辅助坡是水流越过溢流坝坝顶的泄水方式。其泄流能力一般与坝顶以上水头的二分之三次方成正比,超泄能力大,拦河坝为混凝土坝、浆砌石坝时常以此作为水利枢纽的主要泄洪方式。
分类溢流顶有开敞式和胸墙式2种。
开敞溢流式开敞式泄水时为自由溢流。溢流堰面曲线多采用WES曲线,其泄流流量采用堰流公式计算。大中型工程一般在溢流空口处装设闸门。
坝顶自由溢流的优点是:超泄能力较大,堰顶闸门承受的水头小,启闭方便,便于排除漂浮物,易于检修,安全可靠,因而应用广泛。
有胸墙溢流式胸墙式在胸墙不阻挡水流时也为自由溢流,在胸墙阻挡水流时为孔口出流。
胸墙式孔口溢流的堰顶高程较低,能根据洪水预报预泄较大流量,有利于降低上游水位,但不能排泄冰块及漂浮物,超泄能力较小。
中国陆水重力坝,采用活动式胸墙,遇特大洪水时可将胸墙吊起,变为坝顶自由溢流。1
形式(一)自由跌流式:让洪水沿部分坝顶长度,直接向下游跌落。为了不冲坝脚,坝体可作成饼向下游的形式。因坝体较薄,一般不设闸门。
自由跌流式又分平顶式和曲顶式两种,而曲顶式中,又可分斜坡式和鸵峰式两种。这些形式的溢流顶布置,技术上最为简单,工程量也不大,适于单宽流量小于20立米/秒的拱坝采用。但这种布置不能防止水流对坝脚附近的冲刷,小流量时会沿下游坝面贴坡流水,有侵蚀坝面的可能。
(二)鼻坎挑流式:坝顶作专门的曲线形挑流面板,使水流挑至空中消除一部分能量,并让水流远离坝脚。这一形式,在砌石拱坝中采用较为广泛。挑流面板一般布置在坝顶中心部分,但也有为了正对下游河道,而偏于一侧的。还有些拱坝,将挑流板分为两部,分别放在拱圈两则,企图使挑起的两股水流,在空中互相碰撞,从而达到消能目的鼻坎挑流式可分为低落差式和高落差式两种。下游一般都设有护坦等消能工程。这一形式常用于单宽流量在15立米/秒以上的工程。
(三)坝面溢流式:取下游坝面的一整块,连同坝顶作为溢洪道使用。沿坝面作成圆滑的溢流面,使水流贴坡下滑,至坝底射向下游的远处。这种型式,多在单宽流量较高的拱坝中采用。因坝面要用大量钢筋混凝土,砌石拱坝很少采用这一布置。2
适用情况拱坝、大头坝、 特别是重力坝都适合于坝顶溢流。平板坝因其结构单薄,溢流时易引起坝体振动,连拱坝由于拱与溢流板的连接复杂, 水流向心集中, 流态不好,一般均不采用坝顶溢流。土石坝一般是不适于坝顶溢流的, 但对于一些中小型工程,采取必要措施,坝顶也可溢流。3
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张磊 - 副教授 - 西南大学