溢流壩設(shè)計要求

①有足夠的溢流前沿長度和泄流能力以滿足防洪要求；②水流平順，壩面無不利的負(fù)壓或振動；③下泄水流不造成危害性沖刷。高水頭溢流壩泄水流速可達(dá)30～40m/s或更大,下游河床單寬消能功率可達(dá)幾萬甚至幾十萬千瓦。從溢流或泄水段到下游消能工設(shè)計要解決好：空蝕和磨蝕、 摻氣和霧化、 輕型結(jié)構(gòu)的振動、河床和岸坡的沖刷等一系列高速水流問題。要選擇合適的壩頂和堰面曲線形式：既要有較大泄流能力，又要有穩(wěn)定的水流形態(tài)和免遭空蝕破壞、容易施工的體型。較好的消能工形式和尺寸對樞紐各建筑物的安全運行具有重要意義。近期的高壩建設(shè)中，在新型消能工技術(shù)、通氣減蝕措施等許多方面都獲得了較大的進(jìn)展。

①壩頂溢流(跌流)，②壩面溢流，③大孔口壩面溢流（見圖）。前兩者屬表面溢流，能順利排放冰凌等漂浮物。堰頂可設(shè)或不設(shè)閘門。無閘門的溢流壩，蓄水位只能與堰頂齊平，泄洪時要靠壅高庫水位形成水頭，逐漸增加泄量，適用于較小水庫或具有較長溢流前沿的溢流壩。設(shè)有閘門的溢流壩，能夠調(diào)節(jié)水庫蓄水位和下泄流量。其堰頂高程和溢流前沿長度需根據(jù)水庫和樞紐建筑物功能、泄水要求經(jīng)水庫調(diào)洪計算確定。堰頂設(shè)有閘墩，用以支撐閘門，墩上架橋以裝設(shè)閘門啟閉設(shè)備或設(shè)置通道。壩頂溢流的閘門檢修容易、操作方便可靠，是最常見的溢流壩形式。

溢流重力壩是溢流壩中修建較多、運行經(jīng)驗豐富的壩型。巴西圖庫魯伊水電站的重力壩，最大壩高86m,23個溢流孔，總泄流量104400m3/s；中國河北省潘家口水利樞紐重力壩，壩高107.5m,設(shè)計最大泄流量56200m3/s，部分采用寬尾墩形式的新型消能工。它們都是世界上泄量較大的高水平的溢流重力壩，具有很好的消能防沖效果。支墩壩中溢流大頭壩與溢流重力壩相近。高溢流平板壩，由于溢流面板較單薄，不利抗震，采用不多。連拱壩由于拱筒和溢流面、邊墻連接結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很少做為溢流壩。溢流拱壩除壩體結(jié)構(gòu)常較單薄外，由于平面呈拱形，泄流朝徑向集中是明顯不利的水力條件。早期的拱壩，擔(dān)心下游沖刷和壩體振動，都不敢采用大流量壩身泄洪，而另辟壩外溢洪道。1950年以來，中國修建了各種類型的溢流拱壩，如溢流跌坎式、挑坎式、溢流面板滑雪道式以及高低坎對沖、窄縫、轉(zhuǎn)向挑坎等消能工形式,較好地解決了拱壩消能防沖、抗震減蝕等問題,使得溢流拱壩建設(shè)在中國有了較大的發(fā)展。湖南省鳳灘水電站腹拱式溢流拱壩，設(shè)計泄洪流量達(dá)32600m3/s,是世界上泄流量最大的溢流拱壩，采用獨特的高低坎對沖消能，效果甚佳。2100433B

溢流壩面是在非溢流壩面的基礎(chǔ)上修改而成，既有利于樞紐布置，又容易滿足壩體的抗滑穩(wěn)定和應(yīng)力要求。溢流壩的下游直線段應(yīng)與非溢流壩齊平，如果溢流水頭較大，堰面曲線較平緩，或基本三角形較瘦時，可采用向上游突出的倒懸堰頂以滿足溢流曲線要求。

(1)有足夠的孔口尺寸以及良好的孔口體型以滿足泄洪要求。

(2)溢流面及閘墩等有較好的體型，以便使水流平順過壩，不產(chǎn)生不利的負(fù)壓、振動，避免產(chǎn)生空蝕現(xiàn)象。

(3)保證下游不產(chǎn)生危及大壩及其他建筑物安全的沖刷。

(4)溢流壩段在樞紐中的位置，應(yīng)使下游水流流態(tài)平順，不產(chǎn)生折沖水流，泄流不影響其他建筑物的正常運行。

(5)如設(shè)有閘門、啟閉機等設(shè)備，其控制和運用要靈活可靠。

溢流壩壩面曲線由頂部曲線段、中問直線段和下部反弧段三部分組成。

因為一般重力壩都是分段建筑的（碾壓混凝土重力壩除外），因此以壩段來考慮基本對象的劃分。重力壩可分為非溢流壩段和溢流壩段，只要能把它們都簡化為基本圖元對象的組合就行了。分析非溢流壩段和溢流壩段的結(jié)構(gòu)形體，如果把整個壩段作為一個正實體大圖元，其余的圖元看做或是包含于這個大圖元中的小的負(fù)實體，或是需在這個大圖元上添加的小的正實體。這樣在形成每個基本圖元對象后，再根據(jù)一定的組裝規(guī)則把它們組裝起來，壩段模型即可形成，最后把各個壩段組合在一起即可得到整個重力壩的三維模型。根據(jù)上述原則，考慮所有的重力壩類型（實體、寬縫、空腹）。