梁耀

【摘要】在水利水電工程中，溢洪道的設(shè)計和布置合理與否，不僅直接影響到水庫的安全，而且關(guān)系到整個工程造價。人們常稱溢洪道是水庫的“安全門”，修建大壩攔蓄了河水，使大壩上下游形成了一定的水位差。溢洪道的任務就是在汛期水庫攔蓄不了的多余洪水，從上游安全泄放到下游河床中去的安全通道，它比原河道有較大的落差。

【關(guān)鍵詞】水利水電工程；水庫；溢洪道設(shè)計

前言

溢洪道是水庫等水利建筑物的防洪設(shè)備，多筑在水壩的一側(cè)。當水庫里水位超過安全限度時，水就從溢洪道向下游流出，防止水壩被毀壞。本文主要就水利水電工程中的水庫溢洪道設(shè)計展開探討，以供參考。

一、水利水電工程中的水庫溢洪道設(shè)計問題

1.1 溢洪道設(shè)計的平面彎道半徑過大和收縮過劇，對泄流十分不利

特別在溢洪道陡坡段布置有彎道時，由于彎道流態(tài)、流勢劇烈變化，導致二岸產(chǎn)生了水面差，這時凹岸水面壅高，并在下游銜接的平直段內(nèi)產(chǎn)生折沖水流，大大影響了泄流能力和消能效果。另外陡坡段或緩流段的過劇收縮，也會發(fā)生顯著的壅水和流態(tài)變化，并對溢洪道襯砌造成沖擊，如砌護過高會增加投資，砌護過低了又不安全。

1.2 溢洪道縱橫剖面及平面布置設(shè)計不當

比較突出的問題是陡坡設(shè)計比降過陡。部分溢洪道布置在非巖性山坡上，其底部未做有效的反濾襯砌，致使?jié)B水后易產(chǎn)生滑坡；結(jié)構(gòu)上也不穩(wěn)定。在橫斷面設(shè)計中，有些工程對兩側(cè)山坡開挖坡度注意不夠，有的過陡，加上襯砌厚度偏薄，不能滿足抗滑抗傾穩(wěn)定，也易造成坍方和滑坡；平面布置上，存在著上下游斷面連接不配套，形成“瓶頸”現(xiàn)象，從而影響了泄洪能力；此外溢洪道末端與河道銜接部分注意不夠，導致有的末端高出河床很多，有的末端未做砌護處理，常造成嚴重沖刷，并向上延伸，直至整個建筑物破壞。

1.3 現(xiàn)有水力設(shè)計方法尚不夠完善

如溢洪道進口布置有引洪平流段的情況下，由于水力計算中忽略了平流段時進口水位的壅高。而實際壅高有時較大，不可忽視。有些設(shè)計對溢洪道的消能工的設(shè)計考慮不夠充分，或者型式選擇不當，導致消力墻長度和深度均不能滿足需要，消能不夠充分，致使下游河段發(fā)生嚴重沖刷。

二、水利水電工程中的水庫溢洪道設(shè)計

2.1進口段

溢洪道的進口段是引導水流平順地由水庫進入控制段，其具體形式取決于地形條件和樞紐布置方案。進口段可以是一段較長的引水明渠，也可以是一個較短的喇叭形的進水口；不論是明渠或是進水口，都必須使水流平順地進入控制段，在平面上應做成平滑的曲線或漸變的折線，力求避免斷面的突然收縮和水流的急劇轉(zhuǎn)變。

2.2 控制段

為使泄流均勻，可使近口水流垂直于控制段建筑物；根據(jù)地形條件和泄流需要必需設(shè)置寬頂堰或?qū)嵱脭嗝嫜撸邔挾瓤砂丛试S單寬流量選定，控制段控制著溢洪道的過流能力，是溢洪道的咽喉，通常筑成擋水堰形式；水流過堰，水面有明顯的降落。堰的型式根據(jù)地形、地質(zhì)、運行和經(jīng)濟條件來確定，通常多采用寬頂堰和實用堰型，有時也采用駝峰堰和溢流堰。

寬頂堰的特點是結(jié)構(gòu)簡單、施工方便，但流量系數(shù)較低；實用堰的特點是流量系數(shù)較寬頂堰大，但溢流面施工較復雜；駝峰堰介于以上兩種堰型之間。溢流孔口可以提高水庫的汛期限制水位，但在高水位時，超泄能力不如開敞式溢洪道的泄流量大。

2.3泄槽段

溢洪道在控制段后都有一段陡坡（槽）與消能段相接，由于泄槽段中水流速度較高，會產(chǎn)生沖擊波、摻氣和空蝕等問題，故泄槽段要求泄槽底面不允許有局部凹凸不平及突出部分，泄槽邊墻要適當加高；此外，還要做好泄槽的止水和排水設(shè)備，以防泄槽底板承受較大的揚壓力。

2.4 消能段和尾水渠

溢洪道的出口消能方式一般采用挑流鼻坎和消力池消能型式。有的情況是流經(jīng)泄槽的急流經(jīng)過消能段后，不能直接進入原河道時，需布置一段尾水渠；尾水渠要短、平順，底坡盡量接近下游原河道的平均坡降，使出口水流能平穩(wěn)、通暢地流入原河道。

三、溢洪道施工要點

在水庫的施工中，溢洪道是一個施工技術(shù)比較復雜，工期比較長，與各方面的配合較多，也是互相干擾比較大的工程；組織好溢洪道的施工，也就為組織好整個水庫的施工打好基礎(chǔ)。溢洪道工程進度的安排首先要考慮到水庫安全，同時也要考慮工程質(zhì)量和節(jié)約方面的要求；避免工程只做了一半，遭遇到洪水，有造成失事的危險。

四、溢洪道位置的選擇

要盡量利用天然的有利地形條件，如分水鞍（或山坳）；這樣，就可以節(jié)省開挖土石方量，減少工程投資，縮短工期。溢洪道位置最好選擇在巖石和紅膠土上，以耐沖刷，可以降低工程造價；如果做在土基上，應選擇堅實的地基，將溢洪道全部做在挖方的地基上，還必須用漿砌石和混凝土襯砌，防止泄洪時對土基的沖刷。 在平面布置上，溢洪道盡量做到直線布置，力求泄洪時水流順暢。溢洪道進口離壩端應不小于l0m，出口應遠離下游壩腳至少20m以上。如果由于地形限制，可將進口引水渠采用圓弧形曲線布置，并在彎道凹岸做好護砌工程，而其他部分應盡量做到直線布置。

結(jié)束語：

對大多數(shù)水庫的溢洪道，泄水機會并不多，宣泄大流量的機會更少；但為了確保萬無一失，每年汛前都要做好宜泄最大洪水的各種準備。因此相關(guān)人員在水利水單工程中對于水庫溢洪道的設(shè)計一定要科學合理，從而保證水利水電工程的安全性。

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