水庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

　　水庫工程的溢洪道設(shè)計(jì)方案是否合理直接關(guān)系到水庫工程的安全運(yùn)行，更關(guān)系著工程建設(shè)的成本控制、造價(jià)管理工作質(zhì)量。歡迎閱讀水庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開題報(bào)告，本文從中小型水庫工程進(jìn)行中，溢洪道設(shè)計(jì)方案的確定過程中比較多見的問題出發(fā)，具體探討了相應(yīng)的解決策略。

　　引言

　　溢洪道作為水庫建筑體系的重要部分之一，可以有效保證汛期內(nèi)水庫建筑及其周遭設(shè)施的安全。對(duì)于中小型水庫工程而言，如果工程施工過程中質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)要求，未把溢洪道作為主要建筑體加以重視，導(dǎo)致建成的溢洪道不具備承受高速水流沖擊的能力，再加上日常管理養(yǎng)護(hù)工作不到位，以致汛期到來時(shí)臨時(shí)調(diào)度無法高效運(yùn)行等等，都會(huì)導(dǎo)致溢洪道面臨水毀事故。除此之外在設(shè)計(jì)方面，因中小型水庫的溢洪道在設(shè)計(jì)階段標(biāo)準(zhǔn)要求不夠高，再加上消能設(shè)施完善度不夠或者根本沒有配置，也極易導(dǎo)致水毀事故。中小型水庫溢洪道設(shè)計(jì)方案科學(xué)性與合理性不僅關(guān)系到后期整個(gè)水庫建筑結(jié)構(gòu)的安全性，更關(guān)系到工程項(xiàng)目建設(shè)的成本控制、造價(jià)管理工作質(zhì)量高低。因此相關(guān)的設(shè)計(jì)單位與設(shè)計(jì)工程師在進(jìn)行中小型水庫工程的設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)提高對(duì)于溢洪道結(jié)構(gòu)合理性的重視程度。

　　一、中小型水庫溢洪道方案確定可能面臨的問題

　�。ㄒ唬┲行⌒退畮煊捎诠こ添�(xiàng)目建設(shè)資金有限，出于工程造價(jià)方面的考慮，在進(jìn)行水庫溢洪道的設(shè)計(jì)時(shí)，所參考的地區(qū)汛期洪水相關(guān)數(shù)據(jù)常常偏小，根據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)也不夠高，如此一業(yè)，所設(shè)計(jì)出的溢洪道結(jié)構(gòu)以及框架就會(huì)不甚合理，尺寸上面會(huì)有所偏差，再加上水庫運(yùn)營過程中溢洪道周圍巖體長期的風(fēng)化坍落，往往導(dǎo)致本身泄流能力有限的溢洪道功能能揮更受到限制，進(jìn)面造成汛期泄洪的.巨大安全壓力。

　�。ǘ�）在中小型水庫工程的建設(shè)過程中，溢洪道的位置設(shè)置方面往往面臨不合理不科學(xué)的狀況。比如溢洪道的進(jìn)出口部分在設(shè)計(jì)方案中與水庫壩體的距離太小，溢洪道和壩肩只隔著一層非常單薄山脊結(jié)構(gòu)，再加上溢洪道進(jìn)口部分如緊又缺乏有效的護(hù)砌措施，在汛期需要泄洪的時(shí)候，如果沖蝕現(xiàn)象發(fā)生，那么壩肩、壩體的安全將直接受到威脅；另外如果設(shè)計(jì)方案中的溢洪道陡槽末端和水庫壩底緊密相貼，當(dāng)面臨橫向水流的沖擊時(shí)，壩腳安全根本無法受到保障，水庫主壩的安全性將十分堪憂。

　�。ㄈ�）在中小型水庫工程的建設(shè)過程中，進(jìn)行溢洪道平面彎道的設(shè)計(jì)時(shí)，如果方案彎道的半徑太大或者變度變化過于劇烈，汛期洪水泄流將面臨非常大的麻煩。以溢洪道陡坡段為例，若有彎道設(shè)置，那么彎道本身水流狀態(tài)以及流勢變化特點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致水道兩邊出現(xiàn)水面差，而且凹岸水面明顯過高，到水流下游與平直段進(jìn)行對(duì)接時(shí)就會(huì)形成比較大的折沖水流，直接影響到水庫的泄流水平以及消能作用。此外，如果溢洪道無論哪個(gè)部分的彎度變化過于劇烈，都會(huì)導(dǎo)致壅水情況的發(fā)生，嚴(yán)重沖擊砌護(hù)結(jié)構(gòu)的，進(jìn)而影響到溢洪道結(jié)構(gòu)本身的安全性。

　�。ㄋ模┰谥行⌒退畮旃こ痰慕ㄔO(shè)過程中，相關(guān)部門與工作人員在進(jìn)行溢洪道平面結(jié)構(gòu)布置和縱橫剖面設(shè)計(jì)時(shí)可能面臨到的問題以陡坡的幅度大于降過區(qū)。在實(shí)踐中，因一些溢洪道需設(shè)置于非巖性山體之上，在道底沒有做充分的反濾襯砌結(jié)構(gòu)的情況下，汛期溢洪道滲水之后，山體極易出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象，溢洪道的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性非常差；另外在進(jìn)行溢洪道橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)，部分工程施工人員對(duì)山體開挖坡度控制不到位，導(dǎo)致一些區(qū)段坡度過大，在襯砌結(jié)構(gòu)厚度不足的情況下，根本無法溢洪道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性要求，同時(shí)也易導(dǎo)致水體坍方；溢洪道平面設(shè)計(jì)時(shí)如果存在水庫上下游斷面連接不順暢就極易影響到水庫的排水泄洪能力；還有如果溢洪道與河道對(duì)接的部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，甚至出現(xiàn)末端遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于河床高度，最終會(huì)影響到整個(gè)水庫建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

　　二、中小型水庫溢洪道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中需要注意的設(shè)計(jì)技巧

　　在中小型水庫的設(shè)計(jì)也建設(shè)過程中，溢洪道部分的設(shè)計(jì)布局應(yīng)當(dāng)做到最大程度與建設(shè)地的地理特點(diǎn)相結(jié)合，在保證工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性的前提下，節(jié)約資金，控制工程造價(jià)。如果水庫主壩周圍有天然山體，可其上直接設(shè)置溢洪道結(jié)構(gòu)；如果水庫主壩入口過窄，無法從正面布設(shè)溢洪道，那就需要考慮側(cè)槽式布局方案。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，溢洪道規(guī)劃的最高原則是結(jié)構(gòu)線路短、彎道盡量少出現(xiàn)或不出現(xiàn)、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)穩(wěn)定性強(qiáng)、泄洪口遠(yuǎn)離水庫主壩體。

　�。ㄒ唬┮绾榈浪�流入口段的設(shè)計(jì)技巧

　　在進(jìn)行溢洪道水流入口段的設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員最好水流入口設(shè)計(jì)為喇叭狀，這樣可以最大程度保證水流進(jìn)入的平緩順暢；而且為了減少能量損耗，入口段長度最好不要太長；在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，如果由于建設(shè)地點(diǎn)地理特點(diǎn)的限制不可避免需要加設(shè)彎道，那么首先必須最大程度保證彎道段的平緩度，同時(shí)還應(yīng)注意彎道段與水流下部分的銜接部分以及水流出口部分要與壩腳保持遠(yuǎn)離，防止溢洪道運(yùn)營過程中水對(duì)于壩腳的沖刷度過大。最后，溢洪道水流入口段的截面最好選用梯形或者矩形，如果水庫水流速度 的話，無需對(duì)水道加以砌護(hù)；但是壩端以及主建筑物附近、彎道兩邊的凹岸部分均應(yīng)加調(diào)砌護(hù)結(jié)構(gòu)，以保證溢洪道的穩(wěn)定與安全性。

　　（二）溢洪道水流控制段的設(shè)計(jì)技巧

　　在進(jìn)行溢洪道水流控制段的設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)使入口處的水流與控制段的建筑物呈垂直狀態(tài)，以保證泄流的均勻程度；在建設(shè)地段地理?xiàng)l件的基礎(chǔ)上，按照水庫泄流量的要求進(jìn)行寬頂堰抑或?qū)嵱脭嗝嫜叩脑O(shè)置，其寬度依照單位寬度水流流量進(jìn)行確定。一般來說，硬度較大的巖基的單位寬度水流量為 ；而非巖基的單位寬度輸水量為 。除了應(yīng)在水流入口道加設(shè)引流段，還應(yīng)保證控制段的堰頂寬度保持在 范圍內(nèi)；同時(shí)為了保證水流的平緩順暢，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)將控制段堰口與水流上游的入口引流段之間以水流漸變段相連，收縮角度最好在 左右。如果本段的堰體寬度比較大，需要在堰體橫向上加設(shè)沉陷區(qū)與溫度縫區(qū)，兩者中間的距離以 為宜。

　�。ㄈ�）溢洪道的急流段的設(shè)計(jì)技巧

　　在進(jìn)行溢洪道水流急流段的設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員最好選擇直線結(jié)構(gòu)進(jìn)行布局，還要最大程度避免彎道以及扭坡的出現(xiàn)，防止因水流狀態(tài)的急劇變化而導(dǎo)致負(fù)壓的產(chǎn)生；進(jìn)行該部分縱斷面的設(shè)計(jì)時(shí)必須從當(dāng)?shù)貙?shí)際地質(zhì)特點(diǎn)出發(fā)，廣泛結(jié)合緩坡、多級(jí)跳躍、急流陡坡等多種坡段形態(tài)，做到因地制宜；鑒于該段水流的速度很快，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)考慮將此段布設(shè)在硬度大而沖刷的巖基部分，因?yàn)橹糜谛迈r巖基結(jié)構(gòu)上的急流水段無需額外加以砌護(hù)；當(dāng)然如果不具備此條件，那就必須把非巖基地段加設(shè)砌襯結(jié)構(gòu)，其厚度可按照該段的地理數(shù)據(jù)以及急流段的水流速度進(jìn)行確定。

　　三、結(jié)束語

　　近年來，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平進(jìn)一步提高，各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)都經(jīng)過了深刻的調(diào)整階段，特別是對(duì)于第一產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)而言，其結(jié)構(gòu)調(diào)整更是引人矚目。在此過程中，中小型水庫工程的實(shí)用功能也隨之出現(xiàn)了較大幅度的調(diào)整，多數(shù)中小型水庫均由傳統(tǒng)上單純服務(wù)農(nóng)業(yè)灌溉，轉(zhuǎn)向了城鄉(xiāng)供水的功能性轉(zhuǎn)變，同時(shí)又擔(dān)負(fù)了中小河流防洪防汛的重任，甚至有些地區(qū)的水庫通過對(duì)水庫溢洪道水流入口段高程的調(diào)整，不斷增加水庫的容量以及泄洪能力。所以在實(shí)踐中，中小型水庫工程的溢洪道部分更應(yīng)當(dāng)引起建設(shè)部門以及設(shè)計(jì)單位的切實(shí)關(guān)注。在進(jìn)行工程加固以及結(jié)構(gòu)改造過程中，對(duì)于溢洪道的布局進(jìn)行合理設(shè)計(jì)與調(diào)整，最大程度上保證水庫汛期運(yùn)行的安全性與可靠性。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]朱曉玲,陳皓,李玉芳.中小型水庫壩下排水涵管除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].人民長江.2011,42(9):57-97

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