水庫結構設計開題報告

　　水庫工程的溢洪道設計方案是否合理直接關系到水庫工程的安全運行，更關系著工程建設的成本控制、造價管理工作質量。歡迎閱讀水庫結構設計開題報告，本文從中小型水庫工程進行中，溢洪道設計方案的確定過程中比較多見的問題出發，具體探討了相應的解決策略。

　　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水庫建筑及其周遭設施的安全。對于中小型水庫工程而言，如果工程施工過程中質量不符合設計要求，未把溢洪道作為主要建筑體加以重視，導致建成的溢洪道不具備承受高速水流沖擊的能力，再加上日常管理養護工作不到位，以致汛期到來時臨時調度無法高效運行等等，都會導致溢洪道面臨水毀事故。除此之外在設計方面，因中小型水庫的溢洪道在設計階段標準要求不夠高，再加上消能設施完善度不夠或者根本沒有配置，也極易導致水毀事故。中小型水庫溢洪道設計方案科學性與合理性不僅關系到后期整個水庫建筑結構的安全性，更關系到工程項目建設的成本控制、造價管理工作質量高低。因此相關的設計單位與設計工程師在進行中小型水庫工程的設計工作時，應當提高對于溢洪道結構合理性的重視程度。

　　一、中小型水庫溢洪道方案確定可能面臨的問題

　　（一）中小型水庫由于工程項目建設資金有限，出于工程造價方面的考慮，在進行水庫溢洪道的設計時，所參考的地區汛期洪水相關數據常常偏小，根據的標準也不夠高，如此一業，所設計出的溢洪道結構以及框架就會不甚合理，尺寸上面會有所偏差，再加上水庫運營過程中溢洪道周圍巖體長期的風化坍落，往往導致本身泄流能力有限的溢洪道功能能揮更受到限制，進面造成汛期泄洪的.巨大安全壓力。

　　（二）在中小型水庫工程的建設過程中，溢洪道的位置設置方面往往面臨不合理不科學的狀況。比如溢洪道的進出口部分在設計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構，再加上溢洪道進口部分如緊又缺乏有效的護砌措施，在汛期需要泄洪的時候，如果沖蝕現象發生，那么壩肩、壩體的安全將直接受到威脅；另外如果設計方案中的溢洪道陡槽末端和水庫壩底緊密相貼，當面臨橫向水流的沖擊時，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。

　　（三）在中小型水庫工程的建設過程中，進行溢洪道平面彎道的設計時，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，若有彎道設置，那么彎道本身水流狀態以及流勢變化特點會導致水道兩邊出現水面差，而且凹岸水面明顯過高，到水流下游與平直段進行對接時就會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部分的彎度變化過于劇烈，都會導致壅水情況的發生，嚴重沖擊砌護結構的，進而影響到溢洪道結構本身的安全性。

　　（四）在中小型水庫工程的建設過程中，相關部門與工作人員在進行溢洪道平面結構布置和縱橫剖面設計時可能面臨到的問題以陡坡的幅度大于降過區。在實踐中，因一些溢洪道需設置于非巖性山體之上，在道底沒有做充分的反濾襯砌結構的情況下，汛期溢洪道滲水之后，山體極易出現滑坡現象，溢洪道的結構穩定性非常差；另外在進行溢洪道橫斷面設計時，部分工程施工人員對山體開挖坡度控制不到位，導致一些區段坡度過大，在襯砌結構厚度不足的情況下，根本無法溢洪道結構的穩定性要求，同時也易導致水體坍方；溢洪道平面設計時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接的部分結構設計不合理，甚至出現末端遠遠高于河床高度，最終會影響到整個水庫建筑結構的質量。

　　二、中小型水庫溢洪道結構設計過程中需要注意的設計技巧

　　在中小型水庫的設計也建設過程中，溢洪道部分的設計布局應當做到最大程度與建設地的地理特點相結合，在保證工程結構穩定性與安全性的前提下，節約資金，控制工程造價。如果水庫主壩周圍有天然山體，可其上直接設置溢洪道結構；如果水庫主壩入口過窄，無法從正面布設溢洪道，那就需要考慮側槽式布局方案。在設計實踐中，溢洪道規劃的最高原則是結構線路短、彎道盡量少出現或不出現、結構基礎穩定性強、泄洪口遠離水庫主壩體。

　　（一）溢洪道水流入口段的設計技巧

　　在進行溢洪道水流入口段的設計時，設計人員最好水流入口設計為喇叭狀，這樣可以最大程度保證水流進入的平緩順暢；而且為了減少能量損耗，入口段長度最好不要太長；在進行設計時，如果由于建設地點地理特點的限制不可避免需要加設彎道，那么首先必須最大程度保證彎道段的平緩度，同時還應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離，防止溢洪道運營過程中水對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，無需對水道加以砌護；但是壩端以及主建筑物附近、彎道兩邊的凹岸部分均應加調砌護結構，以保證溢洪道的穩定與安全性。

　　（二）溢洪道水流控制段的設計技巧

　　在進行溢洪道水流控制段的設計時，設計人員應當使入口處的水流與控制段的建筑物呈垂直狀態，以保證泄流的均勻程度；在建設地段地理條件的基礎上，按照水庫泄流量的要求進行寬頂堰抑或實用斷面堰的設置，其寬度依照單位寬度水流流量進行確定。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 。除了應在水流入口道加設引流段，還應保證控制段的堰頂寬度保持在 范圍內；同時為了保證水流的平緩順暢，設計人員在設計時還應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沉陷區與溫度縫區，兩者中間的距離以 為宜。

　　（三）溢洪道的急流段的設計技巧

　　在進行溢洪道水流急流段的設計時，設計人員最好選擇直線結構進行布局，還要最大程度避免彎道以及扭坡的出現，防止因水流狀態的急劇變化而導致負壓的產生；進行該部分縱斷面的設計時必須從當地實際地質特點出發，廣泛結合緩坡、多級跳躍、急流陡坡等多種坡段形態，做到因地制宜；鑒于該段水流的速度很快，設計人員應當考慮將此段布設在硬度大而沖刷的巖基部分，因為置于新鮮巖基結構上的急流水段無需額外加以砌護；當然如果不具備此條件，那就必須把非巖基地段加設砌襯結構，其厚度可按照該段的地理數據以及急流段的水流速度進行確定。

　　三、結束語

　　近年來，我國社會經濟發展水平進一步提高，各項產業結構都經過了深刻的調整階段，特別是對于第一產業農業而言，其結構調整更是引人矚目。在此過程中，中小型水庫工程的實用功能也隨之出現了較大幅度的調整，多數中小型水庫均由傳統上單純服務農業灌溉，轉向了城鄉供水的功能性轉變，同時又擔負了中小河流防洪防汛的重任，甚至有些地區的水庫通過對水庫溢洪道水流入口段高程的調整，不斷增加水庫的容量以及泄洪能力。所以在實踐中，中小型水庫工程的溢洪道部分更應當引起建設部門以及設計單位的切實關注。在進行工程加固以及結構改造過程中，對于溢洪道的布局進行合理設計與調整，最大程度上保證水庫汛期運行的安全性與可靠性。

　　參考文獻：

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