溢洪道加固设计优化方案

现状溢洪道置于右岸滑坡体上,出口陡坡段为第四系松散蠕动体,该段边墙被冲毁,底板断裂滑移,出口无消能防冲设施。因此溢洪道整体结构不稳定,不能泄洪；而左岸山体为玄武岩,岩质坚硬,适宜建筑,所以新建溢洪道布置在左坝肩山体。

新设溢洪道位于大坝左坝肩的山体处,全长164.82m,由进口段、控制段、泄槽段、消力池和连接段组成。控制段设为宽顶堰型平底板闸3孔,每孔净宽3.3m,闸室为钢筋混凝土结构,每孔各设置工作闸门1道,闸门用手电两用螺杆式启闭机控制,闸前预留检修门槽。在坝顶处设桥板3跨,净跨3.3m,桥面宽度与坝顶相同,为5.0m,闸室顺水流向长9.2m。泄槽段总长89.62m,泄槽断面为矩形钢筋混凝土结构,底宽5.0m；上段槽深2.7m,纵坡为1:5；下段槽深2.0m,纵坡为1:3；墙及底板厚均为0.5m。泄槽末端设消力池,采用底流消能结构,池深1.0m、长35.0m；消力池末端与坝下游的泄水渠道相连。

(1)闸室宽顶堰泄水能力计算。宽顶堰泄水能力计算采用下列公式：

式中：Q为校核洪水时的下泄流量；m为流量系数；ε为边墙侧收缩系数；B为闸孔总净宽；H0为上游水头。

经计算,Q＝80.93m3/s＞77.83m3/s,满足设计要求。

(2)泄槽水面线推求。根据拟定溢洪道的断面尺寸,按最大下泄流量Q＝80.93m3/s,计算出泄槽起点的临界水深hk,然后以hk为起点水深,根据能量方程,用分段总和法计算泄槽水面线。

根据算得的各断面水深,按下式计算泄槽的掺气水深：

式中：h、hb分别为泄槽计算断面的水深及掺气后的水深；ξ为修正系数；v为不掺气情况下泄槽计算断面的流速。

燕麦地水库溢洪道水力计算成果见表7.1-11。

表7.1-11　燕麦地水库溢洪道水力计算成果表

(3)消能计算。按下式计算水跃的共轭水深：(www.xing528.com)

式中：h2为水跃的共轭水深；Fr1为收缩断面弗劳德数；h1为收缩断面水深；v1为收缩断面流速。

水跃长度L按下式计算：

池深d按下式计算：

式中：σ为水跃淹没度；ht为消力池出口下游水深；ΔZ为消力池尾部出口水面跌落。

消力池长度Lk按下式计算：

根据以上计算,算得d＝0.77m,Lk＝11.3m；故溢洪道加固设计中取d＝0.8m,Lk＝12.0m。

(4)主要工程量。燕麦地水库新建溢洪道主要工程量见表7.1-12。

表7.1-12　燕麦地水库新建溢洪道主要工程量表