Page 43 - 水库安全运行管理理论与模式研究

第一章 水工建筑物风险监控与安全评价

二、泄水建筑物运行风险

（一）布置不合理

泄水建筑物的布置对枢纽区相邻建筑物、相关设施及运行人员的安全影响很
大。泄水消能建筑物一般具有高水头、大泄量、高流速、大能量的特点，因此涉
及高能转换、空化空蚀、流固耦合及高速多相紊流等问题，在泄洪消能过程中，
水流在流道内的特性复杂。DL/T5166—2002《溢洪道设计规范》要求“大型工

程和水力条件复杂的中型工程应经水力水工模型试验验证；中型工程宜进行水工
模型试验验证”，由于水工模型存在相似率和缩尺效应，高流速、高能量的泄水
建筑可能存在布置上的缺陷。例如，中国四川某大型电站泄洪洞为高流速、高水

头泄水设施，虽在大量水工模型试验的基础上设计实施，运行初期经相当设计洪
水工况的运行，高速水流造成洞内过流面的空蚀破坏严重，后期经过大量研究、
水工模型试验和原型观测以及修改掺气等布置，解决了上述问题。另外，湖南某
电站溢洪道横向结构缝设置及处理不合理，在高速水流作用下止水失效，水流进

入底板，在脉动上举力作用下底板被掀开。
由于枢纽区相关建筑物布置的不合理，泄水建筑物运行时对其他设备也可能
产生不利影响。例如，泄水建筑物运行时产生的雾化造成山坡滑坡或影响厂区工

作环境。泄水建筑物布置不合理一方面受制于复杂的水力学问题，另一方面由布
置中的细节缺陷造成。
（二）结构薄弱或存在缺陷
1. 结构不符合规范

泄水建筑物结构薄弱或存在缺陷首先是建筑物在建设期设计或施工不符合规
范要求导致的。例如，汪西某溢洪道闸墩的混凝土强度较低，导致溢洪道的中墩、
边墩在弧门支座附近局部受拉区不满足规范的限裂要求，产生危害性裂缝。广东

某电站泄放洞，由于有压段末端一定范围内混凝土衬砌上部围岩质量及岩体厚度
不符合有压混凝土衬砌隧洞的设计要求，内水外渗导致泄放洞外部山体渗水严重，
危及山体边坡稳定。

2. 冲蚀及磨蚀
高水头、大泄量的泄水建筑物，其下泄水流对流道衬砌和消能防冲设施造成
冲蚀破坏比较普遍。例如，湖南某电站，由于超标洪水以及闸门开启不均匀，使

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