响。对于低堰（P11.33HdP11.33Hd），堰面出），堰面出现危险负压的机会比高堰少。现危险负压的机会比高堰少。当当P11.33Hd P11.33Hd 时，取时，取Hd=(0.65Hd=(0.650.85)Hmax0.85)Hmax。当。当P11.33HdP11.33Hd时，取时，取Hd=(0.75Hd=(0.750.95)Hmax0.95)Hmax。（2 2）实用堰高度选择）实用堰高度选择 堰高对流量系数也有较大的影堰高对流量系数也有较大的影响，实践证明，低实用堰的流量系数随响，实践证明，低
20、实用堰的流量系数随P1/HdP1/Hd的减的减小而减小。在确定小而减小。在确定HdHd的前提下，的前提下，P1P1愈小，则愈小，则m m愈小。愈小。当当P1/HdP1/Hd0.30.3时，时，m m值明显降低，为了获得较大流值明显降低，为了获得较大流量系数，一般要求量系数，一般要求P P应大于应大于0.3Hd0.3Hd。对驼峰堰取。对驼峰堰取P1=P1=（.24-0.34.24-0.34）HdHd。第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道表表6-1 P/H 6-1 P/H m m关系表关系表 P/H m 0.10.10.20.20.30.30.40.40.50.50.60.60.70.70.
21、80.80.90.9 堰堰 面面克一奥克一奥0.4260.4260.4460.4460.460.460.4690.4690.4760.4760.480.480.4830.4830.4850.4850.490.49恳务局恳务局0.4220.4220.4450.4450.4580.4580.4670.4670.4730.4730.4770.4770.480.480.4830.4830.4920.492第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道在低堰中，下游堰高不足时，过堰水流将不能保证自由宣在低堰中，下游堰高不足时，过堰水流将不能保证自由宣泄，从而出现流量系数随着堰顶水头增加而降低的现象。泄，从而
22、出现流量系数随着堰顶水头增加而降低的现象。因此因此:下游堰高下游堰高P2P2必须保持一定的高度，必须保持一定的高度，一般一般:P20.6Hd:P20.6Hd。（3 3）堰长对流量的影响）堰长对流量的影响对于宽顶堰，堰长对于宽顶堰，堰长L L（沿水流方向）对流量影响也很大。（沿水流方向）对流量影响也很大。当堰长当堰长L L10H10H时（时（H H为堰顶水头），堰面流态已发生了质为堰顶水头），堰面流态已发生了质的变化。此时，不能按宽顶堰公式计算过堰流量。的变化。此时，不能按宽顶堰公式计算过堰流量。第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道三、泄槽三、泄槽 泄槽的水流特点是高速、紊乱、掺气、惯性大
23、，对泄槽的水流特点是高速、紊乱、掺气、惯性大，对边界变化非常敏感。当边墙有转折时，就会产生缓冲边界变化非常敏感。当边墙有转折时，就会产生缓冲击波，对下游消能产生不利影响；当水流的佛氏数击波，对下游消能产生不利影响；当水流的佛氏数FrFr2 2时，将会产生波动和掺气现象；若流速超过时，将会产生波动和掺气现象；若流速超过15m/s15m/s时，可能产生空蚀问题。因此，应注重泄槽的合理布时，可能产生空蚀问题。因此，应注重泄槽的合理布置。置。1 1、泄槽的平面布置、泄槽的平面布置泄槽在平面上应尽量按直线、等宽和对称布置。当泄泄槽在平面上应尽量按直线、等宽和对称布置。当泄槽较长，为减少开挖，可在泄槽的前
24、端设收缩段、末槽较长，为减少开挖，可在泄槽的前端设收缩段、末端设扩散段，但必须严格控制。为了适应地形地质条端设扩散段，但必须严格控制。为了适应地形地质条件，减少工程量，泄槽轴线也可设置弯道。件，减少工程量，泄槽轴线也可设置弯道。第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道（1 1）收缩角与扩散角）收缩角与扩散角当泄槽的边墙向内收缩时，将使槽内水流产生陡冲当泄槽的边墙向内收缩时，将使槽内水流产生陡冲击波。冲击波的波高取决于边墙的偏转角击波。冲击波的波高取决于边墙的偏转角，其，其值越大，波高则越大。当边墙向外扩散时，水流值越大，波高则越大。当边墙向外扩散时，水流将产生缓冲击波。若扩散角将产生缓冲击波
25、。若扩散角过大，水流将产生过大，水流将产生脱离边墙的现象。因此，应严格控制其边墙的收脱离边墙的现象。因此，应严格控制其边墙的收缩角和扩散角。一般不宜大于缩角和扩散角。一般不宜大于6 6-8-8。第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道设计时，边墙的收缩角和扩散角可按下式计算：设计时，边墙的收缩角和扩散角可按下式计算：(6-1)(6-1)式中式中 边墙与泄洪槽中心线夹角（边墙与泄洪槽中心线夹角（）；）；K K经验系数，一般取经验系数，一般取3.03.0；FrFr扩散段或收缩段的起、止断面的平均佛氏数；扩散段或收缩段的起、止断面的平均佛氏数；h h扩散段的起、止断面的平均水深，扩散段的起、止断面
26、的平均水深，m m；扩散段的起、止断面平均流速（扩散段的起、止断面平均流速（m/sm/s）。）。KvghKFtgr1第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道工程经验和试验资料表明工程经验和试验资料表明:当收缩角和扩散角控制在当收缩角和扩散角控制在6 6以内时，槽内的水流流态较好。当以内时，槽内的水流流态较好。当 6 6时，时，可不进行冲击波验算。对重要工程还应进行水工模可不进行冲击波验算。对重要工程还应进行水工模型试验。型试验。（2 2）弯道设计）弯道设计 泄槽在平面上必须设弯道时，弯道应设置在流速泄槽在平面上必须设弯道时，弯道应设置在流速较小、水流平稳、底坡较缓，且无变化的部位。转较小、水
27、流平稳、底坡较缓，且无变化的部位。转弯时，应采用较大的转弯半径及适宜的转角。弯时，应采用较大的转弯半径及适宜的转角。矩形断面矩形断面:可取可取r=(4-6)Br=(4-6)B，转角，转角 20 20。图。图6-76-7所所示。可在直线与弯道之间设缓和过渡段。示。可在直线与弯道之间设缓和过渡段。第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道图图6-7 6-7 泄槽平面布置示意图泄槽平面布置示意图第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道泄水槽断面形状泄水槽断面形状弯道曲线的几何形状弯道曲线的几何形状K K值值矩矩 形形简单圆曲线简单圆曲线1 1梯梯 形形简单圆曲线简单圆曲线1 1矩矩 形形 带有缓和
28、曲线过渡带有缓和曲线过渡段的复曲线段的复曲线0.50.5梯梯 形形 带有缓和曲线过渡带有缓和曲线过渡段的复曲线段的复曲线1 1矩矩 形形 既有缓和曲线的过既有缓和曲线的过渡段，槽底又横向渡段，槽底又横向斜倾斜倾0.50.5第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道缓和曲线段可采用大圆弧曲线，其轴线半径缓和曲线段可采用大圆弧曲线，其轴线半径r r可取可取2rc,2rc,长度取长度取 。2 2、泄槽的纵剖面布置、泄槽的纵剖面布置 泄槽纵剖面设计主要是选择适宜的纵坡。，因此，泄槽纵剖面设计主要是选择适宜的纵坡。，因此，对于长度较短的泄槽，宜采用单一的纵坡。为了保证不对于长度较短的泄槽，宜采用单一的纵
29、坡。为了保证不在泄槽上产生水跃，纵坡不宜太缓，而太陡的纵坡对泄在泄槽上产生水跃，纵坡不宜太缓，而太陡的纵坡对泄槽的底板和边墙的自身稳定不利。因此，必须大于水流槽的底板和边墙的自身稳定不利。因此，必须大于水流临界坡。常用纵坡为临界坡。常用纵坡为1%-15%1%-15%。当泄槽较长时，为了适应地形地质条件，减少开挖当泄槽较长时，为了适应地形地质条件，减少开挖量，泄槽沿程可随地形、地质变化而变坡，但变坡次数量，泄槽沿程可随地形、地质变化而变坡，但变坡次数不宜多，且以由缓变陡为好。不宜多，且以由缓变陡为好。12rFb第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道图图6-8 6-8 变坡处抛物线连接变坡处抛
30、物线连接第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道0 xv0抛物线12纵坡由缓变陡，应避免缓坡段末端出射的水流脱离陡坡纵坡由缓变陡，应避免缓坡段末端出射的水流脱离陡坡段始端槽底而产生负压和空蚀现象。为此，应在变坡处段始端槽底而产生负压和空蚀现象。为此，应在变坡处采用与水流轨迹相似的抛物线过渡，如图采用与水流轨迹相似的抛物线过渡，如图6-86-8所示。抛所示。抛物线方程按下式确定物线方程按下式确定 （6-26-2）式中式中 H0H0抛物线起始断面的比能（抛物线起始断面的比能（m m），），h h抛物线起始断面水深（抛物线起始断面水深（m m）；）；抛物线起断面平均流速抛物线起断面平均流速 （m/
31、sm/s）；）；变坡处前段坡角（变坡处前段坡角（）；）；K K 系数，重要工程取系数，重要工程取1.51.5；其余；其余1.11.11.31.3。)cos4(2202HKxxtgygvhH220第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道纵坡由陡变缓时，由于槽面体型变化和离心力的作纵坡由陡变缓时，由于槽面体型变化和离心力的作用，流态复杂，压力分布变化大，水流紊动强烈，用，流态复杂，压力分布变化大，水流紊动强烈，该处容易发生空蚀，应尽量避免。如无法避免，变该处容易发生空蚀，应尽量避免。如无法避免，变坡处用坡处用 R(8R(810)H 10)H 反弧段。反弧段。3 3、泄槽的横断面、泄槽的横断面 泄
32、槽的横断面应尽可能按矩形布置，并进行衬泄槽的横断面应尽可能按矩形布置，并进行衬砌。这种断面流态较好，特别是消能设施采用底流砌。这种断面流态较好，特别是消能设施采用底流消能时，能保证较好的消能效果。对于岩基较软弱消能时，能保证较好的消能效果。对于岩基较软弱破碎或土基上的泄槽，可按梯形断面布置，并加固破碎或土基上的泄槽，可按梯形断面布置，并加固边坡护面或用挡土墙护砌。边坡系数不应大于边坡护面或用挡土墙护砌。边坡系数不应大于1.51.5（以（以1.11.11.51.5为宜），以免水流外溢。为宜），以免水流外溢。第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道泄槽的边墙或衬护高度应按水流波动及掺气后的水深加
33、泄槽的边墙或衬护高度应按水流波动及掺气后的水深加安全超高确定，水流波动及掺气后的水深可按下式估算安全超高确定，水流波动及掺气后的水深可按下式估算 （6-36-3）式中式中hbhb、h h分别为计入和不计入波动及掺气的分别为计入和不计入波动及掺气的 计算计算断面水深（断面水深（m m）；）；为不计波动掺气时计算断面上的平均流速为不计波动掺气时计算断面上的平均流速（m/sm/s）。修正系数，一般取修正系数，一般取1.01.01.41.4（s/ms/m），当），当20 20 m/sm/s时宜取大值。时宜取大值。泄槽的安全超高可根据工程的规模和重要性决定，一般泄槽的安全超高可根据工程的规模和重要性决定
34、，一般取取0.50.51.5m1.5m。hvhb)1001(第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道设置弯道后，弯道处由于离心力和冲击波共同作用设置弯道后，弯道处由于离心力和冲击波共同作用下产生的横向水面高差下产生的横向水面高差（图（图6-96-9）按下式计算按下式计算 （6-36-3）式中式中 Z Z横向水面高差（横向水面高差（m m）；）；K K超高系数，其值可查表超高系数，其值可查表6-26-2；计算断面平均流速（计算断面平均流速（m/sm/s）；）；B B计算断面水面宽度在水平方向的投影（计算断面水面宽度在水平方向的投影（m m）；）；rcrc弯曲中心轴线对应的半径（弯曲中心轴线对应
35、的半径（m m）。）。cgrBvKZ2第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道图图6-9 6-9 弯道横向水面超高弯道横向水面超高第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道B(a)(b)(c)2ZZZ为消除弯道冲击干扰，常将内侧渠底高程降低为消除弯道冲击干扰，常将内侧渠底高程降低Z Z，外，外侧抬高侧抬高Z Z。4 4、泄槽的构造、泄槽的构造 （1 1）泄槽的衬砌）泄槽的衬砌 为了保护槽基不受冲刷和风化，泄为了保护槽基不受冲刷和风化，泄槽一般都要进行衬砌。并且要求衬砌表面平整光滑，避槽一般都要进行衬砌。并且要求衬砌表面平整光滑，避免槽面产生负压和空蚀；接缝处止水可靠，防止高速水免槽面产生负压
36、和空蚀；接缝处止水可靠，防止高速水流钻入缝内将衬砌掀动；排水畅通，有效降低衬砌底面流钻入缝内将衬砌掀动；排水畅通，有效降低衬砌底面的扬压力而增加衬砌的稳定性。的扬压力而增加衬砌的稳定性。泄槽一般采用混凝土衬砌，流速不大的中小型工程泄槽一般采用混凝土衬砌，流速不大的中小型工程也可以采用水泥砂浆或细石混凝土砌石衬砌，但应适当也可以采用水泥砂浆或细石混凝土砌石衬砌，但应适当控制砌体表面的平整度。控制砌体表面的平整度。第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道衬砌厚度衬砌厚度:工程规模，流速和地质条件决定。工程规模，流速和地质条件决定。目前，衬砌厚度尚未形成成熟的计算方法和公式，工目前，衬砌厚度尚未形
37、成成熟的计算方法和公式，工程应用中主要还是采用工程类比法确定程应用中主要还是采用工程类比法确定:一般取一般取0.40.40.5m0.5m左右，不应小于左右，不应小于0.3m0.3m。当单宽流量或流速较大时，。当单宽流量或流速较大时，适当加厚达适当加厚达0.8m0.8m。为了防止温变应力引起温度裂缝，重要的工程常为了防止温变应力引起温度裂缝，重要的工程常在衬砌临水面配置适量的钢筋网，纵横布置，每方向在衬砌临水面配置适量的钢筋网，纵横布置，每方向的含钢率约为的含钢率约为0.1%0.1%0.2%0.2%。岩基上必要的情况下可布置锚筋岩基上必要的情况下可布置锚筋:插入新鲜岩层，锚筋的直径插入新鲜岩层，
38、锚筋的直径25mm25mm以上，间距以上，间距1.51.53.0m3.0m，插入岩基，插入岩基1.01.01.5m1.5m。土基土基:可增加衬砌厚度或增设上下游齿墙。可增加衬砌厚度或增设上下游齿墙。第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道（2 2）衬砌的分缝、止水和排水）衬砌的分缝、止水和排水为控制温度裂缝，除了配置温度钢筋外，泄槽衬砌还需为控制温度裂缝，除了配置温度钢筋外，泄槽衬砌还需要在纵、横方向分缝要在纵、横方向分缝.一般采用一般采用101015m15m，衬砌较薄时取小值，衬砌较薄时取小值。图图6-10 6-10 衬砌的接缝型式衬砌的接缝型式第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道搭
39、 接 缝76流 向平 接 缝键 槽 缝（c）（d）（a）衬砌的接缝衬砌的接缝:平接、搭接和键槽接等平接、搭接和键槽接等如如图图6-106-10所示。垂直于流向的横缝比纵缝要求高，宜所示。垂直于流向的横缝比纵缝要求高，宜采用搭接式，岩基较坚硬且衬砌较厚时也可采用键槽采用搭接式，岩基较坚硬且衬砌较厚时也可采用键槽缝；纵缝可采用平接缝。缝；纵缝可采用平接缝。为防止高速水流通过缝口钻入衬砌底面，将衬砌为防止高速水流通过缝口钻入衬砌底面，将衬砌掀动，所有的伸缩缝都应布置止水，其布置要求与水掀动，所有的伸缩缝都应布置止水，其布置要求与水闸底板基本相同。闸底板基本相同。衬砌的排水设施衬砌的排水设施:在纵、横
40、伸缩缝下面布置，纵、在纵、横伸缩缝下面布置，纵、横贯通。横贯通。岩基上的横向排水，通常在岩基开挖沟槽并回填碎石岩基上的横向排水，通常在岩基开挖沟槽并回填碎石形成。沟槽尺寸一般取形成。沟槽尺寸一般取0.3m0.3m0.3m0.3m，顶面盖上木板或，顶面盖上木板或沥青油毛毡，防止浇筑衬砌时砂浆进入而影响排水效沥青油毛毡，防止浇筑衬砌时砂浆进入而影响排水效果。果。第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道纵向排水纵向排水:一般在沟内放置透水的混凝土管，直径一般在沟内放置透水的混凝土管，直径10 10 cmcm20cm20cm，视渗水多少而定。，视渗水多少而定。施工时施工时:纵、横排水沟应注意开挖成一
41、定的坡度，保纵、横排水沟应注意开挖成一定的坡度，保证横向排水汇集的渗水尽快地汇集到纵向排水管，并证横向排水汇集的渗水尽快地汇集到纵向排水管，并顺畅地排往下游。顺畅地排往下游。土基平铺式排水土基平铺式排水:由由30cm30cm厚度的碎石层形成。厚度的碎石层形成。粘性土地基粘性土地基:应先铺一层厚应先铺一层厚0.20.20.5m0.5m的砂砾垫层，再的砂砾垫层，再铺碎石，或直接在砂砾垫层中布置透水混凝土管形成铺碎石，或直接在砂砾垫层中布置透水混凝土管形成排水层。对于细砂地基，则应先铺一层厚排水层。对于细砂地基，则应先铺一层厚0.20.20.4m0.4m的粗砂，再做碎石排水层。的粗砂，再做碎石排水层
42、。第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道泄槽两侧的边墙泄槽两侧的边墙:墙顶高程墙顶高程:可由泄槽的水面曲线高程并考虑水流波可由泄槽的水面曲线高程并考虑水流波动和掺气高度及安全超高确定。动和掺气高度及安全超高确定。边墙的结构边墙的结构:如基岩良好，可做成衬砌式，其结构与如基岩良好，可做成衬砌式，其结构与底板衬砌相同，厚度一般不小于底板衬砌相同，厚度一般不小于30cm30cm，且用钢筋与岩，且用钢筋与岩坡锚固。边墙本身无需设置纵缝，但多在与边墙接近坡锚固。边墙本身无需设置纵缝，但多在与边墙接近的底板设置纵缝（见水闸分离式底板布置）；横缝应的底板设置纵缝（见水闸分离式底板布置）；横缝应与底板贯通
43、。与底板贯通。较差岩基将边墙做成重力式挡土墙。较差岩基将边墙做成重力式挡土墙。边墙止水和排水边墙止水和排水:排水应与底板下面横向排水连通。排水应与底板下面横向排水连通。注意注意:止水排水是防止动水压力和扬压力对衬砌稳定止水排水是防止动水压力和扬压力对衬砌稳定影响而采取的有力措施，对保证泄槽的安全运用是很影响而采取的有力措施，对保证泄槽的安全运用是很重要的，切勿忽视其作用而马虎从事，以致造成工程重要的，切勿忽视其作用而马虎从事，以致造成工程事故。事故。第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道四、消能防冲设施四、消能防冲设施溢洪道泄水溢洪道泄水:单宽流量大、流速高，能量集中，如果单宽流量大、流速
44、高，能量集中，如果消能设施考虑不当，出槽的高速水流与下游河道的消能设施考虑不当，出槽的高速水流与下游河道的正常水流不能妥善衔接，易造成下游河床和岸坡冲正常水流不能妥善衔接，易造成下游河床和岸坡冲刷，甚至会危及溢洪道的安全。刷，甚至会危及溢洪道的安全。河岸溢洪道消能设施河岸溢洪道消能设施:一般采用挑流消能或底流消能，有时也可采用其他一般采用挑流消能或底流消能，有时也可采用其他型式的消能措施。型式的消能措施。挑能消能挑能消能:一般适用岩石地基的高中水头枢纽，消能设施的平一般适用岩石地基的高中水头枢纽，消能设施的平面形式有等宽式，扩散式和收缩式（包括窄缝式），面形式有等宽式，扩散式和收缩式（包括窄缝
45、式），挑流鼻坎有连续式，差动式等。采用挑流消能时，挑流鼻坎有连续式，差动式等。采用挑流消能时，应考虑挑射水流的雾化对枢纽其他建筑物运行的影应考虑挑射水流的雾化对枢纽其他建筑物运行的影响。响。第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道挑流坎的结构型式挑流坎的结构型式:如如图图6-116-11所示，图（所示，图（a a）为重力式，图（）为重力式，图（b b）为衬砌）为衬砌式，前者适用较软弱岩基或土基，后者适用坚实完式，前者适用较软弱岩基或土基，后者适用坚实完整岩基。整岩基。挑流坎上还常设置通气孔和排水孔，如挑流坎上还常设置通气孔和排水孔，如图图6-126-12所所示。通气孔的作用是从边墙顶部孔口向
46、水舌补充空示。通气孔的作用是从边墙顶部孔口向水舌补充空气，以免形成真空影响挑距或造成结构空蚀。坎上气，以免形成真空影响挑距或造成结构空蚀。坎上排水孔用来排除反弧段积水；坎底排水孔则用来排排水孔用来排除反弧段积水；坎底排水孔则用来排放地基渗水，降低扬压力。底流消能适用于土基或放地基渗水，降低扬压力。底流消能适用于土基或软弱岩基，其消能原理和布置与水闸相应内容基本软弱岩基，其消能原理和布置与水闸相应内容基本相同。相同。第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道图图6-11 6-11 挑流鼻坎的型式挑流鼻坎的型式(a)(a)重力式重力式 (b)(b)锚筋薄护层式锚筋薄护层式1 1面板；面板；2 2齿
47、墙；齿墙；3 3护坦；护坦；4 4钢筋；钢筋；5 5锚筋锚筋第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道321414(b)(a)5图图6-12 6-12 挑坎构造挑坎构造 （单位：）（单位：）1 1纵向排水；纵向排水；2 2护坦；护坦；3 3混凝土齿墙；混凝土齿墙；4 45050通气孔；通气孔；5 51010排水管排水管 第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道14.01.01.0218.31213.91.02.00.30218.93254223.6228.0230.61:2R1=12.0R2=18.01:0.9i=0.4225.55.010.0五、出水渠五、出水渠 出水渠的作用是使溢洪道下泄
48、的洪水顺畅地流入出水渠的作用是使溢洪道下泄的洪水顺畅地流入下游河床。当消能防冲设施直接与河床连接时，可不下游河床。当消能防冲设施直接与河床连接时，可不另设出水渠。此时，必须通过水文计算和洪水调查等另设出水渠。此时，必须通过水文计算和洪水调查等方法确定下游河床水位，同时还应考虑建库后可能发方法确定下游河床水位，同时还应考虑建库后可能发生的水位变化。生的水位变化。出水渠的布置优先考虑利用天然沟谷，并采用必要的出水渠的布置优先考虑利用天然沟谷，并采用必要的工程措施，如明挖或布置成小型跌水，以较小的投资，工程措施，如明挖或布置成小型跌水，以较小的投资，保证沟谷受到冲刷或坍塌时不影响泄洪和危及当地民保证
49、沟谷受到冲刷或坍塌时不影响泄洪和危及当地民房及其他建筑物的安全，使出流平顺归入原河道。房及其他建筑物的安全，使出流平顺归入原河道。第二节第二节 正正 槽槽 溢溢 洪洪 道道一、侧槽溢洪道的布置特点一、侧槽溢洪道的布置特点 侧槽溢洪道一般适用于坝肩山头较高，岸坡较陡，侧槽溢洪道一般适用于坝肩山头较高，岸坡较陡，不利于布置正槽溢洪道且泄流量相对较小的情况。不利于布置正槽溢洪道且泄流量相对较小的情况。其布置特点：其布置特点：溢流堰在侧槽的侧边，进槽水流从侧向进流，纵向泄溢流堰在侧槽的侧边，进槽水流从侧向进流，纵向泄流，溢流堰既是低堰也是侧槽的一边槽壁。其主要优流，溢流堰既是低堰也是侧槽的一边槽壁。其
50、主要优点是溢流堰可大致沿地形等高线布置，并沿河岸向上点是溢流堰可大致沿地形等高线布置，并沿河岸向上游延伸，以减少开挖量。其主要缺点是进堰水流首先游延伸，以减少开挖量。其主要缺点是进堰水流首先冲向对面的槽壁，再向上翻腾，产生旋涡，逐渐转向冲向对面的槽壁，再向上翻腾，产生旋涡，逐渐转向再泄经下游，形成一种不规则的复杂流态，与下游水再泄经下游，形成一种不规则的复杂流态，与下游水面衔接难以控制，给侧槽的布置造成困难。面衔接难以控制，给侧槽的布置造成困难。第三节第三节 侧侧 槽槽 溢溢 洪洪 道道第三节第三节 侧侧 槽槽 溢溢 洪洪 道道 由于岸坡较陡，侧槽的横断面宜按窄深式布置。由于岸坡较陡，侧槽的横
