水电站闸坝工程溢流坝段设计案例综述
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TOC\o1-3\h\u7247水电站闸坝工程溢流坝段设计案例综述 1
317101.1泄流建筑物形式选择 1
140611.2溢流孔口设计 1
274511.2.1洪水标准的确定 1
14921.2.2设计流量确定 2
60611.2.3单宽流量确定 2
257671.2.4孔口数目确定 2
163421.3溢流坝段总长 3
191721.4溢流坝段堰顶高程 3
274151.5闸门高度 5
166021.6泄流能力校核 5
279481.7溢流坝段剖面设计 6
116051.7.1顶部曲线段 6
296111.7.2中间直线段 7
188551.7.3底部反弧段 7
1.1泄流建筑物形式选择
本设计中的枢纽工程规模为小（Ⅰ）型，工程等别为Ⅳ等。在设计中为了保证在完全安全和稳定的情况下尽可能减少施工工序和施工难度，缩短部分工期，尽量快稳准的完成目标，在满足泄流能力的情况下，初定采用开敞式溢流孔口的溢流坝型。
1.2溢流孔口设计
1.2.1洪水标准的确定
本设计中挡、泄水级别均为4级，通过查阅任务书及当地水文气象条件得知，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为200年一遇。
1.2.2设计流量确定
该枢纽工程坝址处经过水文、水利调洪演算最终确定该坝址处的设计流量为：设计洪水流量为2470，校核洪水流量为3335。
1.2.3单宽流量确定
因本设计中坝基岩层为一般岩层，基岩完整且无断层。通过查阅书籍找寻老师答疑可知：当溢流坝段下泄单宽流量较大时，溢流坝泄洪量大，对下游的消能防冲设施造成损耗极大；相反，当溢流坝下泄单宽流量较小时，溢流坝泄洪量小，其冲击力对于下游的消能防冲设施来说在可承受范围之内。
当基岩情况较差时，溢流坝下泄单宽流量为：
对于一般的岩石基础，溢流坝下泄单宽流量为：；
对于较完好的基岩基础，溢流坝下泄单宽流量为：。根据溢流坝泄流量及下游消能防冲设施影响两重互相影响，结合当地地形地貌条件为一般岩层的情况，故单宽流量取。
1.2.4孔口数目确定
式（32）
溢流段净宽，单位：；
单宽流量，单位：
由任务书可知：
在设计洪水位工况下，下泄流量为：，故溢流段净宽取值为：。
在校核洪水位工况下，下泄流量为：，故溢流段净宽取值为：。
结合设计洪水位和校核洪水位两种工况的下泄流量计算可知溢流段净宽的取值范围，本设计中最终确定取溢流坝段长度。
根据实践中的大、中型工程中的溢流孔口宽度常取为，且为了安全起见，孔口数一般取奇数为好。再根据该枢纽工程规模为小（Ⅰ）型，故在本设计中取孔口宽度，则孔口数为。
1.3溢流坝段总长
溢流坝段总长可按式（33）计算。
式（33）
根据规范SL74-2013，溢流坝孔口中墩厚度取为3m，边墩厚度取为2m。则该溢流坝段的总长为：。
1.4溢流坝段堰顶高程
本设计中溢流坝段采用实用堰中的WES型剖面，可用式（33）进行计算。
式（33）
，，；
，，；
m=0.42-0.5之间，而该设计采用WES堰型，故取m=0.502。
侧收缩系数按式（34）计算。
式（34）
中墩系数，由表6查得；
边墩系数，由表7查得。
表6闸墩系数
闸墩头部形状
矩形尖角形
0.80
0.86
0.92
0.98
1.00
半圆形
0.45
0.51
0.57
0.63
0.69
尖角形
0.25
0.32
0.39
0.46
0.53
本设计中中间闸墩选用半圆形闸墩。
表7边墩系数
边墩平面形状
直角形
圆弧形
斜角形
1.00
0.7
0.70
本设计中边上闸墩选用圆弧形，根据资料，边墩系数取。
设计洪水位工况下，由式（34）可得
，
将其代入式（33）可得
联立上2式可解得
故：
校核洪水位工况下，由式（34）可得
将其代入式（33）可得
，
联立上2式可解得
故：
设计定型水头的取值为：。
在本设计中取。
1.5闸门高度
故本设计中溢流坝孔口闸门高度为27.20m。
1.6泄流能力校核
运用泄流公式对两种工况下的泄流能力进行校核。
表8与关系
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0.85
0.90
0.95
0.975
1.0
1.025
1.07
（1）设计洪水位工况下：
，由表8得：，则
溢流坝的泄流能力满足规范要求。
（2）校核洪水位工况下：
，由表8得：，则
溢流坝的泄流能力满足规范要求。
结合以上计算过程及结果，可知在两种工况下的泄流能力均满足规范要求。
1.7溢流坝段剖面设计