三、泄槽

正槽溢洪道在溢流堰后多用泄槽与消能防冲设施相连，以便将过堰洪水安全地泄向下游河道。河岸溢洪道的落差主要集中在该段。

（一）泄槽的水力特征

泄槽的底坡常大于水流的临界坡度，所以又称陡槽。槽内水流处于急流状态、紊动剧烈、由急流产生的高速水流对边界条件的变化非常敏感。当边墙有转折时就会产生冲击波，并可能向下游移动；如槽壁不平整时，极易产生掺气、空蚀等问题。

（二）泄槽的平面布置

泄槽在平面上宜尽可能采用直线、等宽、对称布置，力求使水流平顺、结构简单、施工方便。当泄槽的长度较大，地形、地质条件不允许做成直线，或为了减少开挖工程量、便于洪水归河和有利于消能等原因，常设置收缩段、扩散段或弯道段。

收缩段的收缩角越小，冲击波也越小。一般收缩角（泄槽中心线与边墙的夹角）小于12°，也可以通过近似计算确定。

图7-9　泄槽平面布置示意图

扩散段的扩散角必须保证水流扩散时不能与边墙分离，避免产生竖轴漩涡。按直线扩散的扩散角θ一般不宜超过6°～8°。

泄槽在平面上需要设置弯道时，弯道段宜设置在流速小、水流比较平稳、底坡较缓且无变化部位。宜选用较大的转弯半径及合适的转角，相对半径可取R/B=6～10（R为轴线转弯半径，B为泄槽底宽），如图7-9所示。

（三）泄槽的纵剖面

泄槽的纵剖面应尽量按地形、地质以及工程量少、结构安全稳定、水流流态良好的原则进行布置。泄槽纵坡必须保证槽中的水位不影响溢流堰自由泄流和泄水时槽中不发生水跃，使水流处于急流状态。因此，泄槽纵坡必须大于水流临界坡度。常用的纵坡为1%～5%，有时可达10%～15%，坚硬的岩石上可以更大，实践中有用到1∶1的。为了减少开挖量，泄槽的纵坡通常是随地形、地质条件而改变，但泄槽变坡次数不宜过多，而且在不同坡度连接处要用平滑曲面相连接，以免高速水流在变坡处发生脱离槽底引起负压或槽底遭到动水压力的破坏。当坡度由陡变缓时，可采用半径为（6～12）h的反向弧段连接（h为反弧段水深），流速大者宜选用大值；当底坡由缓变陡时，可采用竖向射流抛物线连接，如图7-10所示。

图7-10　泄槽变坡处的连接

（四）泄槽的横剖面

泄槽横剖面形状在岩基上多做成矩形或近似于矩形，以使水流均匀分布和有利于下游消能，边坡坡比为1∶0.1～1∶0.3；在土基上则采用梯形，但边坡不宜太缓，以防止水流外溢和影响流态，为1∶1～1∶2。

泄槽边墙顶高程，应根据波动和掺气后的水面线，加上0.5～1.5m的超高来确定。对非直线段、过渡段、弯道等水力条件比较复杂的部位，超高应适当增加。掺气程度与流速、水深、边界糙率及进口形状等因素有关。

（五）泄槽的衬砌

为了保护槽底不冲刷和防止高速水流破坏，泄槽通常都需衬砌。泄槽衬砌应满足：表面光滑平整，不致引起不利的负压和空蚀；分缝止水可靠，避免高速水流浸入底板以下，因脉动压力引起破坏；排水系统通畅，以减小作用于底板上的扬压力；材料能抵抗水流冲刷；在各种荷载作用下能保持稳定；适应温度变化和一定的抗冻融循环能力。

影响泄槽衬砌可靠性的因素是多方面的，而且作用在底板上的荷载不易精确计算。因此，衬砌设计应着重分析具体的地质、流速、工程规模、气候和施工条件，采取相应的构造措施。

1.岩基上泄槽的衬砌

岩基上的衬砌可以用混凝土、水泥浆砌条石或块石以及石灰浆砌块石水泥浆勾缝等形式。石灰浆砌石水泥勾缝，适用于流速小于10m/s的小型水库溢洪道。水泥浆砌条石或块石适用于流速小于15m/s的中、小型水库溢洪道，厚度一般为0.3～0.6cm。

大、中型工程，由于槽内流速较高，一般用混凝土衬砌，厚度不小于0.3m。为防止产生温度裂缝，在衬砌上应设置横缝和纵缝，如图7-11（a）、（b）所示。衬砌的纵横缝一般用平缝，当地基不均匀性明显时，垂直水流方向的横缝一般用搭接的形式，在良好的地基上有时也可用键槽缝。纵横缝的间距应考虑气候特点、地基约束情况、混凝土施工（特别是温度）条件，根据类似工程的经验确定，其大小一般采用10～15m。靠近衬砌的表面沿纵横向需配置温度钢筋，含筋率约0.1%。

接缝处衬砌表面应保持平整，特别要防止下游表面高出上游表面。衬砌分缝的缝宽随分块大小及地基的不同而变化，一般多采用1～2cm，缝内必须做好止水，止水效果越良好，作用在底板上向上的脉动压力越小，底板的稳定性越高。对于平行水流方向的纵缝，可适当降低要求，一般可用平接式，如图7-11（c）、（d）所示，但缝内必须做好止水。

图7-11　岩基上泄槽的构造（高程单位：m；尺寸单位：cm）

（a）平面布置图；（b）纵剖面图；（c）横缝构造；（d）纵缝构造；（e）边墙缝
1—进水渠；2—混凝土护底；3—检修门槽；4—工作闸门；5—帷幕；6—排水孔；7—横缝；8—纵缝；9—工作桥；10—公路桥；11—开挖线；12—搭接线；13—键槽缝；14—平接缝；15—横向排水管；16—纵向排水管；17—锚筋；18—通气孔；19—边墙缝

衬砌的纵缝和横缝下面应设置排水设施，且互相连通，渗水集中到纵向排水内排向下游。纵向排水通常是在沟槽内放置缸瓦管，管径视渗水大小确定，一般采用10～20cm。管接口不封闭，以便收集渗水，周围用1～2cm的卵石或碎石填满，顶部盖混凝土板或沥青油毛毡等，以防止浇筑混凝土时灰浆进入造成堵塞。当流量较小时，纵向排水也可以在岩基上开槽沟，沟内填不易风化的砾石或碎石，上盖水泥袋，再浇混凝土。横向排水通常是在岩石上开挖沟槽，尺寸视渗水大小而定，一般采用0.3m×0.3m。为了防止排水管有可能被堵塞而影响排水，纵向排水管至少应有两排，以确保排水通畅。

在岩基上应注意将表面风化破碎的岩石挖除。有时用锚筋将衬砌和岩基连在一起，以增加衬砌的稳定性。锚筋的直径、间距和插入深度与岩石性质、节理构造有关。一般每平方米的衬砌范围约需1cm2的钢筋。钢筋直径不宜太小，通常采用25mm或更大，间距为1.5～3.0m，插入深度为40～60倍的钢筋直径。对较差的岩石应通过现场试验确定。

泄槽边墙的构造基本上与底板相同。边墙的横缝间距与底板一致，缝内设止水，其后设排水并与底板下的排水管连通。在排水管靠近边墙顶部的一端设通气孔以便排水通畅。边墙顶部应设马道，以利于交通。边墙本身不设纵缝，但多在与边墙接近的底板上设置纵缝，如图7-11（e）所示。边墙的断面形式根据地基条件和泄槽断面形状而定，岩石良好，可采用衬砌式，厚度一般不小于30cm，当岩石较弱时，需将边墙做成重力式挡土墙。混凝土边墙顶宽应不小于0.5m，以利于通行。

2.土基上泄槽的衬砌

土基上泄槽通常用混凝土衬砌。由于土基与衬砌之间没有黏结力，而且不能采用锚筋，所以衬砌厚度一般要比岩基上的大，通常为0.3～0.5m。当单宽流量或流速较大时可达0.7～1.0m。温度筋的配置与岩基上的底板相同。混凝土衬砌的横缝必须用搭接的形式，有时还在下块的上游侧设齿墙，以防止衬砌沿地基面滑动，如图7-12（a）所示。齿墙应配置足够数量的钢筋，以保证强度。纵缝有时也做成搭接式，缝中设止水填料，并设水平止水片，如图7-12（b）所示。由于土基对混凝土板伸缩的约束力比岩基小，所以可以采用较大的分块尺寸，纵横缝的间距可用15m或稍大，以增加衬砌的稳定性和整体性。衬砌需要双向配筋，各向含筋率约为0.1%。

图7-12　土基上泄槽底板的构造

（a）横缝；（b）纵缝
1—止水；2—横向排水；3—灰浆坐垫；4—齿墙；5—透水垫层；6—纵向排水管

如果衬砌不够稳定或为了增加衬砌的稳定性，也可以在地基中设锚筋桩，以加强衬砌与地基的结合，如图7-13所示。在衬砌底板下面，设置厚约30cm的碎石垫层，形成平面排水，以减小底板承受的渗透压力。如果地基为黏性土，先铺一层厚0.2～0.5cm的砂砾垫层，垫层以上再铺卵石或碎石排水层，或在砂砾层中做纵、横排水管，管周围做反滤层。如果地基为细砂，应先铺一层粗砂，再做碎石排水层，以防止渗透破坏。

图7-13　岳城水库溢洪道锚筋桩布置

1—第三纪砂层；2—15kg/m钢轨；3—涂沥青厚2cm，包油毡一层；4—沥青油毡厚1cm；5—φ32螺纹钢筋