水工概論 泄水建筑物

1、第二節(jié) 泄水建筑物1 溢流重力壩既能擋水又能通過壩頂溢流,又是泄水建筑物, ，壩體設(shè)計(jì)除要滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求外，還要滿足下列要求：1、要有足夠的泄水能力（孔口尺寸、孔口體形、流量系數(shù)）2、除了滿足強(qiáng)度穩(wěn)定條件外，還要滿足泄洪要求（要盡量減小高速水流帶來的問題：負(fù)壓、振動(dòng)；下游流態(tài)平瞬，減小局部沖刷；控制水流設(shè)備） 溢流重力壩的工作特點(diǎn)2 1.有足夠的孔口尺寸、良好的孔口體形和泄水時(shí)具有較高的流量系數(shù)。 2.使水流平順地流過壩體，不產(chǎn)生不利的負(fù)壓和振動(dòng)，避免發(fā)生空蝕現(xiàn)象。 3.保證下游河床不產(chǎn)生危及壩體安全的局部沖刷 4.溢流壩段在樞紐中的位置，應(yīng)使下游流態(tài)平順，不產(chǎn)生折沖水流，不影響樞紐中其他

2、建筑物的正常運(yùn)行。 5.有靈活控制水流下泄的設(shè)備，如閘門、啟閉機(jī)等。 （一）工作特點(diǎn)：3（二）溢流壩的剖面溢流壩的基本剖面呈三角形。其實(shí)用斷面是將三角形上部和壩體下游斜面做成溢流面，且溢流面外形應(yīng)具有較大的流量系數(shù)，使泄流順暢，壩面不發(fā)生空蝕。4 1.頂部曲線段 采用較廣泛的非真空剖面曲線有克-奧曲線和冪曲線(或稱WES曲線)兩種。 2.中間直線段中間直線段與壩頂曲線和下部反弧段相切，坡度與非溢流壩的下游壩坡相同。3、下游反弧段 通常采用圓弧曲線，其反弧段半徑應(yīng)視下游消能設(shè)施而定。5（三） 孔口形式 1.開敞溢流式 6（三） 孔口形式 1.大孔口溢流式 7四、溢流壩的結(jié)構(gòu)布置(一)閘門和啟閉機(jī)

3、工作閘門 事故閘門檢修閘門1.閘門平面閘門弧形閘門平面閘門 浮箱閘門疊 梁2.啟閉機(jī)活動(dòng)式：門機(jī)固定式：卷揚(yáng)式啟閉機(jī) (二)閘墩、工作橋和交通橋 閘墩用來分孔，承受閘門傳來的水壓力，支承工作橋和交通橋8 2.閘墩厚度 閘墩厚度與閘門形式有關(guān)。采用平面閘門時(shí)需設(shè)閘門槽，工作閘門槽深052om，寬14m，門槽處的閘墩厚度不得小于115m，以保證有足夠的強(qiáng)度?；⌒伍l門閘墩的最小厚度為1520m。如果是縫墩，墩厚要增加o510m。由于閘墩較薄，需要配置受力 鋼筋和溫度鋼筋。 3.閘墩的長度和高度 閘墩的長度和高度，應(yīng)滿足布置閘門、工作橋、交通橋和啟閉機(jī)械的要求 。 4.邊墩和導(dǎo)墻 溢流壩兩側(cè)設(shè)邊墩也稱

4、邊墻，一方面起閘墩的作用，同時(shí)也起分隔溢流段和非溢流段的作用。9六、溢流壩的下游消能措施 通過溢流壩下泄的水流具有很大的動(dòng)能,常高達(dá)幾百萬甚至3000萬kW，如此巨大的能量,若不妥善進(jìn)行處理,勢必導(dǎo)致下游河床被嚴(yán)重沖刷,甚至造成岸坡坍塌和大壩失事。消能工的設(shè)計(jì)原則(1)盡量使下泄水流的大部分動(dòng)能消耗在水流內(nèi)部的紊動(dòng)中,以及水流與空氣的摩擦上;(2)不產(chǎn)生危及壩體安全的河床或岸坡的局部沖刷;(3)下泄水流平穩(wěn),不影響樞紐中其他建筑物的正常運(yùn)行;(4)結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠;(5)工程量小，造價(jià)低。101、挑流消能 該消能方式優(yōu)點(diǎn)：簡單、經(jīng)濟(jì)、工期短；缺點(diǎn)：尾水活動(dòng)比較大，霧化大，影響電站工作。鼻坎挑

5、流消能一般適用于基巖比較堅(jiān)固的中、高溢流重力壩。 11六、溢流壩的下游消能措施2.底流消能 主要通過水流內(nèi)部的旋滾、摩擦、摻氣和撞擊達(dá)到消 能的目的,以減輕對下游河床的沖刷。底流消能工作可靠，但工程量較大，多用于低水頭、大流量的溢流重力壩。123、面流式消能適用于中小型工程，水頭低，下游水深大且變幅小。優(yōu)點(diǎn):面流消能不需設(shè)護(hù)坦和其他加固措施缺點(diǎn):高速水流在表面、伴有強(qiáng)烈的波浪、綿延數(shù)里，影響電站運(yùn)行及下游通航，易沖刷兩岸 134、消力戽優(yōu)點(diǎn)：工程量較消力池小，沖刷坑比挑流式淺，不存在霧化問題；缺點(diǎn)：下游水面波動(dòng)大，易沖刷岸坡，不利航運(yùn)，戽面磨損率高，增大了維修費(fèi)用。14二 重力壩的壩身泄水孔1

6、51有壓孔泄流時(shí)孔內(nèi)保持滿流有壓工作閘門在出口，以穩(wěn)定孔內(nèi)水流保持有壓，有利門后補(bǔ)氣減免空蝕，孔身斷面尺寸小關(guān)門時(shí)水壓力大,對壩體、防滲不利進(jìn)口設(shè)事故閘門兼作檢修閘門，平時(shí)兼用作擋水孔斷面：圓形，有利改善受力和提高過水能力二 重力壩的壩身泄水孔162 無壓孔工作門、檢修門均設(shè)于進(jìn)口工作門后孔身頂升高，泄流時(shí)孔內(nèi)有自由水面無壓流閘門前：短有壓段泄水時(shí)孔內(nèi)承受靜水壓力，關(guān)門時(shí)孔內(nèi)無水，明流段可不鋼板襯砌，施工方便但孔斷面尺寸大，對壩體削弱大3 雙層泄水孔二 重力壩的壩身泄水孔17 1.有足夠的孔口尺寸、良好的孔口體形和泄水時(shí)具有較高的流量系數(shù)。 2.使水流平順地流過壩體，不產(chǎn)生不利的負(fù)壓和振動(dòng)，避免發(fā)生空蝕現(xiàn)象。 3.保證下游河床不產(chǎn)生危及壩體