第六章河岸溢洪道
第一节概述
一、泄水建筑物：
用来宣泄洪水期间或其他情况下水库（或渠道）中多余水量以保证大坝安全的建筑物。
包括河床溢洪道（如溢流坝、泄洪闸、泄水孔等）和河岸溢洪道（明渠和泄水隧洞等）。
二、河岸溢洪道的适用条件
1、河谷狭窄，洪峰流量大，采用河床布置有困难；
2、坝体不宜作河床溢洪道；
3、有垭口地形；
4、利用施工导流洞改建。
三、溢洪道分类
1、正槽溢洪道
2、侧槽溢洪道
3、井式溢洪道
4、虹吸溢洪道
一、工作特点
开敞式正面进流. 泄槽与溢流堰轴线正交,过堰水流与泄槽方向一致.
组成: 进水段（引水渠）, 控制段,泄槽(陡槽), 消能段,尾水渠.
优点:结构简单,进流量大,泄流能力强,工作可靠,施工、管理、维修方便，因而被广泛采用。
图6-1 正槽溢洪道
二、正槽溢洪道各组成部分的设计
1、引水渠
作用：使水流平顺地进入控制段，改善堰身及泄槽的流态。
设计原理：在合理的开挖方量下，尽量减少水头损失，以增加溢洪道的泄水能力。
断面形式：岩基上接近矩形，土基上采用梯形。
进口布置形式：喇叭口。
图6-2 溢洪道的整体布置单位：m
2、控制堰段
作用:控制溢洪道的泄流能力.
横断面:矩形
纵剖面:实用堰和宽顶堰
设计要求:有足够的泄流能力.
*实用堰:流量系数大，需要的溢流前缘较短，较之宽顶堰可减少工程量。
但施工复杂，多用于岩石地基上，尤其是岸坡较陡的大中型工程。
形式：克-奥型、WES曲线型
*宽顶堰:结构简单，施工方便。
但流量系数较小，需要的溢流前缘较长。
多用于泄洪量不大或附近地形较平缓的中小型工程中。
B—堰顶长度
H—堰上水头
P—堰高
图6-3 常用的控制堰
3、泄槽段
工作特点：在溢流堰后用泄槽与消能段相接，为使槽内水流呈急流状态其纵坡常为大于临界坡度的陡坡，因此又称其为陡槽。
由于泄槽内水流流速较高，设计时必须考虑高速水流产生的冲击波、脉动和空蚀现象，在布置和构造上予以重视，一般应加高、加固泄水槽的边墙，以确保溢洪道的安全。
（1）泄槽的纵剖面设计
泄槽的纵坡一般做成为大于临界坡度的陡坡，通常i=1%～5%，有时可达10%～15%。
*变坡：泄槽很长时，为适应地形、地质条件而设。
由陡变缓，变坡处用反弧段连接R8 ～10倍水深，易出现动水压力破坏，应尽量避免。
由缓变陡：变坡处用抛物线连接。
槽底易产生负压。
图6-4 泄槽变坡处的竖曲线
（2）泄槽的平面布置
从高速水流考虑，泄槽在平面上应尽量直线、等宽、对称布置。
实际上，由于地质（形）条件的限制，或从减少开挖、处理洪水归河、有利消能等方面考虑，往往改变横断面，设置收缩段、弯曲段或扩散段。
图6-5 泄槽的平面布置
(3)断面型式
在岩基上一般接近矩形断面，土基上用梯形较多，边坡不宜太缓以防止水流外溢和对流态不利，一般应做衬砌。
(4)弯曲段：渠底超高法—作用是使流量分布均匀并适当改善流态。
对弯曲的泄槽，为使槽内流量分布均匀和改善流态，可将渠底做成外侧高于内侧的横向底坡，用重力来平衡离心力。
图6-6 弯道上的泄槽
5)收缩段与扩散段
收缩段的收缩角大小直接影响由于断面收缩而产生的冲击波的大小。
收缩角越小，冲击
波就越小，通常收缩角≤11.25º.
扩散段一般设在泄槽的末端有利于消能.在高速水流的条件下,扩散角不宜过大以免水流于边墙脱离.
4、消能设施
位于泄水槽出口处，作用是为了消除下泄水流具有破坏作用的动能，从而防止建筑物被水流冲刷，保证安全。
消能方式：底流消能和挑流消能。
图6-7 溢洪道挑流坎布置图单位：m
5、尾水渠:当流经泄槽的急流经过消能后，不能直接进入原河道，需布置一段尾水渠，要求短、直、平顺，底坡尽量接近原河道的坡度，以使水流能平稳顺畅地归入原河道。
第三节侧槽溢洪道
一、侧槽溢洪道的特点和布置
1、特点：水流经过溢流堰，泄入与堰大致平行的侧槽后，在槽内转向约90°，经泄槽或泄水隧洞流入下游。
侧向进流，纵向泄流。
2、适用:坝址山头较高、岸坡较陡的情况，尤其适于中小型水库中无闸门控制的溢洪道中。
图6-8 侧槽溢洪道典型布置
第四节非常溢洪道
一、漫流式
图6-9 漫顶自溃式非常溢洪道进水口断面图 单位：m
（a ）国内某水库非常溢洪道示意图 （b ） 国外某水库漫顶自溃堤断面图
1—土堤； 2—公路； 3—自溃堤各段间隔墙； 4—草皮护面；
5—0.3m 厚混凝土护面； 6—0.6m 厚1.5m 深的混凝土截水墙； 7—0.6m 厚、3.0m 深混凝土截水面
漫流式非常溢洪道的布置与正槽溢洪道类似，堰顶高程应选用与非常溢洪道启用标准相应的水位高程。
控制段（溢流堰）通常采用
混凝土或浆砌石衬砌，设计
标准应与正槽溢洪道控制段
相同，以保证泄洪安全。
控
制段下游的泄槽和消能防冲
设施，如行洪过后修复费用
不高时可简化布置，甚至可
以不做消能设施。
控制段可
不设闸门控制，任凭水流自
由宣泄。
溢流堰过水断面通
常做成宽浅式，故溢流前缘
长度一般较长。
因此，这种
溢洪道一般布置在高程适
宜、地势平坦的山坳处，以
减少土石方开挖量。
二、自溃式 自溃式非常溢洪道有漫顶溢流自溃式和引冲自溃式两种型式。
漫顶溢流自溃式
由自溃坝（或堤）、溢流堰和
泄槽组成。
自溃坝布置在溢
流堰顶面，坝体自溃后露出溢流堰，由溢流堰控制泄流量，如图6-17所示。
自溃坝平时可起挡水作用，但当库水位达到一定的高程时应能迅速自溃行洪。
为此，坝体材料宜选择无粘性细砂土，压实标准不高，易被水流漫顶冲溃。
当溢流前缘较长时，可设隔墙将自溃坝分隔为若干段，各段坝顶高程应有差异，形成分级分段启用的布置方式，以满足库区出现不同频率稀遇洪水的泄洪要求。
浙江南山水库自溃式非常溢洪道，采用2 m 宽的混凝土隔墙将自溃坝分为三段，各段坝顶高程均不同，形成三级启用形式，除遇特大洪水时需三级都投入使用外，其他稀遇洪水情况只需启用一级或两级，则行洪后的修复工程量亦可减少。
自溃式非常溢洪道的优点是结构简单，施工方便，造价低廉；缺点是运用的灵活性较差，溃坝时具有偶然性，可能造成自溃时间的提前或滞后。
所以，自溃坝的高度常有一定的限制，国内已建工程一般在6m 以下。
引冲自溃式也是由自溃坝、溢流堰和泄槽组成 ，在坝顶中部或分段中部设引冲槽，如图6-18所示。
当库水位超过引冲槽底部高程后，水流经引冲槽向下游泄放，并把引冲槽冲刷扩大，使坝体自溃泄洪。
这种自溃方式在溃决过程中流量逐渐加大，对下游防护较有利，故自溃坝体高度可以适当提高。
对于溢流前缘较长的坝，也可以按分级分段布置。
引冲槽槽底高程、尺寸和纵向坡度可参照已建工程拟定。