唐吉先大关县水利电力勘察设计队昭通市大关县657400
摘要：随着国民经济的不断发展，本文通过对某水库溢洪道工程除险加固解决了水库运行安全隐患，加固方案设计合理，技术可行，经济合理，将为确保水库发挥最大效益及当地的防洪安全和经济发展起到重要的作用。
关键词：溢洪道；除险加固；设计
一、溢洪道工程除险加固设计
1．1溢洪道工程现状
溢洪道位于右坝端，为开敞式正槽溢洪道，由进水渠段、堰体控制段、第一陡坡段、第二陡坡段、第一消力池、第二消力池组成。
进口段底宽22m，长20m，堰体控制段长10．6m，溢流堰为高1．0m的低曲线堰，堰上设4．00m×6．67in弧形闸门，中墩宽1．0m，上部设交通桥和工作桥。工作桥上启闭机室设3台双吊点启闭机，第一陡坡段长45．1111，宽22．0m，两侧边墙为坡比1：1．0的贴坡混凝土墙，底坡O．33％，第二陡坡宽度及两侧边墙同第一陡坡，底坡为l8．44％，陡坡与平段长11．0m的抛物线与消力池底相接。池底长19．0m，池底高程为69．5m，两侧边坡同陡坡，消力池末段分4个台阶上升至74．00m高程，第一消力池总长55．4m。消力池为扩散式，扩散角为1O。，一直扩散到第二消力池。第二消力池末段底宽为35m，总长65Eta，池底与上下游斜坡连接。下游末段底高程为74．00m、宽4om、长5m的溢洪道下游公路的漫水桥。
1．2存在问题
(1)溢洪道未设帷幕灌浆、墙后元排水，边墙、底板漏水严重。
(2)溢流堰高只有1．0m，堰体泄流能力小。
(3)溢洪道堰体、闸墩、陡槽底板剥蚀严重，出口消力池底板全部冲毁，混凝土大范围剥落。
(4)溢洪堰边墩为斜坡上修建的箱式结构，结构不稳定。
(5)溢流堰抗倾稳定不满足稳定要求。
(6)溢洪道闸门严重锈蚀，启闭设备老化。
1．3加固方案
针对溢洪道存在的问题，对溢洪道控制段采取全部拆除重建，其它部位采取修补办法。
1．3．1溢洪道堰型比较
对溢洪道堰型进行了比较，采用实用堰和驼峰堰两种堰型进行比较，堰顶高程分别为84．64m和84．90m，两种方案调洪演算计算结果如表1所列。
表1调洪演算计算结果
堰型堰顶高程/m频率P/%水库泄量/m3•s-1最高水位/m相应库容/104m3
实用堰84.642288.5289.04751.26
0.05527.7891.621168.21
驼峰堰84.902299.7589.02749.58
0.05566.4691.461140.89
经堰型分析比较，驼峰堰的流量系数m值比实用堰的流量系数m值大，驼峰堰的泄流能力大，而且实用堰的m=0．4是估计值，不确定。实用堰堰高1．0m，驼峰堰堰高1．26m，驼峰堰将原堰顶抬高O．26m，但是设计洪水位及校核洪水位均低于实用堰，满足安全泄洪要求，所以堰型选择驼峰堰。
1．3．2溢洪道布置
溢洪道位于大坝右侧，为开敞式正槽低溢流堰。溢洪道由进口喇叭段、堰体控制段、陡槽段、扩散底流消能段组成。溢流道总宽度为22．4m，溢洪道全长193．60m。
(1)进口喇叭段布置
从桩号0+000．O0—0+050．O0是进口喇叭段，宽度由50m渐变到22，0m。底板高程为83．64m，用钢筋混凝土护砌，底板厚度0．5m。左岸导流墙为直立式挡墙，与管理区相连，右岸导流墙为贴坡式挡墙，左右岸导流墙表面混凝土均已脱落，浆砌石水泥砂浆粉化，强度很低，故将左右导流墙凿除表面100mm厚混凝士，重新浇筑200mm厚混凝土。左岸导流墙有10m长的裂缝，将此段导流墙拆除，重新修建。新建导流墙断面形式与原来一致，导流墙顶高程为94．11m，左岸导流墙护面长度30m，右岸导流墙护面长度50m。左侧导流墙前端低于管理区防浪墙顶高程部分的挡墙，将此处浇筑0．2m厚混凝土盖板，防止水流冲刷。
(2)堰体控制段布置
桩号0+050．O0～0+065．90为堰体控制段，堰长15．90m。原溢流堰堰型为幂曲线型实用堰，堰顶高程84．64m，堰高1．0m，泄流能力小，故将原溢流堰全部拆除。新建溢流堰堰型为驼峰堰，结构型式采用整体式，堰顶高程84．90m，溢洪道分3孔，每孔净宽6．80m，设2个分流墩，墩厚1．0m与堰体浇筑成一体，溢流堰净宽2O．4m。
堰上设3扇弧形钢闸门，尺寸为6．80m×4．50m，正常挡水深4．0m，因闸墩不满足稳定要求，且剥蚀严重，边墩、中墩、交通桥、工作桥全部拆除，修建后中墩、边墩顶高程为92．71m，墩上设工作桥，工作桥桥面宽度为3．50m，工作桥顶高程为94．30m，启闭机室总宽为3．5m，室内设3台卷扬式启闭机启闭闸门。工作桥上游侧设交通桥与管理区相连，桥宽5m，桥面高程为93．50m。由于闸门陈旧，锈蚀严重，需重新制造。加固进行堰面水面线计算，复核结果满足规范中闸门高于溢流堰泄流水面线0．3～0．5m的要求，故闸门牛腿高程不变，仍为89．O0m。
(3)陡槽段
桩号0+065．90—0+163．60为陡坡段，总长度98．0m，底宽22．4m。底高程从83．64m降到69．50m(消力池底高程)，比降为由0．347％变到18．44％，由于水流流态不好和施工质量较差，在高速水流的作用，混凝土产生气蚀破坏，钢筋外露并严重锈蚀，将原有底板全部拆除，浇筑O．4m厚钢筋混凝土底板，板下设纵、横排水系统，将原有边墙表面混凝士凿除100mm后浇筑200mm厚混凝土，按间距1m梅花形布置，打入长度为1m、16直径的锚杆。控制段末端与陡槽段起始端用扭曲面相连。
(4)扩散底流消能段
桩号0+163．60～0+193．60为出口扩散底流消能段，原消力池底宽由22．4m扩散到28．0m。消能段结构型式为钢筋混凝土，消能段长19．0m，池底高程为69．50m，末端与4个台阶上升至高程74．O0m。由于气蚀和施工质量差，混凝土底板全部冲毁，水垫消能效果不明显，入河余能较大，冲刷严重。将原有边墙斜面表面混凝土凿除200mm后浇筑300mm厚混凝土，按间距1m梅花形布置，打人长度为1m、16直径的锚杆，直墙面表面混凝土凿除300mm后浇筑300mm厚混凝土。消能方式应采用扩散底流消能，底宽由22．4m扩散至28.0m，消能段结构型式为钢筋混凝土，消能段长30.0m，池底高程为69.50m，将原有前两个台阶拆除，下游接护坦，渠底高程为72.00m，消力池底板厚1m。
(5)护坦段
桩号0+193．6O一0+223.60为护坦段，将原第二消力池改建护坦，将原护坦底板高程在72．0m以上的底板混凝土及两侧浆砌石护坡全部拆除，护坦底高程为72．O0m，底宽有28m扩散到加m，护坦结构型式为0．4m厚混凝土底板，长30m，底板按间距2m梅花形布置，打入长度为2m、16直径的锚杆，边墙按间距1m梅花形布置，打人长度为1m、16直径的锚杆。
(6)海漫段
桩号0+223.60～0+277.60为海漫段，其中石笼海慢段长30m，0.5m厚，干砌石海慢段长24m，0.3m厚。海慢段两侧边墙为浆砌石结构，设置、挂钢筋网及喷混凝土防护。
1．3.3溢洪道结构计算
(1)堰体
对溢洪道控制段进行抗滑稳定、抗倾覆稳定及基地应力计算，各种荷载组合情况下堰体沿建基面的稳定系数均满足规范规定要求，地基的承载能力[]=500kPa，基底应力均小于地基的承载能力。
(2)边墙
对溢洪道边墙进行抗滑稳定、抗倾覆稳定及基地应力计算，各种荷载组合情况下堰体沿建基面的稳定系数均满足规范规定要求。
二、结语
综上所述；本文论述了某水库溢洪道自身存在的诸多险情，已严重威胁到安全运行，经审批同意对其进行除险加固。介绍了溢洪道除险加固设计方案，并经分析计算，该加固设计方案合理，能够满足水库安全运行要求。
参考文献：
[1]马丹．水库溢洪道除险加固工程设计思路[J]．水利科技与经济，2010，16(2)：157—158．
[2]李启振-，j、型水库溢洪道除险加固工程设计[J]．安徽水利水电职业技术学院学报，2010，10(3)：37—39．