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中小型水庫溢洪道設計中的常見問題是什么

086水利工程2021-07-15 10:59:17


 1.常見問題 

1.1溢洪道是洪水期間保證水庫安全的重要設施,中小型水庫由于受工程造價的限制,其設計采用的洪水標準往往偏低、選用洪水數據(洪峰、洪量)偏小,因而必然帶來溢洪道設計尺寸偏小,再加上周邊巖體風化坍落,往往造成泄流能力不足,因而不能保證安全泄洪。 

1.2在布置上,某些工程設計的溢洪道其進出口段離壩身太近,壩肩與溢洪道之間僅有單薄的山脊相隔。進口段如未進行有效的護砌,泄洪時一旦發生沖蝕現象,將危及壩肩安全,有些設計的陡槽末端與壩腳緊貼,如果發生橫流沖刷,更易危及壩腳安全,因此這二種情況均對大壩的運行安全十分不利。 

1.3溢洪道設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、流勢劇烈變化,導致二岸產生了水面差,這時凹岸水面壅高,并在下游銜接的平直段內產生折沖水流,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,也會發生顯著的壅水和流態變化,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。 

1.4溢洪道縱橫剖面及平面布置設計不當,比較突出的問題是陡坡設計比降過陡。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,致使滲水后易產生滑坡;結構上也不穩定。在橫斷面設計中,有些工程對兩側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。 

1.5現有水力設計尚不夠完善,如溢洪道進口布置有引洪平流段的情況下,由于水力中忽略了平流段時進口水位的壅高(即水頭損失)。而實際壅高有時較大,不可忽視。有些設計對溢洪道的消能工的設計考慮不夠充分,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,致使下游河段發生嚴重沖刷。 

另在側槽式溢洪道設計中,過去大多采用“扎馬林法”進行計算。經多年實踐及水工模型試驗證明:使用該法計算所確定的水面坡降偏小,導致側槽深度不夠,流量系數減小,使側堰局部呈現淹沒出流,其實際泄洪流量達不到設計要求的泄量,因而對工程是不安全的。 

1.6有些工程在結構設計中對泄洪的特點和基礎特性考慮不周,溢洪道下泄的高速水流具有很強的沖出力、由于急流的摻氣和脈動現象十分顯著常會產生劇烈的震動;有些溢洪道采用低標號的漿砌石或砼砌護,且砌護厚度與邊坡砌護高度都不能適應結構穩定要求,因而不能抵御高流速的沖刷;有些非巖基上的溢洪道設計時,底部幾乎沒有反濾排水設備,極易發生塌滑;有些大面積圬工砼襯砌由于未設伸縮沉陷縫,致使溢洪道襯砌發生一些裂縫,總之這些都使工程安全受至影響。 

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