下载文档原格式
某水库溢洪道设计一、设计方案理论论证某水库由于当年的条件限制，所以工程质量较差，加之近40年的运行，反复冻融破坏，结构、设备老化，水库诸多隐患，水库经专家鉴定，评价为：溢洪道无底板，右侧边墙短，破坏严重，安全评定为C级。
根据中华人民共和国行业标准《溢洪道设计规范》（SL253-2000），对溢洪道进行计算和设计。
该工程中河岸式溢洪道由引水渠、控制段、泄槽、出口消能和尾水渠等部分组成。
（一）、溢洪道水力计算由正常、设计、校核洪水位时所对应的下泄流量查坝址水位流量关系曲线可得出下表。
溢洪道开挖后，为减轻糙率和防止冲刷，需进行衬砌，糙率取n=0.016。
溢洪道为3级建筑物，按10年一遇设计，20年一遇校核的洪水标准。
（二）、进水渠的设计根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000），进水渠的布置应依照以下原则：选择有利的地形、地质条件；在选择轴线方向时，应使进水顺畅。
进水渠是将水流平顺引至溢流堰前。
进水渠的地基为土基，故采用梯形断面；底坡为平底坡，边坡采用m=0.5。
根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）进水渠设计流速宜采用3~5m/s，渠内流速取υ=3.0m/s，渠底宽度大于堰宽，渠底高程是18.259m。
进水渠断面拟定尺寸，具体计算见表1-2。
表1-2 进水渠断面尺寸计算表- 1 -- 2 -由计算可以拟定引渠底宽B=10 m （为了安全），引渠长L=10m 。
（二）、控制段的设计控制段也叫溢流堰段，控制段包括溢流堰及两侧连接建筑物，其作用是控制泄流能力。
本工程是以灌溉为主的小型工程，溢洪道轴线处地形较好，岩石坚硬，开敞式溢流堰有较大的超泄能力，故堰型选用开敞式宽顶堰，断面为矩形。
顶部高程与正常蓄水位齐平，为18.80m 。
堰厚δ拟为8米（2.5H<δ<10H ）。
堰宽由流量方程求得，具体计算见表1-3。
表1-3 堰宽计算表 (忽略行近水头υ2/2g)由计算知，控制堰宽取b=15m 为宜。
![岸边溢洪道设计[详细]](https://img.taocdn.com/s1/m/383645a35f0e7cd1842536de.png)
岸边溢洪道设计6.3.1溢洪道说明溢洪道其主要任务是泄洪,土石坝不允许水过坝顶,需要专门修建泄洪建筑物.根据本工程的地形条件,上游坝址左岸沿河流方向有一道呈现弧形的纵向凹槽,所以选择溢洪道设置在大坝左岸,为带胸墙孔口式岸边溢洪道.溢洪道由引渠段、 堰闸段、 泄槽段、 挑流鼻坎段组成. 6.3.2 溢洪道引水渠为了 使水流平缓,减小或不发生漩涡和翻滚现象,进口采用喇叭口,进口宽度 B=50米.设计流速4米/s,横断面在岩基上接近矩形,边坡根据稳定要求确定这里选择边坡坡度 为1:0.5;采用梯形断面,进水渠的纵断面做成平底.在靠近溢流堰前断区,由于流速较大,为了 防止冲刷和减少水头损失,可采用混泥土护面厚度 为0.5米. 6.3.3 控制段控制段包括溢流堰及两侧连接建筑物,溢流堰通常可以选择宽顶堰、实用堰、驼峰堰. 溢流堰的体形应尽量满足增大流量系数,溢流堰作用是控制泄流能力,本次设计采用实用堰,优点是流量大,在相同的泄流条件下需要的堰流前缘长,工程量小.采用弧形闸门.初步拟定堰顶高程H=设计洪水位—堰顶最大泄水位H 0 堰顶高程H=1838=1858.22—H 0,则H 0=20.22米 胸墙式孔口溢流堰形式的下泄流量Q 公式为:320=Q ε溢式中:ε ——闸墩侧收缩系数,0.9; 米——流量系数,0.48:; g ——重力加速度 ,9.81 2m/s ;B ——堰宽,12米;水位为设计洪水位1858.22米时,堰顶高程1838米,设计Q 溢=4645米3/s.则由上面公式计算得出的B=26.69米,取B=14米.计算取b=28米,孔口数2孔,弧形工作闸门取值14x19米(宽x 高).中墩厚3米,边墩宽1米,闸室宽度 =14x2+3+2x1=33米. 堰面曲线的确定开敞式堰面曲线,幂曲线按式(7-2)计算:1n n d x KH y -= (7-2)式中 Hd ——堰面曲线定型设计水头,对于上游堰高P1≥1.33Hd 的高堰,取Hd=(0.75～0.95)H 米ax,对于P1<1.33Hd 的低堰,取Hd=(0.65～0.85)H 米ax,H 米ax 为校核流量下的堰上水头. x 、y ——原点下游堰面曲线横、纵坐标; n ——与上游堰坡有关的指数,见表A.1.1;k ——当p1/Hd>1.0 时,k 值见表A.1.1,当P1/Hd ≤1.0 时,取k=2.0～2.2.本次设计Hd=0.8H 米ax=0.8x24.45=19.56米,P1=Hd=19.56=19.56,则引水渠底板高程为1818.44米.p2=0.6Hd~1.33Hd=18米.根据表A.1.1 确定堰面参数值:因为P1/.Hd=1,所以取K=2.2;其中n=1.85,R1=0.5Hd,a=0.175 Hd,R2=0.2 Hd,b=0.282 Hd.即公式1n n dx KH y -== 1.850.852.219.56x y =⨯ 可以得出 1.8527.55x y =上游段曲线采用三圆弧法,圆弧半径为:R 1=0.5H d =9.78米,R 2=0.2H d =3.912米,R 3=0.04H d =0.7824米.对应的水平范围为L 1=0.175 H d =3.432米,L 2=0.276 H d =5.40米,L 3=0.282 H d =5.52米.闸墩顶部高程=校核水位+安全超高=1862.55+0.41862.95米.图7-1控制段曲线图衔接面计算:1.直线段和堰面曲线切点xc,yc 确定.对 1.8527.55x y =求导,坡率为1:0.65,x=10.64,y=2.88.7.4.2.2泄流能力计算开敞式幂曲线WES 实用堰的泄流能力320m Q C δε= (7-6) 式中:Q——流量,米3/s;B ——溢流堰总净宽,米,定义B =nb ; b ——单孔宽度 ,米;C ——上游坡度 影响系数,上游铅直,C=1; H 0——堰上水头,米; 米——流量系数,取0.5; ε——收缩影响系数,取0.9;m δ——淹没系数,取1.33322110.90.52820.225074/m Q C m sδε==⨯⨯⨯⨯=5074>4645 米3/s (设计洪水情况,满足要求).7.5 泄槽设计正槽溢洪道在溢流堰后多用泄槽与消能防冲设施相连接,以便将过堰洪水安全泄向下游河道.河岸溢洪道的落差主要集中在这段.泄槽坡度 常大于临界坡度 ,所以又叫做陡槽.泄槽横断面宜采用矩形断面.当结合岩石开挖采用梯形断面时,边坡不宜缓于1︰1.5,并应注意由此引起的流速不均匀问题. 7.5.1 泄槽的平面布置及纵、横剖面泄槽在平面上应尽可能的采用直线、等宽对称布置.可以让水流平顺流入下游,而且这样结构简单,便于施工.实际中可以设置收缩短,减少工程开挖量和衬砌.出口设置扩散段减少单宽流量,有益于消能防冲,减少对河道的侵蚀.泄槽纵剖面设计主要是决定纵坡.泄槽纵坡必须保证泄槽中的水位不影响溢流堰自由泄流和在槽中不发生水跃,水流始终处于急流状态.所以纵剖i 必须大于临界坡度 ic,此种情况下,泄槽起点的水深等于临界hc,矩形泄槽ic 和hc 值如下:2c g Li ac B=⨯ (7-7)c h = (7-8)上式中:C —谢才系数,161C R n=•其中R 为水力半径(米),n-为粗糙系数,对于混凝土n=0.014～0.016; g —重力加速度 ,g=9.81米/s2; α—流速分布系数,取α=1.0; L —泄槽横断面湿周,米; B —水面宽度 ,米; q —单宽流量,米3/s. 泄水槽宽度 为:L=2×14+3+2×1=33米 单宽流量为:q=Q/B=7136/33=216.24米3/s临界水深:16.83c h m ===临界水力半径为:116616.83287.642216.8328117.64100.240.014c c c h B R mh B C R n ⨯===+⨯+=•=⨯=229.81330.00151100.2428c g L i ac B ⨯=⨯==⨯⨯ 由公式:213222423AQ R i nQ n i A R=•=采用混凝土护面n=0.014,h=hc 故 222244223371360.0140.003(2816.83)7.46Q ni A R ⨯===⨯⨯大于临界坡度 ,泄水槽内水流为明槽恒定急变流.为了 减小工程量,泄槽沿程可随地形、地质边坡,但变坡次数不宜过多,而且在两种坡度 连接处,要用平滑曲线连接,以免在变坡处发生水流脱离边壁引起负压或空蚀.,当坡度 由陡变缓时,需用反弧连接,流速大时宜选用较大值.边坡位置应尽量与泄槽在平面上的变化错开,尤其不要在扩散段变坡,泄槽变坡处易遭动水压力破坏.常用的纵坡为1%～5%,有时可达10%～15%,此工程地基为坚硬的岩基,可以陡些,取泄槽纵坡为5%;泄槽的横剖面,在岩基上接近矩形,以使水流分布均匀,有利于下游消能.7.5.1.2试算槽内正常水深h 的计算(坝下游收缩断面水深) 根据《水力学》(公式10-5)可知2132A Q R i n= i=0.05 可以得出试算表表7-5hc 试算结果Q 0 2942 4596.8 6459.2 6655.37 6853.1 7052.55 7253.558所以,下游反弧段断面正常水深hc=5.4米,泄槽起始底板高程为1822.7米. 根据《水工建筑物》溢洪道的相关设计要求,反弧半径可采用(3～6)h(h 为校核洪水位闸门全开时反弧最低点的水深),反弧R=(28.5~57),取40米 ,.圆心角=43.32°.7.5.1.3 推算水面曲线泄槽水面线由能量方程,用分段求和法计算:2222112112cos cos 22V V h h g g L i jααθθ-⎡⎤⎛⎫⎛⎫+-+⎢⎥⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦=- (7-13) 2243n VJ R =(7-14)式中:12L -—分段长度 米;h1、h2分段始末断面水深米; a1,a2,—流速分布不均匀系数取1.05;V1、V2—分段始末断面平均流速米/s; θ —泄槽底坡角度 i=tg θ ,θ=3°; J —分段内平均摩阻坡降;n —泄槽糙率系数n=0.014;V —分段平均流速米/s;R —分段平均水力半径米.在水位情校核况下计算h1,取溢流堰末端断面为开始计算断面,高程为:1822.7米, 校核洪水位到该断面的水位差为: 1862.45-1822.7=39.75米20.929.8139.725.1m/s Vc gh ==⨯⨯=17136h 8.623325.1c Q m BV ===⨯由溢洪道所处地形条件可知,溢洪道泄槽变坡断面处距离上游控制断面接近234.5米,由推算结果可知溢洪道进口处断面水深为8.7米,流速为24.9米/s;泄槽变坡处断面水深为7.7米,流速为28.1米/s.7.5.3 掺气减蚀水流沿泄槽下泄,流速沿程增大,水深沿程减小,即水流的空化数沿程递减,经过一段流程之后,就会产生水流空化现象.空化水流到达高压区,因空泡溃灭而使泄槽壁遭受空蚀破坏,抗空蚀措施有:掺气减蚀、优化体形、控制溢流表面的不平整度 和采用抗空蚀材料等.工程实践表明,临近固体边壁水流掺气,有利于减蚀和免蚀.掺气减蚀的机理很复杂,水流掺气可以使过水边界上局部负压消除或减轻,有助于制止空蚀的发生,空穴内含有一定量空气成为含气型空穴,溃灭时破坏力较弱;过水边界附近水流掺气,气泡对空穴溃灭的破坏力起一定的缓冲气垫作用.掺气设施主要包括两个部分:一是借助于低挑坎、跌坎或掺气槽,在射流下面形成一个掺气空间的装置;一是通气系统,为射流下面的掺气空间补给空气.掺气装置的主要类型有掺气槽式、挑坎式、跌坎式、挑坎与掺气槽联合式、跌坎与掺气槽联合式、此外还有突扩式和分流墩式等,该工程选择挑坎与掺气槽联合式,其水流流态比其他的几种较好.在掺气装置中,通过改变坎的形式和尺寸,可以改变射流下面掺气空间的范围,从而达到控制空气和水混合浓度的目的.挑坎高度为0.2米,挑角为7°,挑坎斜面坡度为1/10.跌坎高度一般在0.6米.由于地形原因,需要进行一次变坡.由缓坡变陡坡i=0.14.中间可以用抛物线连接.抛物线方程按公式:22tan(4cos)Oxy xk Hθθ=+式中:x,y:抛物线横纵坐标,泄槽末端为原点;θ为上端坡角;k:落差系数取k=1.3H:抛物线起始断面的比能;其中H按照公式计算H=h+av2/2g;h:抛物线起始断面的水深;v:抛物线起始断面的平均流速,米/s;a:动能修正系数,可以近似取1.y=0.05x+0.00495x2,推出关于x,y的曲线坐标值表7-3曲线坐标值推算表V 28.1 28.8 30.0 31.8 33.3 34.9C 94.2 93.9 93.4 92.8 92.3 91.8J 0.018 0.019 0.022 0.026 0.030 Es 47.9 49.9 53.2 58.4 63.0 68.3 ΔE 2.0 3.3 5.2 4.6 5.3 i-J 0.1224 0.1206 0.1176 0.1139 0.1101 ΔS(米) 16.1 27.4 44.0 40.1 48.1S总(米) 16.1 43.6 87.6 127.7 175.8溢洪道变坡进口断面的水深难为7.5米,流速28.8米/s,出口水深为6.2米.流速34.9米/s.7.5.4 边墙高度确定因为水流为急流,水深沿程下降,考虑摻气水深h b=(1+ζV/100)h安全加高取1米.,进口断面处边墙高度h=A+h bh b=(1+ζV/100)h+1=(1+1.2×24.9/100)×8.7+1=13米出口断面处边墙高度h=A+h bh b=(1+ζV/100)h+1=(1+1.2×28.1/100)×7.7 +1=12米h b=(1+ζV/100)h+1= (1+1.2×34.9/100) ×6.2+1=10米最终取边墙厚度取2.5米.7.5.5 泄槽的衬砌为了保护地基不受冲刷,岩石不受风化,泄水槽一定要做衬砌.对衬砌的要求如下:表面要光滑平整,以防止产生负压和空蚀;分缝止水可靠,以避免高速水流侵入底板以下,产生脉动压力引起破坏;排水系统要通畅,以减小底板扬压力.衬砌材料要能抵抗空蚀和冲刷,寒冷地区还应有一定的抗冻性.本溢洪道为Ⅱ级溢洪道,采用混凝土衬砌.混凝土的抗空蚀能力强,随其抗压强度增加而增加,因此容易产生空蚀的部位应采用高强度混凝土.衬砌厚度取0.4米.为了适应混凝土的变形,需要设置纵横分缝,缝距为10～15米取20米.泄水槽两侧的边墙横缝布置一般与底板一致,本身不设纵缝,多在边墙接近的底板上设纵缝. 衬砌纵横缝下必须设置排水沟,且相互连通,渗水由横向排水沟集中到纵向排水沟内排向下游,管周围填满1～2厘米的卵砾石.7.6 溢洪道消能设计从河岸溢洪道下泄的水流流速高、能量大,必须进行有效的消能,以避免冲刷下游河床和坝脚,危急工程安全.消能方式常用挑流和底流两种.在土基或破碎软弱岩基上的溢洪道,一般采用底流消能.但对泄流较小的,也可考虑采用挑流消能.本设计,考虑采用挑流消能.消能计算的目的是主要确定挑流射程和冲坑深度,并且确定冲刷坑是否危急主体建筑物的安全. 挑流消能反弧半径R 一般为(6～10)h ,h 为挑流鼻坎反弧最低点水深,近似取6.2米,R 取6h ≈38米 挑角为40度 .鼻坎顶高程=1797米.挑距:2111sin cos cos L v v g θθ⎡=+⎣式中 L ——自挑流鼻坎末端算起至下游河床床面的挑流水舌外缘挑距,米;θ——挑流水舌水面出射角,近似可取用鼻坎挑角,(°); h 1——挑流鼻坎末端法向水深,5米;h 2——鼻坎坎顶至下游河床高程差,米,如计算冲刷坑最深点距鼻坎的距离,该值可采用坎顶至冲坑最深点高程差;v 1——鼻坎坎顶水面流速,米/s ,可按鼻坎处平均流速v 的1.1 倍计.V1=1.1x28.1=38.3米/s;L=147.2米. 冲坑最大深度 为0.50.25t Kq H = 式(7-22)坎顶单宽流量q=Q/b =7136/33=216.24米/s H=1862.45-1795=67.45米 10.50.250.2521.1216.2467.4546.35t Kq Hm ==⨯⨯=为了 保证泄水建筑物不允许受冲坑影响,挑流消能设计应满足以下要求:2/4~5L t H -> (7-23)式中: H2——下游水深2/()147.2/46.3511 4.24L t H -=-=> 满足要求.8.1地基处理的主要要求地基处理的主要要求是:①控制渗流,减小渗流比降,避免管涌等有害的渗流变形,控制渗流量;②保持坝身和坝基的静力和动力稳定,不产生过大的有害变形,不发生明显的不均匀沉降,竣工后,坝基和坝体的总沉降量一般不宜大于坝高的1%;③在保证坝安全运行的条件下节省投资. 8.2地基的处理在坝趾处河床砂卵石覆盖层平均厚度 5—7米,出露岩性为大红峪组石英砂岩与板状粉细砂岩互层,岩石坚硬、构造简单、渗透性小.右岸已查明的小段层有6-7条,软弱夹层有13条;左岸山坡平缓,覆盖着31米厚的山麓堆积物,有断层一条.河床坝基岩石构造较为发育,开挖揭露出断层40余条,其中相对较大的有10多条.因此,在坝趾处开挖7米将河床砂卵石覆盖层清除并使河床平整并设置齿槽,对于较小的断层用用化学材料灌浆或做混凝土塞,对于较大的断层进行开挖回填混凝土处理.8.3岸坡的处理土坝的岸坡应清理为缓变的坡面,开挖边坡不宜太陡.岩石岸坡不宜陡于1:0.5～1:0.75.土坝岸坡不陡于1:1.5砂砾石坝壳部位的岸坡以维持自身岸坡稳定为原则.8.3帷幕灌浆帷幕深度是根据相对不透水层的位置确定的.按《碾压式土石坝设计规范》(SL274－2001)要求,相对不透水层是按羽容值确定的.对 1 级坝相对不透水层为3～5 Lu,但考虑到黑河工程为供水工程,应尽量减少水库渗漏量,故相对不透水层按3 Lu 控制.根据灌浆试验和规范要求确定在坝基设两排帷幕孔,排距2 米,孔距2. 5 米.帷幕的厚度为排距再加0.6～0.7倍的孔距,设计为3. 6 米,全长645米,帷幕深度标准控制为单位吸水率≤3 Lu,初步确定灌浆孔深为42～68米.由于坝基1770.07米高程以下有一厚达20～30米的相对隔水层,因此帷幕下限不超过440米,左右岸坡帷幕应与地下水位衔接,左岸地下水位埋深70米左右,右岸地下水位埋深近80米.左岸坝肩为单排帷幕,帷幕长60米,向左接古河道防渗灌浆灌浆.右岸坝肩为单排帷幕,帷幕长163米.。
第六章河岸溢洪道§6-1概述●水库枢纽三大件：挡水建筑物、泄水建筑物、取水建筑物。
●溢洪道：宣泄水库中容纳不下的多余洪水，保证大坝及工程的安全。
●布置方式：①与大坝相结合，布置在河床中间，成为河床式溢洪道，如重力坝、拱坝的溢流坝段。
②当大坝为土石坝，溢洪道就不能与大坝结合，不能布置在河床中，需要布置在河岸边（水库边），成为河岸式溢洪道。
一、河岸溢洪道的类型●类型：开敞式溢洪道：正槽式、侧槽式。
正常溢洪道：封闭式溢洪道：井式、虹吸式。
非常溢洪道：漫流式、自溃式、爆破引溃式1. 正槽式溢洪道水流过溢流堰后，水流方向不变，进入泄水槽。
●特点：水流平顺，泄水能力强，结构简单，常用。
●适用：岸边有合适的马鞍形山口时，此时开挖量最小。
正槽溢洪道图2.侧槽式溢洪道水流过堰后，转向约90°，进入泄水槽。
●特点：水流条件复杂，水面极不平稳，结构复杂，对大坝有影响。
●适用：两岸山体陡峭，无法布置正槽式溢洪道，可在坝头一端布置侧槽式溢洪道，此时溢流堰的走向与等高线大体一致，可减少开挖量，但水流就有转向问题。
适用于中、小型工程。
侧槽溢洪道图3.井式溢洪道●特点：是管流，泄水能力低，水流条件复杂，易出现空蚀，应用较少。
井式溢洪道图4.虹吸式溢洪道●原理：溢洪道由曲管组成，曲管最顶部设通气孔，通气孔的出口在水库的正常高水位处，当水库的水位超过正常高水位，淹没了通气孔，曲管内没有空气，泄水时有虹吸作用，可增加泄水能力。
●特点：结构复杂，不便检修，易空蚀，超泄水能力小。
用于中小型工程。
虹吸式溢洪道图二、河床式溢洪道的位置选择1.安全方面§6-2正槽式溢洪道一、正槽式溢洪道的组成组成部分：进水渠、控制段、泄水槽、消能设施、出水渠。
1.进水渠往往溢流堰不能紧靠水库，需修建进水渠将水库中的水平顺引至堰前。
要求：应将水平顺引至堰前，在引水过程中，尽量减小水头损失，即在合理的开挖条件下，减小水流流速。
①平面布置长度尽量短，轴线尽量平直，最好为直轴线，如需转弯，R>5B（渠底宽），且堰前有足够长的直线段，保证正向进水。
第七章 溢洪道设计根据地形条件，设置岸边开敞式溢洪道。
溢洪道有进水渠，控制段，泄槽，出口消能段组成。
溢洪道的布置和形式选择应该根据水库水文，坝址地形地质水流条件，枢纽布置，施工，管理条件以及造价等因素决定。
7.1进水渠由于坝顶高程高于溢流堰堰顶高程，进水渠位于坝肩，垂直于坝轴线，引水渠要求水流平顺均匀，渠底高程要低于溢流堰高程。
溢流堰顶高程由资料给出，是汛前水位1994.7米。
根据地形取引水渠底高程为1990米。
进水渠导水墙由溢流堰两侧的边墙向上游延伸而成。
根据资料，导水墙高度要高过校核水位，为了考虑风浪等因素，取导水墙顶高程于大坝顶高程一致。
长度取大于进水口水深的两倍。
所以长度取距离大坝轴线25米，边墙厚度取2米。
渠底底板用混凝土浇筑，厚度取0.5米。
7.2控制段根据QA 水库相关资料，溢流堰采用实用堰，开敞式堰面曲线按公式计算n x =k )1( n d H y （7.1）式中 d H ----堰面曲线定型设计水头，【对于上游堰高P 1≥1.33d H 的高堰，取d H =（0.75～0.95）H max ；对于P 1<1.33d H 的低堰，则取d H =（0.65～0.85）H max ；H max 为校核流量下的堰上水头】x 、y----原点下游堰面曲线横、纵坐标； n----与上游堰坡有关的指数，见表7-1k----当P 1/d H >1.0 ,见表7-1；当P 1/d H ≤1.0时，取k=2.0～2.2.该溢流堰上游面为铅直，查规范得n 为1.85，k 取2。
又根据资料得，此溢流堰采用无闸门控制下泄流量，因而正常蓄水位即为其堰顶高程1994.7m 。
H max为校核流量下的堰上水头，故H max =1998.58-1994.7=3.88m.上游堰高P 1=1994.7-1932=62.7m ，知P 1≥1.33d H ，故d H =0.85H max =3.3m. P 2≥0.5d H ，此处取为P 2=0.6d H =1.98m 。
32010水利水电工程技术设计阶段河岸开敞式溢洪道设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1998年8月_____________ 工程技术设计阶段河岸开敞式溢洪道设计大纲主编单位:主编单位总工程师：参编单位:主要编写人员：软件开发单位：软件编写人员：_______ 勘测设计研究院______ 年—月目次1. 引言. (4)2. 设计依据文件和规范. (4)3. 基本资料. (5)4 设计原则与假定. (6)5. 水力设计. (7)6. 结构设计. (10)7. 地基及边坡处理. (13)8. 观测设计. (16)9. 专题研究. (19)10. 工程量计算. (20)11. 应提供的设计成果. (20)(1) 12-78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准和补充规定（山区、丘陵区部分）（试行）;(2) 217—87 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（平原、滨海部分）（试行）；⑶ 50201-94⑷ 341-89防洪标准；溢洪道设计规范;⑸20-78 ①水工钢筋混凝土结构设计规范（试行）；⑹ 47-94水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范;②(7) 10-78水工建筑物抗震设计规范（试行）；(8) 62-94水工建筑物水泥灌浆施工技术规范；(9) 57-85水利水电地下工程锚喷支护施工技术规范；(10) 46-94水工预应力锚固施工规范；水利水电工程设计工程量计算规定（试行）。
①范本是按SDJ20-78编写的，如用新规范②范本是按SDJ 10-78编写的，如用新规范SL/T191-96（或DL/T5057-1996），则有关内容需作相应修改。
DL 5073-1997，则有关内容需作相应修改。
1引言____ 工程位于 ,是以为主，等综合利用的水利水电枢纽工程。
正常蓄水位m ，最大坝高m ，总库容亿m 3，电站总装机容量，保证出力 : 年发电量• h。
本工程可行性研究报告于年月审查通过，选定坝址为，坝线为 , 枢纽布置为 ,坝型为 ,泄洪建筑物有、、 ,其尺寸分别为_m_、m,相应进口高程m 、m 、m 。
2设计依据文件和规范2.1 有关本工程的文件（1） __ 工程可行性研究报告；（2） __ 工程可行性研究报告审批文件;（3）技术设计任务书；（4）可行性研究阶段中间报告及审批文件;（5）专题报告。
2.2 主要设计规范水规设字第8号文(11)(88)3.1 溢洪道控制点座标和轴线方位角可行性研究阶段，选定的溢洪道控制点座标为X =m , Y = m ;溢洪道轴线方位角为 _____ 。
3.2 工程等级及建筑物级别根据可行性研究成果，本工程为等工程，溢洪道为级建筑物。
3.3设计洪水标准及入库洪峰流量 校核洪水重现期 a ，入库洪峰流量Q = m 溢流堰型式、堰顶高程及宽度、反弧末端高程及纵坡根据可行性研究成果，溢流堰为 __ 堰，堰顶高程为 m，堰顶宽度为m ，反弧末端高程 m ，纵坡i =%。
3.5 下泄流量及相应上、下游水位根据可行性研究阶段调洪演算资料：设计下泄流量 Q = _也3,相应库水位 _也，相应下游水位 _m ; 校核下泄流量 Q = _也3,相应库水位 _」，相应下游水位 _m 。
3.6 坝址区地形、地质资料⑴ 坝址区地形图（1/1000〜1/2000）。
⑵坝址区地质平、剖面图 （1/1000〜1/500）。
⑶溢洪道轴线地质纵、横剖面图 （1/1000〜1/500）。
（4） 溢洪道工程地质报告。
（5） 溢洪道基础岩石物理力学指标： 1） ___________基岩容重3；2） _______________ 允许抗压强度 ; 3） _______________ 允许抗拉强度 ;4） _______________________ 弱风化岩体：变形模量 __________ ;弹性模量 ;泊桑比5） _____________________________ 溢洪道基础岩体的单位吸水量 ;渗透系数 ; 6）基岩物理力学指标，见表 1;7） 软弱夹层和裂隙、断层的分布；8） ___________________ 河床岩体抗冲流速 。
3基本资料设计洪水重现期 ，入库洪峰流量 Q =3.43.7 有关闸门门槽及启闭机布置和荷载资料3.8 水流泥沙(1)年均输沙量 ____ 万t，含沙量(2) 推移质含量% ，悬移质含量%(3) _____________ 泥沙容重1干容重(4) 泥沙颗粒级配曲线;(5) 矿物成分。
3.9 建筑材料3.9.1 混凝土(I) 强度C ____ ；⑵容重 ______ 3;(3) 线膨胀系数_____ C-1;(4) 允许抗压强度;(5) 允许抗拉强度______ ;(6) 泊桑比_____ ;(7) 弹性模量;(8) 抗渗标号S ;(9) 抗冻标号D _____ ;(10) 抗磨损强度(m 2• h)①；(II) 抗空蚀强度—(m 2• h)①。
3.9.2 钢筋(1) 钢筋品种_____ ;(2) 弹性模量_____ ;(3) 抗拉强度。
3.10 可行性研究阶段水工模型试验资料(1) 枢纽整体水工模型试验报告；(2) 溢洪道水工模型试验报告。
4设计原则与假定①单位可能有误，请使用者核实一一编者4.1 设计原则(1) 复核可行性研究阶段的设计成果。
(2) 河岸开敞陡槽式溢洪道除执行本《大纲》外，还应符合有关规程、规范、标准的规定和要求。
(3) 溢洪道为水利水电枢纽工程渲泄洪水之永久建筑物，应充分考虑其频繁运行的特殊性和维护检修的可能性。
(4) 设计前应注重深入现场，调查研究，认真收集和分析研究有关水文、泥沙、地形地貌、地质、施工条件等设计资料。
(5) 大型或水力条件较复杂的中型溢洪道，应做整体水工模型试验，以论证其布置及水力设计的合理性。
4.2 设计假定(1) 溢洪道结构设计，一般情况按平面问题考虑，并应以建基面的抗滑稳定及应力条件确定。
如溢洪道深层基础有影响溢洪道稳定的软弱结构面，应复核其深层抗滑稳定性。
(2) 溢洪道断面应由基本荷载组合控制，由特殊荷载组合复核。
(3) 溢洪道抗滑稳定按刚体极限平衡法抗剪断强度或抗剪强度公式计算，断面应力按材料力学方法计算。
(4) 根据溢洪道不同的部位和受力特点，采取不同的计算方法以全面准确地分析和反映溢洪道的工作性态。
5水力设计5.1 溢洪道泄量复核计算开敞式幕曲线实用堰的泄流能力可按公式(1)计算:Q C?m? ? m?B.2gHj5(1)式中：Q――流量，m3;B――溢流堰总宽度，mH――计入行进流速的堰顶水头，m对高堰H0;对低堰H)a o • V o2/2g ;V o 行进流速，；a o――动能修正系数，可近似地取为 1 ；H――堰上水头，m计算断面可取在堰前(3〜6)H o处；g——重力加速度，2；m――流量系数，可根据试验提供或参照《溢洪道设计规范》附表 1 —3选用；C――上游面坡度影响修正系数，可参照《溢洪道设计规范》附表 1 —4选用；当上游面为铅直时，1.0 ；£ ――收缩影响系数，根据闸墩墩头形状及位置、闸墩宽度，闸孔数目，堰上水头及相对堰高等因素选定；淹没系数，视泄流的淹没程度参照有关水力计算手册等选用，不淹没时b1。
5.2 泄槽段水面线复核计算5.2.1 泄槽段起始断面水深计算计算泄槽水面线时，应从渐变流起始断面算起。
当泄槽与上游实用堰采用反圆弧曲线连接时，则从反弧末端收缩断面算起；当泄槽与宽顶堰连接时，可近似从连接点以下3(为临界水深)处算起。
起始断面水深hi可按公式(2)计算：h i q/( , 2g(H o h i cos )) (2)式中：q ----- 计算断面单宽流量，H7(s • m);H)――计算断面渠底以上的总水头，m0 ――泄槽底板与水平面的夹角，(° )；0――考虑从进口到计算起始断面间沿程和局部阻力损失的流速系数。
5.2.2 泄槽段沿程水面线的计算(1) 泄槽段沿程水深计算泄槽段沿程水面线可按公式(3)进行计算：△ S= ()/() ⑶式中：△ S――计算流段长度，m――△ S流段的下游断面的断面比能，m;――△ S流段的上游断面的断面比能，m；J――流段的平均水力坡度；i ――泄槽段纵坡。
(2) 泄槽段沿程波动及掺气水深计算波动及掺气水深可按公式(4)进行计算：=(1+ Z・100)h (4)式中：h——不计入波动及掺气的水深，m;——计入波动及掺气的水深，mV――不计入波动及掺气的计算断面上的平均流速，；Z ――修正系数，一般为1.0〜1.4，视流速和断面收缩情况而定，当流速大于20时, 宜采用较大值。
(3) 沿程水面线计算成果表，见表2523 消能防冲的计算⑴消能防冲标准(P = %):相应溢洪道泄量Q= _m_3,下游水位为_m(2) 消能型式一般采用挑流消能，并选择合适的挑流鼻坎的型式，以减少冲刷深度。
(3) 当消能型式适合采用底流消能时，消力池长度应按下列公式计算：F r V/「gh式中：——水流沸汝德数；V――跃前平均流速，；h'—跃前水深，m g 重力加速度,当》4.5，护坦上不设辅助消能工时，消力池长度L为：6(h 〃’)(6)式中：h〃——跃后共扼水深，m当>4.5，消力池首断面V <16〜18,护坦上可设梳流坎、消力墩及尾坎时：(2.3 〜2.8)h 〃(7)当>4.5，消力池首断面V >16〜18,护坦上可设梳流坎及尾坎，不设消力墩时:(3.2 〜4.3)h 〃(8)5.3 水流空化数计算水流空化数可按公式(9)进行计算：h o h a h vV02/ 2g式中：c——水流空化数;ho——计算断面处的时均动水压力水柱高，m计算断面处的大气压力水柱高，m；对不同高程按(10.33900)估算，Z为海平面以上高度;――水的汽化压力水柱高，m；可参照341-89附录二附表2-1数值采用；(9)V2o/2g ――计算断面的平均流速水头，m。
5.4 绘制库水位与下泄流量关系曲线6结构设计6.1 一般规定(1) 溢洪道的结构设计，应根据布置、水力设计、地基及运用条件，结合防渗、排水、止水及锚固等工程措施，保证工程安全，选用经济合理的结构型式及尺寸。
(2) 进水渠底板、泄槽底板、挑流鼻坎、护坦及贴坡式边墙等，必要时可按弹性地基上的板或梁进行内力计算，根据20-78并参照类似工程经验配筋。
(3) 溢洪道建筑物设置锚筋时，锚筋孔一般按梅花型布置，孔距、孔深及抗拔力应经计算并参照类似工程的经验确定，必要时应进行锚筋抗拔试验。
(4) 溢洪道的混凝土结构计算不考虑温度应力，可根据当地的气候条件、结构特点、地基约束等因素，采取必要的结构措施和施工措施。
