浅谈拱坝泄洪布置

摘要：

自新中国成立以来，我国的现代化水利工程建设从无到有，经历了一个漫长的发展过程。而就在这几十年的发展历程中，我国现代化的水利工程建设经历了三个跨越式的发展历程，即引进、吸收、自主创新，时至今日，我国的现代化水利工程建设已经取得了另世界瞩目的突出成就，而且在某些技术领域已经达到世界先进水平国家的行列。而在现代水利工程建设中，拱坝以其自身的优势和特点{即经济效益高，投资少等}在水利工程建设中占有举足轻重的作用。而拱坝泄洪布置是拱坝工程建设过程中重要的工作内容之一。下面，我们就来详细探讨下。

关键词：浅谈；拱坝；泄洪；布置；水利；工程；建设；

中图分类号：TV文献标识码： A 文章编号：

前言：

在上文摘要中我们已经初步了解拱坝工程建设在现代化水利工程建设中的重要地位。今天本文就以拱坝水利工程建设为线索，系统探讨拱坝泄洪的布置方式。我国在峡谷河段的水利枢纽建设中,采用拱坝的愈来愈多,且坝高和泄量逐渐增大,致使泄洪布置及消能防冲成为关键性的技术问题之一。拱坝坝身泄洪方式,一般采用表、中、深孔单独泄洪或联合泄洪等方式,故有单层、双层和多层射流流态,水舌竖向冲击消能方式是一种较好的新型消能工,并已被试验和工程实践运行证明,具有很好的消能效果。运用新型消能工使加拱坝坝身泄洪能力成为可能。下面，我们就从以下几个方面来进行系统阐述拱坝泄洪的布置方式与方法。

1. 拱坝泄洪整体布置优化

1.1.河谷都相当狭窄,岸坡很陡,有的岸坡比坝顶高出许多。从已建工程看, 坝顶(弧)长与坝高之比往往比实际上天然河谷的宽高比更小。如构皮滩为1.85,拉西瓦坝顶长与高之比为1.97,河谷宽高比为1.57。契尔凯坝顶长与坝高比为1.45,河谷宽高比为1.29,两岸岸坡度一般都在60度一80度,有的更陡。如契尔凯有的地段垂直壁高达20米,并且,有的工程两岸坡顶远高坝顶,如姆拉迪尼坝高200米,两岸坡高达700 一800米,巴列维坝203m,坡高400米。由于地形上的这些特点, 除为设计高双曲拱提供了有利条件外,施工条件一般都比较困难,场内

交通更困难。因此,除利用地形的有利条件将坝体尽量减薄以减少坝体混凝土和坝基开挖工程量外,一般工程采用了较多的地下工程来分散工程,尽量减少边坡开挖,以避免高边坡上的不稳定岩块危及电站正常运行。

1.2.大多数工程坝址覆盖层都比较浅,许多工程不足一米，但也有较深的。在这种情况下,只要其他条件适宜,可巧妙地利用这一点作为特殊设计的条件。如英古里工程覆盖厚达40米,在拱坝设计中利用河床的深槽作了50米厚的混凝土垫座,并在上部拱体间设围边缝,以减轻和均化坝基岩体的压力,改善拱体受力条件。英西罗克工程覆盖层深76米，利用开挖形成的深潭用作表孔跌流的坝下消力塘,效果甚好。

2.拱坝泄洪布置的应用

2.1.我国在峡谷河段的水利枢纽建设中,采用拱坝的愈来愈多,且坝高和泄量逐渐增大,致使泄洪布置及消能防冲成为关键性的技术问题之一。这一问题关系到整个枢纽布置及工程安全和造价。具对多年工作经验的总结，拱坝的泄洪布置,总的分为坝身泄洪和岸边泄洪或二者相结合的方式。坝身泄洪多采用表孔、中孔或深孔,岸边泄洪多采用岸边溢洪道(包括滑雪式溢洪道)或隧洞。当前各种泄洪布置形式参见表1。关于单独采用岸边溢洪道或隧洞泄洪布置的薄拱坝工程,超出了本文所要讨论的范围,故未列出。表1中的工程实例,基本上概括了拱坝采用坝身泄洪和坝身、岸边联合泄洪的几种主要布置形式。其具体形式表现在以下几点。

表一

第一，采用表孔泄洪布置, 可在靠近坝趾处设计必要的防护措施, 如采取局部衬护或开挖水垫塘等,否则只能将泄量降低到河床地质条件可能承受的范围，以确保大坝的安全。第二，采用中深孔泄洪布置时,从水力消能防护方面出发,应用新型的窄缝挑坎是一种可以增大泄量的途径, 如水利水电科学研究院水力学所在东风水电站双曲拱坝中孔的试验研究中,曾应用收缩比为0.5的窄缝挑坎, 收到了较好的消能效果。在相同水力条件下比一般矩型挑坎的冲坑深度可减小约80%。第三，采用表、中(深)孔的联合泄洪方式。如果使表、中孔两层水舌在空中交汇冲击,不仅能耗损部分动能,重要的是加剧了冲击后水舌的裂散、掺气作用,能较显著地提高消能效果。同时这种消能形式,既可克服表孔挑流射距过近的问题,又能改变中孔水舌向心集中的情况, 是一种可较大幅度增加坝身泄量的消能形式。

结语：

综上所述，关于拱坝泄洪的布置方式具有很多种，许多中外专家在应对拱坝泄洪布置方面问题时，大都持有不同的看法。本文主要是从结构应力情况、闸门设计与运行、泄洪消能对大坝影晌等三个方面来阐述在拱坝泄洪布置过程中加大泄洪量的优势，因为加大拱坝的泄洪能力在技术上的可行性和经济性具有重要的意义。

参考文献：

[1]郭军, 高季章, 朱荣林, 铁灵芝. 混凝土拱坝泄洪方式的分类.中国水利水电科学研究院,2010.03.

[2]陈椿庭主编.高坝大流量泄洪建筑物.水利电力出版社,2009.03.