小型水庫溢洪道設計中存在的問(wèn)題及對策工學(xué)論文

時(shí)間：2024-10-02 13:06:56 其他類(lèi)論文我要投稿

　　摘要以工程實(shí)例為分析資料,總結小型水庫溢洪道設計中出現的問(wèn)題,并提出有效的處理措施,以為水庫安全提供參考。

小型水庫溢洪道設計中存在的問(wèn)題及對策工學(xué)論文

　　關(guān)鍵詞小型水庫;溢洪道設計;存在的問(wèn)題;對策

　　溢洪道在我國水利工程建設中是最為常見(jiàn)的建筑,在工程項目中能夠發(fā)揮出排除水庫存超蓄洪水的作用,使得水庫在汛期泄洪期間處于安全狀態(tài)。從完整的工程狀況看,溢洪道設計的好壞能夠直接影響水庫的安全狀況。

　　1調研概況

　　某市現有水庫188座,其中32座小(一)型水庫,156座小(二)型水庫。在勘察水庫時(shí)對各個(gè)水庫出現的安全問(wèn)題進(jìn)行詳細地檢查分析,總結小型水庫存在的問(wèn)題及修整的方法。研究調查的結果顯示,該市的水庫中共存在45座病庫和37座險庫。面對存在的諸多問(wèn)題,應給予足夠的重視,對導致問(wèn)題的原因進(jìn)行分析,并擬定有效的處理措施。否則,不但建筑工程發(fā)揮不了應有的作用,還會(huì )引起諸多的安全事故。技術(shù)人員在檢查水庫運用狀況時(shí),對溢洪道的安全問(wèn)題進(jìn)行詳細的調研,以保證其使用的安全性。

　　2小型水庫溢洪道設計出現的問(wèn)題

　　2.1溢洪道進(jìn)出口段與壩身距離短

　　檢查中發(fā)現有較多的小型水利工程的溢洪道進(jìn)出口段與壩身的間隔距離存在一定的問(wèn)題[1],主要是間隔過(guò)短,壩肩和溢洪道只有單薄的山脊互相隔離。當進(jìn)口段沒(méi)有使用相應的保護措施時(shí)尤其是護砌措施,泄洪后則會(huì )引起沖刷,給壩肩的安全造成巨大的傷害[2]。

　　2.2溢洪道設計尺寸較小

　　在設計小型水庫時(shí)常常要考慮到工程的資金消耗,而又必須要使得設計達到建筑工程的標準,在資金和標準的雙重壓力下,很多設計師常常會(huì )將設計尺寸進(jìn)行改動(dòng),縮短尺寸大小,隨之引起參考的洪峰與洪量等洪水數據發(fā)生異常變化[3]。這些造成溢洪道設計的尺寸也相應減小,在建筑的巖體出現風(fēng)化坍落后,發(fā)生泄洪渠淤積的概率則大大增加,讓水庫泄流難以正常進(jìn)行。

　　2.3溢洪道平面彎道半徑大小不穩定

　　平面彎道半徑對溢洪道在設計而言,是一個(gè)隱藏的不穩定因素,隨著(zhù)時(shí)間的變化,收縮忽小忽大,對于泄流的完成起阻礙作用。在遇到溢洪道陡坡段布置發(fā)生異常后會(huì )被彎道流態(tài)、流勢等因素干擾而出現變動(dòng),最終帶來(lái)的結果是出現兩岸的水面差,造成凹岸的水面壅高,很容易造成下游銜接的平直段內出現折沖水流,大大削弱泄流的能力。

　　2.4水力設計方法不合理

　　設計者在溢洪道的設計過(guò)程中沒(méi)有從專(zhuān)業(yè)的角度出發(fā),研制出科學(xué)的設計方案,這就讓設計結果與方案難以達到實(shí)際工程的需要,水力設計方式不合理會(huì )給工程項目造成很大的阻礙。

　　2.5溢洪道陡坡比降過(guò)陡

　　陡坡比降過(guò)大對于溢洪道設計是極為重要的問(wèn)題。部分溢洪道被設置在非巖性的山坡之上,其底部難以采取科學(xué)的反濾襯砌,一旦滲水后很容易出現滑坡現象,這會(huì )大大降低建筑結構的穩定性。

　　3處理小型水庫溢洪道設計問(wèn)題的有效措施

　　3.1在溢洪道設計中合理地調整布局

　　在設計小型水庫的溢洪道工程過(guò)程中,應該堅持實(shí)事求是的原則,充分考慮到工程所在地的地形、地貌、環(huán)境等相關(guān)因素。從而對整個(gè)工程布局進(jìn)行適當的調整,以保證設計結果達到標準要求。

　　3.1.1控制段。設計時(shí)需將泄流維持在均衡狀態(tài),讓進(jìn)口水流垂直于控制段的建筑物,并根據具體的情況與泄流要求,對寬頂堰或斷面堰合理安排,而堰的寬度大小需參照允許單寬流量進(jìn)行調整。

　　3.1.2引流段。為使得引流能夠順利進(jìn)行,通常設計時(shí)將其作為喇叭口是最佳效果,并盡可能的控制住損失大小,保持長(cháng)度在有效狀態(tài)。

　　3.1.3消能工。選擇多級躍水或溢洪道末端躍流時(shí)需保持泄流方向遠離壩腳距離≥100~150 m。對非巖基而言,最為普遍的方法是進(jìn)行地段處理,并把消力池安置在末端處。對泄流量很小的情況,應該利用消力坎的方式進(jìn)行。遇到遠驅式水躍后要從多個(gè)角度避免出現沖刷現象,這就需要采取差動(dòng)式消力坎的方案[4]。在巖基上,當溢洪道的尾端存在較陡的邊坎,通常使用挑射消能是最有效的方法。

　　3.1.4泄流段。泄流段常采取直線(xiàn)布置方法,這就在避免彎道與設置扭坡中發(fā)揮了重要的作用。在設計縱斷面過(guò)程中必須以現實(shí)的地質(zhì)為基礎,對緩坡、陡坡或多級躍水等情況做出科學(xué)的選擇。

　　3.2各結構的計算

　　3.2.1消力池底板厚度滿(mǎn)足抗浮標準。因為底板周?chē)倪吔绱嬖诩s束作用,使得滑動(dòng)現象較為普遍,這就需要采取有效的措施進(jìn)行抗浮�？垢×Φ姆绞街饕菍Φ装宓母≈�、水重進(jìn)行計算,控制抗浮安全系數≥1.3~1.5,則為安全。

　　3.2.2陡坡護砌厚度滿(mǎn)足滑動(dòng)安全標準�？够陌踩禂翟凇�1.3~1.5范圍,則為安全。

　　3.2.3挑流鼻坎的尺寸滿(mǎn)足各種穩定需要。在計算時(shí)需要結合力學(xué)方法進(jìn)行,抗滑安全系數為≥1.3~1.5,抗傾安全系數≥1.5。并對形成的合力進(jìn)行計算,保持最大和最小應力比值在≤3~5之間,以防止出現沉陷[5]。

　　4結語(yǔ)

　　總而言之,針對小型水庫溢洪道設計中存在的問(wèn)題采取有效地處理措施是必不可少的工作,這不僅使水利工程使用功能得到有效發(fā)揮,在擬定處理方案時(shí)應該對地質(zhì)構造、水文資料做好處理,這樣才能保證工程的功能得到發(fā)揮。

　　5參考文獻

　　[1] 王亞?wèn)|.勃利縣九龍水庫溢洪道數值模擬試驗分析[J].黑龍江水專(zhuān)學(xué)報,2007(4):89.

　　[2] 夏連富,江新春.小型水庫溢洪道基礎抗凍措施[J].水利科技與經(jīng)濟,2008(6):493.

　　[3] 陳芳.水庫溢洪道設計計算的探討[J].水利科技與經(jīng)濟,2009(7):568-569.

　　[4] 馬丹.水庫溢洪道除險加固工程設計思路[J].水利科技與經(jīng)濟,2010(2):157-158.