關(guān)于水庫(kù)溢洪道工程初步設(shè)計(jì)工作的探討

第第頁(yè)關(guān)于水庫(kù)溢洪道工程初步設(shè)計(jì)工作的探討【摘要】溢洪道工程設(shè)計(jì)是水庫(kù)修建中的主要建筑物之一，也是保證洪水泛濫期間水庫(kù)安全的重要措施。因此，溢洪道的設(shè)計(jì)工作是否合理直接關(guān)系到水庫(kù)工程的質(zhì)量問(wèn)題，并且也影響著水庫(kù)使用功能的正常發(fā)揮。本文結(jié)合具體的工程案例（彭家莊水庫(kù)溢洪道初步設(shè)計(jì)），就關(guān)于水庫(kù)溢洪道工程初步設(shè)計(jì)工作為研究課題，作一定闡述和探討。

【關(guān)鍵詞】水庫(kù)；溢洪道工程；初步設(shè)計(jì)工作

目前，我國(guó)運(yùn)行的水庫(kù)多數(shù)都是20世紀(jì)60年代左右修筑，距今已經(jīng)有幾十年的使用歷史，此外，水庫(kù)常年受到各種外界因素的干擾，尤其是在洪水泛濫時(shí)節(jié)，很容易造成水庫(kù)內(nèi)溢洪道的毀壞。并且在常年累月的使用中水庫(kù)會(huì)出現(xiàn)一些不易察覺(jué)的病害問(wèn)題，但若是遇到洪水泛濫的季節(jié)，水庫(kù)溢洪道中存在的病害因素可能會(huì)成為水庫(kù)遭到破壞的主要因素。由此可見(jiàn)，在施工之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)溢洪道進(jìn)行深入、細(xì)致的設(shè)計(jì)，以確定其最優(yōu)體形，盡可能避免溢洪道投入使用后產(chǎn)生病害，以延長(zhǎng)建筑物乃至整個(gè)水庫(kù)的使用壽命。充分發(fā)揮水庫(kù)效益，更好的服務(wù)社會(huì)。

一、溢洪道的地質(zhì)條件類型及其評(píng)價(jià)

（一）水庫(kù)溢洪道工程的地理位置

彭家莊水庫(kù)位于大理州彌渡縣寅街鎮(zhèn)勤勞村委會(huì)附近，水庫(kù)壩址位于大紀(jì)羅河與朵谷河交匯口下游約50m處雞叫石河上，該溢洪道工程的經(jīng)緯度的地理坐標(biāo)為東經(jīng)100°27′49″、北緯25°15′53″，溢洪道工程壩址的集水面積為76.1km2，主河道長(zhǎng)12.81km，主河道平均坡降43.4‰。

（二）溢洪道工程地質(zhì)條件的評(píng)價(jià)

彭家莊水庫(kù)溢洪道工程主要由樞紐工程和輸水工程兩大部分組成。其樞紐工程主要由大壩、溢洪道、輸水隧洞三大建筑物組成，其輸水工程則是由總干渠、南干渠和北干渠這三條主要渠道組成，由此可見(jiàn)其樞紐系統(tǒng)和輸水系統(tǒng)之間明確的分工以及它們相互之間明顯的差異。因此，根據(jù)對(duì)《溢洪道軸線工程地質(zhì)剖面圖》深入了解，其溢洪道設(shè)計(jì)各段工程地質(zhì)條件具體如下：

首先在溢洪道的庫(kù)內(nèi)段其陡坡較多不利于溢洪道修筑工作的展開，此外，巖石的表面多為風(fēng)化過(guò)的巖石殘塊，這容易造成施工中的質(zhì)量問(wèn)題；其次，在引渠段地地形的坡度雖然沒(méi)有內(nèi)段的坡度高，但是引渠段的地質(zhì)表層多為殘坡積塊碎石夾砂土層且土質(zhì)較為松散，因此地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不是很強(qiáng)。再者，溢洪道的控制表層為殘碎石夾砂土層，其松散程度和引渠段差不多，且陡坡的坡度較高，從而加劇了施工的難度[1]。

二、溢洪道工程的初步設(shè)計(jì)

（一）溢洪道工程進(jìn)水渠段的初步設(shè)計(jì)

SY0-053.00～SY0+000.00段為進(jìn)水渠段，其軸線水平長(zhǎng)53.0m，位置處于水庫(kù)大壩上游右岸坡。對(duì)于溢洪道中進(jìn)水渠段的初步設(shè)計(jì)是采用“八”字型喇叭口漸變段，并采用C15埋石砼澆筑為衡重式擋墻，這樣一方面能夠增加溢洪道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，另一方面也減少了溢洪道施工中質(zhì)量隱患的存在。然后將溢洪道進(jìn)水渠段左邊墻與溢洪道軸線夾角呈15°角，并設(shè)定其總長(zhǎng)25.36m，同理將其右邊墻也與溢洪道軸線夾角呈15°角設(shè)計(jì)，設(shè)定其總長(zhǎng)54.87m，然后在進(jìn)水渠段底板采用C15埋石砼澆筑，然后在進(jìn)水渠末端將其與溢洪道的控制段相連，并將其左右邊墻高度和控制段邊墻高度控制在相一致的范圍內(nèi)，墻頂高程接近于1829.8m即可，保持在和壩頂高度相統(tǒng)一的范圍之內(nèi)。

（二）溢洪道的控制段初步設(shè)計(jì)

溢洪道控制段位于溢洪道軸線里程SY0+000.00～SY0+017.50段，其軸線的水平長(zhǎng)17.5m，堰頂高程1822.20m，采用的堰型設(shè)計(jì)為WES雙圓弧曲線型實(shí)用堰。并將溢洪道的控制段邊墻頂高度設(shè)為1829.8m，并保持與壩頂相持平的階段，然后將其左右的邊墻與堰體都采用C35鋼筋砼進(jìn)行澆筑，從而加固結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能。溢洪道的堰頂?shù)缴嫌?，其雙圓弧的半徑分別為R1=2.695m和R2=1.078m，溢洪道壩頂雙圓弧的冪曲線方程則為y=0.1139x1.85。

（三）溢洪道泄槽段的初步設(shè)計(jì)

溢洪道的SY0+017.50～SY0+123.49段為泄槽段，且泄槽段是整個(gè)溢洪道工程的的重要階段，其設(shè)計(jì)的優(yōu)劣程度直接決定了整個(gè)水庫(kù)溢洪道工程的質(zhì)量好壞，因此在泄槽段設(shè)計(jì)都是采用C35鋼筋砼襯砌從而保證其質(zhì)量的合格。根據(jù)事前設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)將溢洪道的SY0+017.50～SY0+123.49劃分成五個(gè)階段進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，它們分別是SY0+017.50～SY0+032.50段、SY0+032.50～SY0+048.49段、SY0+048.49～SY0+063.49段、SY0+063.49～SY0+106.865段、SY0+106.865～SY0+123.49段。但是要注意的是在這五個(gè)階段的施工中要保障其施工的合理性，并且每一個(gè)階段之間的關(guān)聯(lián)性也要進(jìn)行合理的控制[2]。

三、溢洪道的排水設(shè)計(jì)以及邊坡設(shè)計(jì)

（一）溢洪道工程中的泄槽排水設(shè)計(jì)

水庫(kù)溢洪道工程主要功能便是防洪抗災(zāi)，因此溢洪道在洪水汛期段扮演著非常重要的角色。為了減弱地下水位的壓力，在泄槽底板下需要提前設(shè)計(jì)好縱向和橫向排水溝，方便在洪水汛期時(shí)節(jié)的排水工作。此外，為了加固溢洪道排水溝的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能，需要用石子進(jìn)行填筑[3]。

（二）溢洪道工程的邊坡開挖設(shè)計(jì)

因?yàn)橐绾榈拦こ讨車牡刭|(zhì)條件比較的復(fù)雜，并且因?yàn)轱L(fēng)化的緣故，導(dǎo)致周圍的地質(zhì)條件較為松散，因此需要采用開挖邊坡的方式，加固松散的巖石層。溢洪道邊坡開挖的最高處應(yīng)該設(shè)置在溢洪道進(jìn)水渠段到控制段，其邊坡的最大高度可達(dá)20多米，因?yàn)閹r層的表層風(fēng)化嚴(yán)重因此，在邊坡開挖是應(yīng)該以巖質(zhì)邊坡為主，其基巖可以為較軟弱的巖層。

四、水庫(kù)溢洪道初步設(shè)計(jì)工作中應(yīng)該注意的問(wèn)題

（一）彭家莊水庫(kù)死水位的調(diào)節(jié)

彭家莊水庫(kù)溢洪道工程的死水位達(dá)1804.80m，其相應(yīng)庫(kù)容面積有198.2萬(wàn)m3。該水庫(kù)建立的目的是為了彭家莊水庫(kù)的興利調(diào)節(jié)，彭家莊水庫(kù)正常蓄水位1826.00m起調(diào)。因此，在溢洪道工程的初步設(shè)計(jì)為“有閘控制溢洪道方案”設(shè)計(jì)，計(jì)劃溢洪道堰寬2×5m，堰頂高程為1822.20m，結(jié)合溢洪道工程的實(shí)驗(yàn)方案，P=2%設(shè)計(jì)洪水位1827.69m，水庫(kù)中的庫(kù)容量為1107.0萬(wàn)m3，P=0.1%校核洪水位1829.19m，彭家莊水庫(kù)的總庫(kù)容1201.7萬(wàn)m3。[4]。

（二）水庫(kù)溢洪道工程水利設(shè)計(jì)的缺陷造成的潛在隱患

水庫(kù)溢洪道初步設(shè)計(jì)中最重要的設(shè)計(jì)則是排水性能的設(shè)計(jì)，因?yàn)橐坏┡潘粫车膯?wèn)題出現(xiàn)很容易使溢洪道被水流沖毀或者排水設(shè)施遭到破壞，從而影響整個(gè)溢洪道的抗洪排水能力。因此，在溢洪道的水利設(shè)計(jì)中要綜合的考慮多個(gè)方面的因素，并對(duì)水庫(kù)溢洪道工程周圍環(huán)境、地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行考察，參考各個(gè)方面的資料，進(jìn)而避免溢洪道工程設(shè)計(jì)中存在隱患問(wèn)題，從而減少溢洪道的使用年限。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，隨著水庫(kù)溢洪道工程的建設(shè)發(fā)展，其在水利工程建設(shè)中的地位也是越來(lái)越突出。溢洪道對(duì)于水庫(kù)的防洪、抗災(zāi)、蓄水、養(yǎng)殖等方面都有十分重要的推動(dòng)作用因此在溢洪道設(shè)計(jì)之初，需要對(duì)水庫(kù)溢洪道工程中的存在的各項(xiàng)因素進(jìn)行綜合的考慮，并對(duì)溢洪道修建各個(gè)階段進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，為溢洪道的質(zhì)量安全提供可靠的保障，與此同時(shí)也是保障溢洪道工程修筑地區(qū)人們的財(cái)產(chǎn)人身安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]許特冰.淺談磨刀坑水庫(kù)溢洪道加固初步設(shè)計(jì)[J].廣東科技，2010，19（10）：150-151.

[2]李剛.孤石灘