為了宣泄水庫多余的水量,防止洪水漫壩失事,確保工程安全,以及滿足放空水庫和防洪調節(jié)等要求,在水利樞紐中一般都設有泄水建筑物。常用的泄水建筑物有深式泄水建筑物(包括壩身泄水孔、水工隧洞、壩下涵管等)和溢洪道(包括河岸溢洪道、河床溢洪道)。河岸溢洪道一般適用于土石壩、堆石壩等水利樞紐。河床溢洪道即溢流壩,通常用于重力壩樞紐。
河岸溢洪道可以分為正常溢洪道和非常溢洪道兩大類,正常溢洪道常用的型式主要有正槽式、側槽式、井式和虹吸式四種。
這種溢洪道的泄槽軸線與溢流堰軸線正交,過堰水流方向與泄槽軸線方向一致,其水流平順,超泄能力大,并且結構簡單,運用安全可靠,是采用最多的河岸溢洪道型式之一。
這種溢洪道的泄槽軸線與溢流堰的軸線接近平行,即水流過堰后,在側槽內轉彎約90°,再經(jīng)泄水槽泄入下游。側槽溢洪道多設置于較陡的岸坡上,大體沿等高線設置溢流堰和泄水槽,易于加大堰頂長度,減少溢流水深和單寬流量,不需大量開挖山坡,但側槽內水流紊亂、撞擊很劇烈。因此,對兩岸山體的穩(wěn)定性及地基的要求很高。
其組成主要有溢流喇叭口段、漸變段、豎井段、彎道段和水平泄洪洞段。其適用于岸坡陡峭、地質條件良好,又有適宜的地形的情況??梢员苊獯罅康耐潦介_挖,造價可能較其他溢洪道低,但當水位上升,喇叭口溢流堰頂淹沒,堰流轉變?yōu)榭琢?,超泄能力較小。當宣泄小流量,井內的水流連續(xù)性遭到破壞時,水流不穩(wěn)定,易產(chǎn)生振動和空蝕。因此,我國目前較少采用。
該型式溢洪道通常包括進口(遮檐)、虹吸管、具有自動加速發(fā)生虹吸作用和停止虹吸作用的輔助設備、泄槽及下游消能設備。溢流堰頂與正常高水位在同一高程,水庫正常高水位以上設通氣孔,當水位超過正常高水位時,水流將流過堰頂,虹吸管內的空氣逐漸被空氣帶走達到真空,形成虹吸作用自行泄水。當水庫水位下降至通氣孔以下時,虹吸作用便自動停止。這種溢洪道可自動泄水和停止泄水,能比較靈敏地自動調節(jié)上游水位,在較小的堰頂水頭下能得到較大的泄流量,但結構復雜,施工檢修不便,進口易堵塞,管內易空蝕,超泄能力小。一般用于水位變化不大和需隨時進行調節(jié)的中、小型水庫,以及發(fā)電和灌溉的渠道上。
河岸溢洪道在樞紐中的位置,應根據(jù)地形、地質、工程特點、樞紐布置的要求、施工及運行條件、經(jīng)濟指標等綜合因素進行考慮。
溢洪道的布置應結合樞紐總體布置全面考慮,避免與泄洪、發(fā)電、航運及灌溉等建筑物在布置上相互干擾。
溢洪道位置應選擇有利的地形和地址條件。布置在岸邊或埡口,并盡量避免深開挖而形成高邊坡,以免造成邊坡失穩(wěn)或處理困難;溢洪道軸線一般宜取直線,如需轉彎時,應盡量在進水渠或出水渠段內設置彎道。溢洪道應布置在穩(wěn)定的地基上,并考慮巖層及地質構造的性狀,還應充分注意建庫后水文地質條件的變化對建筑物及邊坡穩(wěn)定的影響。
溢洪道進出口的布置,應使水流順暢。進口不宜距土石壩太近,以免沖刷壩體;出口水流應與下游河道平順連接,避免下泄水流對壩址下游河床和河岸的淘刷、沖刷以及河道的淤積,保證樞紐中的其他建筑物正常運行。當其靠近壩肩時,其布置及泄流不得影響壩肩及岸坡的穩(wěn)定,與土石壩連接的導墻、接頭、泄槽邊墻等必須安全可靠。
從施工條件考慮,應便于出渣路線及堆渣場所的布置;盡量避免與其他建筑物施工相互干擾。