7.5 放水建筑物设计
7.5.1 放水建筑物型式可采用卧管式或竖井式,主要构筑物应包括卧管或竖井、涵洞和消能设施。
7.5.2 卧管式放水工程(图7.5.2)应包括平进水和侧进水两种形式。
图7.5.2 卧管示意图
①-通气孔;②-放水孔;③-涵洞;④-消力池;⑤-池深;⑥-池长;⑦-池宽
7.5.3 卧管应布置在坝上游岸坡,宜与溢洪道同侧。卧管底坡宜取1:2.0~1:3.0,卧管底板每隔5m~8m应设置齿墙,并应根据地基变化情况适地设置沉陷缝,采用浆砌石或混凝土砌筑成台阶,台阶高差应为0.3m~0.5m,每台设一个或两个放水孔,卧管与涵洞连接处应设置消力池。卧管放水流量可按4d~7d泄完设计频率一次洪水总量或者3d~5d泄完10年一遇洪水总量。
卧管放水孔直径可按下列公式计算:
式中:d——放水孔直径(m);
Q——放水流量(m3/s);
H1、H2、H3——各级孔上水深(m)。
7.5.4 计算卧管、消力池的断面时,设计流量比正常运用时的流量加大20%~30%。
7.5.5 方形卧管高度应取卧管正常水深的3倍~4倍,圆形卧管直径应取卧管正常水深的2.5倍,并应分析放水孔水流跌落卧管时的水柱跃起高度。
7.5.6 卧管消力池下游水深应取涵洞的正常水深。
7.5.7 涵洞形式应包括方形、拱形和圆形,并应根据各地条件采用。
7.5.8 涵洞(管)应布设在高于坝基一侧的原状土上,并应根据地形地质条件合理确定涵洞(管)高度。
7.5.9 涵洞底坡宜取1:100~1:200。混凝土涵管管径不应小于0.8m;方涵和拱涵断面宽不应小于0.8m,高不应小于1.2m。涵洞内水深应小于涵洞净高的75%。沿涵洞纵向每隔10m~15m应设置截水环,截水环厚度应为0.6m~0.8m,伸出管壁外层应为0.4m~0.5m。
7.5.10 涵洞结构尺寸应根据涵洞断面及洞上填土高度计算确定。
7.5.11 涵洞泄水应经消能后送至沟床。
7.5.12 竖井式放水工程(图7.5.12)应采用浆砌石修筑,断面形状应采用圆环形或方形,内径宜取0.8m~1.5m,井壁厚度宜取
图7.5.12 竖井结构图
①-土坝;②-插板闸门;③-竖井高;④-竖井外径;⑤-井座宽;⑥-井座厚;⑦-放水孔距;⑧-涵洞;⑨-放水孔直径
0.3m~0.6m,沿井壁垂直方向每隔0.3m~0.5m可设一对放水孔;井底应设消力井,井深宜为0.5m~2.0m;放水孔应相对交错排列,孔口处设门槽,插入闸板控制放水,竖井下部应与涵洞相连。当竖井较高或地基较差时,井底应设置井座。
7.5.13 竖井放水孔(图7.5.13)孔口面积可按下列公式计算:
图7.5.13 竖井放水孔面积计算示意图
式中:w——放水孔形式相同、面积相等时,一个放水孔过水断面积(m2);
Q——放水流量(m3/s);
n——放水孔数(个);
μ——流量系数,取0.65;
H1——水面至孔口中线的距离(m);
H2——水面至第二层孔口中线的距离(m);
H3——水面至第三层孔口中线的距离(m)。