溢洪道设计实例(参考资料)

白水河水库溢洪道设计摘要：一、白水河水库概述1.地理位置2.水库功能与作用二、溢洪道设计背景与要求1.设计背景2.设计要求三、溢洪道设计方案1.设计原则2.设计参数3.结构设计四、溢洪道施工与运行管理1.施工要点2.运行管理五、总结1.设计成果2.存在问题与改进方向正文：白水河水库位于我国某地区，是一座具有灌溉、发电、城市供水等多功能的中型水利工程。

水库对周边地区的经济发展和人民生活起着重要作用。

然而，由于近年来气候变化和降雨量的不稳定，水库面临着溢洪压力增大的问题。

为保证水库的安全运行，溢洪道的设计成为了一项迫切的需求。

一、白水河水库概述白水河水库位于我国某地区，是一座具有灌溉、发电、城市供水等多功能的中型水利工程。

水库对周边地区的经济发展和人民生活起着重要作用。

二、溢洪道设计背景与要求1.设计背景近年来，受气候变化影响，白水河水库流域降雨量呈现不稳定的特点，导致水库溢洪压力增大。

为保证水库的安全运行，溢洪道的设计被提上了日程。

2.设计要求溢洪道设计要求满足水库在设计洪水条件下的泄洪需求，同时兼顾工程的安全性、经济性和环保性。

三、溢洪道设计方案1.设计原则根据水库的洪水特性，溢洪道设计遵循“安全、经济、环保”的原则，确保水库在设计洪水条件下安全泄洪。

2.设计参数设计参数主要包括溢洪道宽度、高度、长度等，需满足水库的溢洪需求。

3.结构设计溢洪道结构设计采用钢筋混凝土结构，以保证其抗洪能力和耐久性。

四、溢洪道施工与运行管理1.施工要点溢洪道施工要点包括基础处理、混凝土浇筑、钢筋安装等，要求严格按照设计要求和施工规范进行。

2.运行管理溢洪道的运行管理需定期检查泄洪设施的完好情况，确保在需要时能够正常运行。

五、总结白水河水库溢洪道设计在满足水库泄洪需求的基础上，兼顾了工程的安全性、经济性和环保性。

通过科学合理的施工和运行管理，保证了水库的安全运行，为周边地区的人民生活和经济发展提供了有力保障。

溢洪道加固设计案例目录溢洪道加固设计案例 (1)1.1 溢洪道基本情况 (1)1.2 溢洪道除险加固设计方案 (1)1.3 溢洪道水力计算 (4)1.4 溢洪道结构计算 (8)1.1 溢洪道基本情况水库正常溢洪道为开敞式无闸正槽溢洪道，位于大坝右岸垭口处，堰型为宽顶堰。

原设计堰顶高程149.40m，堰顶及泄槽横断面为矩形，底部宽度10.00m，泄槽纵坡1∶7，最大下泄流量139.6m3/s。

实际堰顶高程149.32m，堰顶控制段平均宽度11.40m，泄槽断面底部宽度10.20m，一级泄槽纵坡1∶77，二级泄槽纵坡1∶5.7。

进水渠未衬砌；控制段底板开挖后无衬砌，左岸边墙为浆砌石结构，右岸边墙部分为浆砌石结构，部分为干砌石结构；泄槽段总长118.81m，底部为砌石结构，水泥砂浆抹面，侧墙为浆砌块石结构；无消能设施，出水渠有跌水，后接天然河沟。

进水渠两侧无导流墙、底板无衬护措施，渠底不平整；控制段底板无衬砌处理，两侧砌石导流墙损坏、垮塌严重，底板淤积严重；泄槽段底板砂浆剥落及老化严重，两侧导流边墙砌石部分损坏、底板淤积严重；底板淤积处杂草丛生；无消能设施；出水渠与天然河沟相接，垮塌严重，危及村级公路安全。

1.2 溢洪道除险加固设计方案（1）进水渠溢洪道进水渠宽10.50m，底板采用现浇混凝土，厚0.30m。

两边布置挡土墙，相关尺寸参考泄槽挡土墙结合实际布置。

（2）控制段控制段采用宽顶堰，根据调洪方案，堰顶高程149.40m，宽10.50m。

宽顶堰厚度δ需满足2.5H≤δ≤10H。

由调洪演算可知，水库校核水位153.18m，1堰顶高程149.40m，H=3.78m，故9.45m≤δ≤37.8m，取宽顶堰厚度δ=10.00m。

宽顶堰采用钢筋混凝土结构，使用C25混凝土，底板厚0.50m。

边墙采用重力式混凝土挡土墙。

根据校核洪水位以及宽顶堰顶部高程，挡土墙高度取4.50m。

挡土墙尺寸见图5.1。

图5.1 控制端挡土墙截面图（3）泄槽溢洪道泄槽分为两级。

河岸溢洪道水力计算实例一﹑资料及任务某水库的带胸墙的宽顶堰式河岸溢洪道，用弧形闸门控制泄流量，如图15.7所示。

溢洪道共三孔，每孔净宽10米。

闸墩墩头为尖圆形(半圆形)，墩厚2米。

翼墙为八字形（折线形），闸底板高程为33.00米。

胸墙底部为圆弧形，圆弧半径为0.53米，墙底高程为38.00米。

闸门圆弧半径为7.5米，门轴高程为38.00米。

闸后接第一斜坡段，底坡=0.01，长度为100米。

第一斜坡段后接第二斜坡段，底坡i=1:6，水平长度为60米。

第二斜坡段末端设连续式挑流坎，挑射角25°（30）。

上述两斜坡段的断面均为具有铅直边墙（矩形断面），底宽B=34米的矩形断面，其余尺寸见图15.7。

溢洪道用混凝土浇筑，糙率n=0.014。

溢洪道地基为岩石，在闸底板前端设帷幕灌浆以防渗。

水库设计洪水位42.07米，校核洪水位为42.40米，溢洪道下游水位与流量关系曲线见图15.8。

当溢洪道闸门全开，要求：1.1.绘制库水位与溢洪道流量关系曲线；2.2.绘制库水位为设计洪水位时的溢洪道水面曲线；3.3.计算溢洪道下游最大冲刷坑深度及相应的挑距。

图7图8二﹑绘制库水位与溢洪道流量关系曲线（一）确定堰流和孔流的分界水位宽顶堰上堰流和孔流的界限为0.65。

闸门全开时，闸孔高度=38.0－33.0=5.0米，则堰流和孔流分界时的相应水头为=米堰流和孔流的分界水位=33.0+7.7=40.7米。

库水位在40.7米以下按堰流计算；库水位在40.7米以上按孔流计算。

（二）堰流流量计算堰流流量按下式计算：式中溢流宽度B=nb=3×10=30米。

因溢洪道上游为水库，≈0则≈。

溢洪道进口上游面倾斜的宽顶堰，上游堰高a=33.0－32.5=0.5米，斜面坡度为1：5，则=5（为斜面与水平面的夹角），宽顶堰流量系数m可按及ctg由表11.7查得；侧收缩系数按下式计算：1－0.2[(n－1)]其中孔数n=3；对尖圆形闸墩墩头，0.25；对八字形翼墙，0.7。

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.。

溢洪道设计实例黑龙江农垦林业职业技术学院1、进水渠进水渠是将水流平顺引至溢流堰前。

采用梯形断面，底坡为平坡，边坡采用1：1.5。

为提高泄洪能力，渠内流速υ<3.0m/s ，渠底宽度大于堰宽，渠底高程是360.52m 。

进水渠断面拟定尺寸，具体计算见表1。

进水渠与控制堰之间设20米渐变段，采用圆弧连接，半径R =20m ，引渠长L =150米。

2、控制段其作用是控制泄流能力。

本工程是以灌溉为主的小型工程，采用无闸控制，溢洪道轴线处地形较好，岩石坚硬，堰型选用无坎宽顶堰，断面为矩形。

顶部高程与正常蓄水位齐平，为360.52m 。

堰厚δ拟为30米（2.5H<δ<10H ）。

坎宽由流量方程求得，具体计算见表2。

23、泄槽泄槽是渲泄过堰洪水的，槽底布置在基岩上，断面必须为挖方，且要工程量最小，坡度不宜太陡。

为适应地形、地质条件，泄槽分收缩段、泄槽一段和泄槽二段布置。

据已建工程拟收缩段收缩角θ=12°，首端底宽与控制堰同宽，b 1=65m,末端底宽b 2拟为40m ，断面取为矩形，则渐变段长m tg b b L 81.582211=-=θ，取整则L 1为60m ，底坡501=i 。

泄槽一段上接收缩段，下接泄槽二段，拟断面为矩形，宽b =40m ，长L 2为540m ，底坡2001=i 。

泄槽二段断面为宽40m 的矩形，长L 3为80m ，底坡81=i 。

4、出口消能溢洪道出口段为冲沟，岩石比较坚硬，离大坝较远，采用挑流消能，水流冲刷不会危及大坝安全。

5、尾水渠其作用是将消能后的水流，较平稳地泄入原河道。

为了防止小流量产生贴流，淘刷鼻坎，鼻坎下游设置长L =10m 护坦。

1、溢流堰泄流能力校核：当引渠很长时，水头损失不容忽视。

（1）基本公式如下：gh j 22αυζ=； 342222Rln rc hf υυ==； x A R =； 611R nC =。

式中，hj ——局部水头损失，米； hf ——沿程水头损失，米；ζ——局部水头损失系数； υ——引渠流速，m/s ；g ——重力加速度（m/s 2）; L ——引渠长度，米；α——动能系数，一般为1.0； C ——谢才系数；R ——水力半径，米； A ——过水断面面积，米2；x ——湿周，米； n ——引渠糙率；2302'H g b m Q S σ=；gH H 220υ∂+= 式中，S σ——淹没系数，取1.0； m '——无坎宽顶坎的流量系数；b ——堰宽，m ； H 0——包括行近流速水头的坎上水头，m ；Q ——流量，m 3/s 。

2012年8月目录1 设计目的和要求 (1)2设计资料 (1)2.1 工程概况 (1)2.2 基本资料 (1)2.2.1 气象 (1)2.2.2 洪水 (1)2.2.3 地质 (1)2.2.4 其他 (2)3 工程设计 (2)3.1 工程布置 (2)3.1.1枢纽的等别、溢洪道级别及洪水设计标准 (2)3.1.2溢洪道的位置、型式及组成 (3)3.2 溢洪道的型式及尺寸 (5)3.2.1进口段 (5)3.2.2控制段 (5)3.2.3 泄槽段 (6)3.2.4消能段 (6)3.2.5 尾水渠 (6)4 设计计算 (6)4.1水力计算 (6)4.1.1过流能力的计算 (6)4.1.2泄槽水面线计算 (6)4.1.3消能防冲计算 (11)4.1.4渗流计算 (11)4.2 控制段稳定计算 (12)4.2.1计算公式： (12)4.2.2荷载组合： (13)4.2.3列表计算： (13)4.2.4计算结果 (16)1 设计目的和要求通过课程设计培养学生了解并掌握实际水利工程的设计内容、方法和步骤，巩固专业课、技术基础课及基础课所学的知识，培养运用所学知识解决实际工程问题的能力，训练学生编写设计书、绘图的能力和技巧，培养查阅文献及规范的能力。

要求每个学生对设计内容中的各个环节做出系统的个人成果。

每个人必须编写完整的课程设计成果。

说明书简明扼要、条理清楚，计算方法得当、结果准确，设计方案合理可行，水工图纸布局合理、线条标注规范、图面整洁，能正确反应设计意图。

2设计资料2.1 工程概况吴岭水库枢纽工程位于汉北河支流东河上，坝址在湖北省某县境内，距县城22km。

水库控制东河上流余家嘴、斋婆店两条主要河流，河道平均坡度为3‰。

水库坝址以上乘雨面积102km²。

流域多年平均降雨量1020.9mm。

水库总库容7220万m³，是一座以灌溉为主、兼有防洪、水产养殖、城镇供水等综合利用的中型水利工程。

一、工程布置及构造溢洪道的主要任务是宣泄大于放空隧洞和机组过水能力的洪水。

溢洪道的型式为右岸河岸式溢洪道，堰顶高程380m 。

为宣泄洪水顺畅，减少坝后砼回填量，溢洪道布置在右岸距坝端50m 处，全长18m ，分为两孔，净宽6m ，总净宽12m ，边墩和中墩均为2m 。

由于正常挡水位为385m ，故设两扇6×5（宽×高）m 平板闸门。

启闭机室高程397m ，由闸墩支承，为了不影响坝顶交通，在390m 高程路面桥稍向下深延伸。

溢洪道中间设隔墙，两侧设有导流墙，墙长、墙厚、墙高分别均为82m ，1m 和3m 。

溢流堰曲线采用流量系数较大的WES 实用堰，曲线方程为y KH X n dn 1-=，本坝设计洪水水头H d =386.42-380=6.42m ，溢流堰面坐标如下表1.y X85.085.142.62⨯=即85.085.142.62⨯=X y 表1x (m) 235 10152025y (m)0.3711 0.7862.027.287 19.08 36.27 49.09曲线与上游坝面以园弧相接，其半径为R 1=0.5H d =3.21m R 2=0.2H d =1.284m a =0.175H d =1.1235m b =0.282H d =1.81m采用直线与堰面曲线相切，岸坡岩石以上用砼拱来支撑溢洪道底板，其下与反弧相接，反弧半径参考已建工程经验，采用R=11.5米。

由于本坝较高，鼻坎高程按照泄洪时不影响电站正常运行，又不冲刷两岸岸坡的原则，经水力计算确定挑流鼻坎高程为300米，挑射角25°，见图1。

图1 溢洪道剖面图 （单位：m ）二、水力计算（一）泄流能力计算 泄流能力按实用堰公式： 2302H g mnb Q =式中m ——流量系数，由于没有考虑侧收缩影响，故取0.49计算； n ——孔数, n =2；b ——每孔净宽， b =6米；H 0——堰上水头，略去行进流速水头。

1.1.溢洪道工程1.1.1.开挖工程1.1.1.1.主要工程量溢洪道的开挖有土方开挖和石方开挖，工程量见下表。

土石方明挖工程量1.1.1.2.施工布置( 1)渣场布置本标段渣场布置，详见施工总布置。

(2)施工道路布置根据施工总体布置，开挖利用道路有右岸上坝公路，同时根据开挖施工需要修建临时便道。

(3)施工供风水电施工供风水电布置，详见施工总布置。

1.1.1.3.开挖程序溢洪道开挖总的施工程序是：先修施工道路，然后按平面上分区，立面上从上至下分层开挖。

溢洪道开挖根据进出口分段进行。

边坡支护在分层开挖过程中紧跟开挖面进行，上层的支护保证下一层的开挖安全顺利进行，随机支护随开挖及时进行。

1.1.1.4.施工方法和工艺(1)土方明挖在场地开挖前，承包人应清理开挖区域内的树根、杂草、垃圾、废渣及其它有碍物，主体工程植被清理的挖除树根范围应延伸到离施工图纸所示最大开挖边线、填筑线或建筑物基础外侧3m距离。

除合同另有约定外，主体工程施工场地地表的植被清理，必须延伸至离施工图纸所示最大开挖边线或建筑物基础边线(或填筑坡脚线)外侧至少5m距离。

土方开挖采用自上而下分层的施工方法，开挖分层高度2.5—5.0m。

采用SD23推土机推配合1.0m3反铲挖掘机开挖；对于土方中出露的孤石采用手风钻孔爆破解碎，土方坡面预留0.3～0.5m厚人工配合修整。

(2)石方明挖石方开挖采用自上而下的梯段爆破，边坡预裂法施工，用YQl00B型潜孔钻辅以YT28手风钻分层梯段爆破，分层高度5～8m。

马道及对于石方开挖厚度大于1 m的水平建基面预留1 m厚保护层，保护层开挖采用YT28手风钻造水平预裂孔和垂直主爆孔实施水平预裂爆破。

为便于下一区钻孔施工和提高爆破质量，保证各爆破分区间的临时边坡稳定，对临时边坡实施施工预裂爆破。

坑、槽开挖采用手风钻造孔，深度浅于3m的坑、槽，周边边坡一次预裂爆破到设计槽底面；深于3m的坑、槽分层开挖；坑槽中部采用小梯段、小药卷进行“V”型掏槽爆破开挖。

水土维持治沟骨干工程溢洪道设计主要内容：一、调洪演算二、溢洪道布置3、水力设计4、建筑物结构设计五、设计实例一、调洪演算 采用公式：q p ＝ Q p (1－ptW V )q p ＝式中：q p —溢洪道最大下泄流量(m 3/s) Q p —设计洪峰流量(m 3/s) W p —设计洪水总量(万m 3)V t —调节库容 (万m 3)M —溢洪道(宽顶堰)流量系数取 B —溢洪道底宽(m) H —溢洪道水深(m)进行调洪，先假设一个滞洪水深，可从库容曲线上查得总库容，由此减去起调水位以下的库容(死库容)，即得调节库容，再用上述公式可计算得溢洪道底宽。

列表如下：调洪演算结果表通过粗调，可肯定溢洪道的底宽，也可大致肯定滞洪水深和溢洪道的下泄流量。

按照溢洪道宽B ，及q p ＝ 设不同h ，求q p ，并利用库容曲线， 查出与h 相应的H 总和V 总，然后在库容曲线上方绘制H —q p 曲线。

H —q p 曲线表有了以上条件，就可以够按照某一时段内进库水量与出库水量之差，求得该时段内库水量增减的转变进程，大体公式如下：ΔV ＝)2(21Q Q +Δt －)2(21q q +Δt ＝21(S 1＋S 2) Δt ＝SΔt式中：ΔV—Δt 时段内库水量增减量(增为正)(m 3/s)；Δt—时段历时(s)；Q 1、Q 2——时段始末进库流量(m 3/s)； q 1、q 2——时段始末溢洪道泄量(m 3/s)； S 1、S 2——为上、下时段蓄水率(m 3/s) S ——为平均蓄水率说明：一、表中①、、③栏由洪水进程线中抄来；二、先假设④栏，则⑤=③-④，由此能够算出⑥，⑦=⑥×②，⑧=死库容+⑦，由⑧查库容曲线可得出⑨；3、由⑨查H—q p曲线得出q，若与假设④一致，试算完，若不一致，则应从头假设④，重复上述计算，至相符为止。

4、试算当ΔV出现负值时，详调结束。

二、溢洪道布置一、一般规定●溢洪道布置包括进沟渠，控制段，泄槽，消能防冲设施及出沟渠。

摘要在水利枢纽中，必须设置泄水建筑物，溢洪道是一种最常见的泄水建筑物，用于宣泄规划库容所不能容纳的洪水，防止洪水漫溢坝顶，保证大坝安全。

溢洪道除了应具备足够的泄流能力外，还要保证其在工作期间的自身安全和瞎写水流与原河道水流获得妥善的衔接。

一些坝的失事，往往是由于溢洪道泄流能力不足或设计、运用不当而引起的。

所以安全泄洪是水利枢纽中的重要问题。

平安文祖口水库是《青海省小型水库工程规划》中的17座水库之一，水库位于平安县祁家川流域天重河（亦叫东岔沟）之上，为半注入式年调节水库，由于水库的大坝采用土石坝，坝身不承担泄水，且河谷狭窄，故采用河岸溢洪道。

溢流堰的堰型为实用堰，按照《溢洪道设计规范》SL253-2000中的规范要求，确定各部分的边坡及边墙的高度，确定溢流堰的堰面型式，最后根据底流消能的公式计算消力池的尺寸及构造。

关键词：文祖口水库，溢洪道，泄水能力，消能ABSTRACTIn the hydropower project, you must set the discharge structure, spillway is one of the most common discharge structures, capacity planning for catharsis can not accommodate the flood, to prevent overflowing flood crest ensure dam safety. In addition spillway should have sufficient discharge capacity, but also to ensure their own safety and Xia Xie water with the original river flow during operation to obtain proper convergence. Some dam accident, often due to inadequate spillway discharge capacity or design, caused by improper use. So hydropower project safety spillway is an important issue.Peace WenZu mouth reservoir is one "small reservoir in Qinghai project planning" in 17 reservoirs, reservoir located Ping an County Qijia Chuan River Basin days heavy (also called the East chagou) above, a semi-annual regulating reservoir injection, since dam reservoir using dam, dam discharge does not undertake, and the valley is narrow, so the use of riparian spillway. Weir type of weir, in accordance with the "spillway design specifications" SL253-2000 in regulatory requirements, determine the height of each part of the slope and side walls, determine weir surface type, final flow energy dissipation according to bottom the formula to calculate the stilling basin size and configuration.Keywords: WenZu mouth reservoir,spillway, discharge capacity, energy dissipation目录摘要IAbstractII1 绪论12 溢洪道规划22.1 基本资料的收集22.1.1 水库地形、地质情况22.1.2 库容32.1.3 工程条件52.1.4 工程等级72.1.5 洪水标准72.1.6 地震基本烈度及设防烈度72.1.7工程特性表82.2调洪演算132.3 溢洪道的组成143 溢洪道水力计算163.1 侧堰设计163.1.1堰型的选择163.1.2 侧堰长度B的确定173.1.3对开敞式实用堰的泄流能力计算进行计算173.1.4侧槽沿程水面线计算183.1.5 侧槽底板高程193.2 平坡控制段设计193.3 缓坡调整段设计203.4 陡槽水力计算213.4.1 第一段陡槽水面线计算223.4.2 变坡段计算223.4.3第二段陡槽水面线计算234 溢洪道结构设计254.1 堰面设计254.2 侧槽的设计264.2.1 侧槽首、末端断面底宽比264.2.2 侧槽的底坡264.3 陡槽段设计274.3.1排水系统的布置284.4 消力池段设计294.4.1消力池深度计算294.4.2 消力池长度计算314.4.3 消力池底板厚度估算314.4.4 海漫长度估算324.5 尾水渠段设计335 地基边坡处理设计345.1 一般规定345.2地基开挖345.3 边坡开挖及处理35结论36参考文献37致谢381 绪论溢洪道是水库的主要建筑钩之一，它的作用是宣泄洪水，保证水库的安全。

松树水库大坝溢洪道施工设计摘要：作为水利工程中最重要的构筑物之一，溢洪道对保护水利工程安全和泄洪起着重要的作用，尤其是在水量巨大的情况下，溢洪道的泄洪作用更为突出。

此外，溢洪道还能防止水资源的渗流，从而避免水资源的浪费和维护了工程的稳定性。

本文以辽宁松树水库工程为例，主要论述了溢洪道的施工设计，以为类似水库溢洪道施工设计提供经验。

关键词：松树水库工程；溢洪道；施工设计1工程概况松树水库枢纽工程主要由三部分组成，即拦河坝、溢洪道、输水洞三部分。

其中，溢洪道为岸坡式溢洪道，共有三孔闸门，其他设计参数详见表1。

2工程地质松树水库大坝溢洪道地层岩性主要是中生代侏罗系蓝旗组灰褐色安山岩，施工区域内裸露岩石较为常见，节理裂隙较为发育，以张裂隙为主。

两侧边坡顶部为松散堆积物，厚度不均匀，且分布较散，其组成成分主要为角砾、碎石、粘性土等，其厚度均小于3.0m。

3坝体填筑施工坝体溢洪道属于一种砼结构，它是布置在堆石坝体上的，因此，它不允许地基有较大的变形，考虑到这种情况，为使坝体具有较大的变形模量，则应在此坝体填筑时，保证其具有合理的相对密度，这样可确保坝体的变形在允许的范围内。

经研究，该坝体变形规律如下：（1）坝体的变形会受到堆石料的级配的影响，若不均匀系数超过10，且最大粒径低于25mm的颗粒含量达到30%，其变形模量是比较大的。

（2）坝体的变形基本不受坝料岩性岩性的影响，因此，在进行坝体溢洪道地基填筑时，可选择软岩填筑料。

在上述分析的基础上，松树水库坝体溢洪道在填筑过程中，为保证填筑质量，可采取以下措施：第一，填筑料最大粒径应不大于200mm，且使粒径小于25mm的颗粒含量在25%以上；若填筑料粒径低于0.1mm颗粒含量为0，则其渗透系数应大于A×10-2cm/s；第二，若填筑相对密度超过0.85，则其填筑范围最好超出溢洪道两边10m 宽。

4锚固件施工对松树水库坝体溢洪道泄槽底板及导水墙进行锚固施工对工程整体稳定性和效果具有积极作用。