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1、5.3溢洪道加固设计5.3.1右岸溢洪道加固设计5.3.1.1 工程现状右岸溢洪道距大坝右坝端170m，控制段采用宽顶堰，溢流堰净宽为25m, 堰顶高程824.43m,末端采用挑流消能。该洪道全长360,其中：进口段长54.67m, 溢流堰长27.05m，堰跌水长1.5m,渐变段长49.55m，陡槽段长222.83m，鼻坎 长 4.4m。溢流堰和渐变段侧墙均为浆砌块石重力墙结构，每隔 5m 设置一道宽 1.0m 的齿墙嵌入两侧山坡的原状岩体内，墙面用水泥砂浆勾缝；该部分底板为厚 0.4m 的C15块石砼。陡坡段上游为M7.5号浆砌块石侧墙，底板为0.4m厚块石混凝 土，上面另衬20cm厚C20
2、钢筋混凝土护面；下段为70m长的钢筋混凝土渡槽， 槽墩为砼预制砖砌成，墩间距10m，净跨8.8m/孔。渡槽建成后，因处理废土需 要，整个坑洼被废土填平，槽身得以隐蔽。挑流鼻坎建筑在岩基上，侧墙、底板 为浆砌块石，面层用钢筋混凝土另作了加强衬砌。该溢洪道于1976年冬施工，至1982年基本完成。目前建筑物基本运行正常， 但其进口右岸山坡因开挖边坡陡，陡坡段最大达 1： 0.5，且未设平台和山坡排水， 山坡多已崩塌或开裂变形，有产生崩塌的趋势。冲刷坑岩体风化剧烈，且有多组 裂隙，裂隙已开裂，冲刷坑急剧加深，两侧山坡大面积崩塌。另外陡槽段有部分 泄槽底板开裂，需要修补；堰首没有进行帷幕灌浆，底板扬压
3、力偏大。5.3.1.2 溢洪道顶部高程复核杨洞水库溢洪道无闸门控制，根据溢洪道设计规范(SL253-2000)第2.3.7 条规定，控制段的顶部高程不得低于校核洪水位加安全超高(杨洞水库为 3 级建 筑物取0.3m)。因此，杨洞水库溢洪道控制段的顶部高程不得低于828.12(827.82+0.3)m。杨洞水库溢洪道控制段顶部现有高程为829.53m,满足规范要求。5.3.1.3 溢洪道泄流能力复核本溢洪道的控制段宽25.0m,堰顶高程为824.43m。堰型为宽顶堰，溢洪道泄 流能力可按宽顶堰公式计算。Q = meBQ2 gH式中：Q流量，m3/s；B总净宽，m；H0堰上总水头，m；m流量系数；
4、s闸墩侧收缩系数。经计算，溢洪道校核工况、设计工况、消能工况泄流能力满足调洪演算所要求的结论。表 5.3-1杨洞水库泄流能力复核频率P（%）洪峰流量（m3/s）最咼水位Z（m）相应库容V（万 m3）相应泄量q（m3/s）0.1500829.111510393.161321827.821408247.523.33240827.141352175.775.3.1.4溢洪道泄槽水面线复核a）计算公式泄槽的水面曲线，根据能量方程用分段求和计算，计算公式如下a v 2a v 2D L =1- 2(h cos q + -)- (h cos q + -)22 g_ 12 gi - J2n2 vJ R4/3式
5、中：AL_分段长度,m；hh2分段始、末断面水深，；v广v2分段始、末断面平均流速m/s；aa2流速分布不均匀系数，取05；0泄槽底坡角度，（）；i泄槽底坡，i=tg0；J分段内平均摩阻坡降；n泄槽槽身糙率系数，砼衬砌。取n-0.017；v 分段平均流速，v （ v 1+ v2）/2, m/s；R 分段平均水力半径，R （R+R2）/2, m；RR2分段始、末断面水力半径，m；而水流的掺气水深hb= (1+xv100式中，h、入一一分别为泄槽计算断面的静水深与掺气水深（；v不掺气情况下泄槽计算断面的流速m/s）；Z修正系数，近似取=12转角为 10，需要对其进行冲击波计算。片sin?片-3)宽
6、顶堰后接收缩段/0+028.550+078.10）宽度由25m收缩至12m，边墙偏tg 0 =2tg 2 p + 丁 1 + 8F 2 sin2 p 一 117r11h jl + 8F2 sinp 12 =rl1h21v = cos0。心1-0)式中：p 冲击波波角，（。10 边墙偏转角，/。）F 起始断面弗劳德数；r1h、 h 起始断面与波峰下游断面水深， m；12v、 v 起始断面与波峰下游断面流速， m/s。12b）起始计算断面位置及水深 堰后为溢跌坎，泄槽起始水深则为消力槛后收缩断面的水深，该水深计算公 式如下：h =12g (H + P h cos 0)式中q起始计算断面单宽流量，m
7、3/（s.m）；H0 一一起始计算断面渠底以上总水头， m0 泄槽底坡坡角；P跌坎高度，取1.57。c）水力计算成果求解的顺序是由上游向下游逐段推算。平剖面尺寸参数见相关设计图纸。其 中侧墙最小高度的选择原则是：安全超高按P=0.1%校核洪水水面线以上0.5m、 P=1%设计洪水水面线以上1.0m考虑，择其较大值。表 5.3-2杨洞水库溢洪道水面线复核工程部位P=0.1%校核洪水P=1%设计洪水P=3.33%消能防冲洪 水现有导 墙咼度静水深流速掺气 水深静水深流速掺气 水深静水深流速掺气 水深mm/smmm/smmm/smm控制段0+0004.683.364.683.392.923.392.
8、712.592.715.10+027.052.985.282.982.194.522.191.744.031.745.1收缩段 （冲击波）0+028.551.768.91.761.228.141.220.917.720.915.10+043.253.38.263.32.437.582.431.947.241.945.10+078.104.876.734.873.585.773.582.855.142.855.1陡槽段0+0903.2010.253.662.219.352.501.678.771.885.10+1102.5812.713.041.7511.822.031.3111.221.515
9、.10+1302.2714.442.731.5313.491.821.1412.831.355.10+1502.0715.802.531.4014.771.691.0513.991.255.10+1701.9416.922.401.3115.761.600.9914.851.195.10+1901.8317.862.291.2516.561.530.9415.501.155.10+2101.7618.652.221.2017.201.490.9216.001.125.10+2301.7019.322.151.1617.711.450.8916.381.105.10+2501.6519.902.
10、101.1418.131.430.8816.671.085.10+2701.6120.402.061.1218.471.410.8716.891.075.10+2901.5720.832.031.1018.751.390.8617.061.065.10+303.11.5521.072.011.0918.901.380.8517.141.065.1表 5.3-3杨洞水库收缩短冲击波计算重现期h(m)V(m/s)比0()h2(m)v2(m/s)弘冲击波影响最 小长度（m）10001.768.912.1435.733.38.221.44514.71001.228.152.3632.62.437.61
11、.5516.2300.917.722.5829.961.947.241.6617.66从表5.3-2、表5.3-3 可知，杨洞水库现有侧墙高度满足规范要求的高度，本 次设计不需要对侧墙进行加高扩建。5.3.1.5 溢洪道消能防冲工程复核工程消能防冲工程采用挑流消能，挑角5，各级流量挑流消能的水力计算见下表 5.3-3。下游水深近似取出水渠正常水深。根据溢洪道设计规范(SL253-2000)附录A.4.1及A.4.2的挑流消能计算公式：1 L =v2 sin0 cos0 + v cos0 v2 sin 2 9 + 2g (h cos0 + h )g 11112T 二 kq1/2Z1/4式中：L自
12、挑坎末端算起至下游河床床面的挑流水舌外缘挑距，m；e挑流水舌水面出射角，为5；h1挑坎末端法向水深，m；h2尾坎坎顶至下游河床高程差，m；v1尾坎坎顶水面流速，m/s；T自下游水面至坑底最大水垫深度，m；q尾坎末端断面单宽流量，m3/ (s m)Z上、下游水位差，m；k综合冲刷系数，取1.5。表 5.3-4挑流消能工计算成果表泄洪流相应洪坎顶下游单宽流量q挑距水垫深冲刷坑冲刷坑量Q水频率水深水深单宽流量qL度T深度t最大后(m3/s)(%)(m)(m)(im/(s m)(m)(m)(m)坡i393.160.11.555.4232.7653.423.518.130.340247.5211.094
13、.0720.6337.2218.714.60.392175.773.330.853.2914.6533.1215.7312.440.376根据计算冲刷坑最大后坡(即冲刷坑最低点距坝址的距离与冲刷坑的比值)为0.392,参考混凝土重力坝设计规范DL5108-1999第7.4.2条的规定(小于许可的最大后坡 0.4)。说明冲坑不会影响到下游挑流鼻坎的稳定。但鼻坎坎脚并没有嵌入河床底，根据目前冲坑现状以及考虑小流量对鼻坎坎 脚的冲刷，需要对鼻坎坎脚近12.5m的距离进行护砌，护砌厚度1.4m。 5.3.1.6溢洪道各部分结构复核溢洪道自建成至今，各建筑物运行基本正常，目前主要进行处险的是进口右 岸山坡需要削坡减载，溢洪道部分底板出现裂缝需要修补，冲刷坑及下游需要护 砌。而溢洪道本身侧墙和底板等均未出现大的变形、倾覆、沉陷、冲蚀等结构性 问题，说明溢洪道工作尚正常或接近极限状态，故本次不再对溢洪道各部分进
