1前言

***水電站位于云南省***上，是***中下游梯級規(guī)劃二庫八級電站的第五級，也是梯級中的兩大水庫之一，水庫總庫容約237×108m3，電站裝機(jī)容量約5850MW。***水電站左岸為開敞式溢洪道，泄槽水平長850m，設(shè)兩個(gè)底坡：樁號0+50.810~0+178.000，底坡=0.1332；樁號0+178.000~0+820.000，底坡=0.23。泄槽總寬151.5m，用隔墻分為左、中、右三槽，左槽寬54.75m，中槽寬45.40m，右槽寬45.40m。溢洪道最大泄量為31673m3/s，相應(yīng)泄洪水頭181.5m，最大流速達(dá)53m/s，泄洪功率巨大，居國內(nèi)同類工程岸邊溢洪道之首。

在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行分別進(jìn)行了溢洪道整體水工模型試驗(yàn)和坎槽式摻氣減蝕措施的斷面模型。

2已有的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)

根據(jù)有關(guān)資料，溢洪道中摻氣減蝕設(shè)施以坎槽組合式為較好，挑坎可以把水流挑射出去，對空腔的形成比較有利，而摻氣槽對進(jìn)氣有利，摻氣比較充分。

空腔負(fù)壓決定摻氣量的多少，空腔負(fù)壓較小時(shí)，摻氣不充分，摻氣效果不好。但并非空腔負(fù)壓越大越好，空腔負(fù)壓較大時(shí)，會(huì)使摻氣大量溢出，同時(shí)造成邊墻水翅過大，再則，空腔負(fù)壓過大，空腔被壓縮，水舌不穩(wěn)，摻氣量也會(huì)減少。造成空腔負(fù)壓過大的原因，一則是因?yàn)樗髁魉?、坎高的原因，二則是因?yàn)橥獠粫?。因此，一個(gè)良好的摻氣坎槽要有足夠的空腔長度，一定的空腔負(fù)壓和充分的通氣量。

摘要：本文針對王屋山水庫溢洪道出現(xiàn)的險(xiǎn)情，對溢洪道上溢流堰改建方案和溢洪道下游陡坡段加固方案進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：溢洪道加固方案

一、概述

王屋山水庫位于河南省濟(jì)源市西北部60公里逢石河支流鐵山河上，是一座以防洪為主，結(jié)合灌溉、供水、發(fā)電等綜合利用的中型水庫?？値烊?90萬立方米，興利庫容523萬立方米，控制流域面積101平方公里。大壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高77.3米，壩頂高程712.3米。溢流堰為厚1.6米，高3.8米的拱形薄壁堰，堰頂高程705.6米。

該水庫溢洪道主要有兩個(gè)問題：一是溢流堰施工質(zhì)量差，下泄水流紊亂，匯洪能力小；二是溢洪道下游陡坡段基巖風(fēng)化嚴(yán)重，沖惻成深槽，嚴(yán)重危及水庫正常泄洪。為解決溢洪道上述問題，本文就該水庫溢洪道除險(xiǎn)加固方案進(jìn)行分析。

二、溢流堰改建方案分析

摘要：以工程實(shí)例為分析資料,總結(jié)小型水庫溢洪道設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題,并提出有效的處理措施,以為水庫安全提供參考。

關(guān)鍵詞：小型水庫;溢洪道設(shè)計(jì);存在的問題;對策

溢洪道在我國水利工程建設(shè)中是最為常見的建筑,在工程項(xiàng)目中能夠發(fā)揮出排除水庫存超蓄洪水的作用,使得水庫在汛期泄洪期間處于安全狀態(tài)。從完整的工程狀況看,溢洪道設(shè)計(jì)的好壞能夠直接影響水庫的安全狀況。

1調(diào)研概況

某市現(xiàn)有水庫188座,其中32座小(一)型水庫,156座小(二)型水庫。在勘察水庫時(shí)對各個(gè)水庫出現(xiàn)的安全問題進(jìn)行詳細(xì)地檢查分析,總結(jié)小型水庫存在的問題及修整的方法。研究調(diào)查的結(jié)果顯示,該市的水庫中共存在45座病庫和37座險(xiǎn)庫。面對存在的諸多問題,應(yīng)給予足夠的重視,對導(dǎo)致問題的原因進(jìn)行分析,并擬定有效的處理措施。否則,不但建筑工程發(fā)揮不了應(yīng)有的作用,還會(huì)引起諸多的安全事故。技術(shù)人員在檢查水庫運(yùn)用狀況時(shí),對溢洪道的安全問題進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)研,以保證其使用的安全性。

2小型水庫溢洪道設(shè)計(jì)出現(xiàn)的問題

一、概述

王屋山水庫位于河南省濟(jì)源市西北部60公里逢石河支流鐵山河上，是一座以防洪為主，結(jié)合灌溉、供水、發(fā)電等綜合利用的中型水庫?？値烊?90萬立方米，興利庫容523萬立方米，控制流域面積101平方公里。大壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高77.3米，壩頂高程712.3米。溢流堰為厚1.6米，高3.8米的拱形薄壁堰，堰頂高程705.6米。

該水庫溢洪道主要有兩個(gè)問題：一是溢流堰施工質(zhì)量差，下泄水流紊亂，匯洪能力??；二是溢洪道下游陡坡段基巖風(fēng)化嚴(yán)重，沖惻成深槽，嚴(yán)重危及水庫正常泄洪。為解決溢洪道上述問題，本文就該水庫溢洪道除險(xiǎn)加固方案進(jìn)行分析。

二、溢流堰改建方案分析

該水庫溢洪道原溢流堰為拱形薄壁堰，由于施工質(zhì)量差，過堰水流紊亂紊亂，泄洪能力小需要改建，那么采用什么方案進(jìn)行改進(jìn)呢？我們經(jīng)過研究提出三個(gè)改建方案：

（一）在溢洪道平臺(tái)上游建實(shí)用堰方案

摘要：本文針對王屋山水庫溢洪道出現(xiàn)的險(xiǎn)情，對溢洪道上溢流堰改建方案和溢洪道下游陡坡段加固方案進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：溢洪道加固方案

一、概述

王屋山水庫位于河南省濟(jì)源市西北部60公里逢石河支流鐵山河上，是一座以防洪為主，結(jié)合灌溉、供水、發(fā)電等綜合利用的中型水庫?？値烊?90萬立方米，興利庫容523萬立方米，控制流域面積101平方公里。大壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高77.3米，壩頂高程712.3米。溢流堰為厚1.6米，高3.8米的拱形薄壁堰，堰頂高程705.6米。

該水庫溢洪道主要有兩個(gè)問題：一是溢流堰施工質(zhì)量差，下泄水流紊亂，匯洪能力?。欢且绾榈老掠味钙露位鶐r風(fēng)化嚴(yán)重，沖惻成深槽，嚴(yán)重危及水庫正常泄洪。為解決溢洪道上述問題，本文就該水庫溢洪道除險(xiǎn)加固方案進(jìn)行分析。

二、溢流堰改建方案分析

一、概述

王屋山水庫位于河南省濟(jì)源市西北部60公里逢石河支流鐵山河上，是一座以防洪為主，結(jié)合灌溉、供水、發(fā)電等綜合利用的中型水庫?？値烊?90萬立方米，興利庫容523萬立方米，控制流域面積101平方公里。大壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高77.3米，壩頂高程712.3米。溢流堰為厚1.6米，高3.8米的拱形薄壁堰，堰頂高程705.6米。

該水庫溢洪道主要有兩個(gè)問題：一是溢流堰施工質(zhì)量差，下泄水流紊亂，匯洪能力??；二是溢洪道下游陡坡段基巖風(fēng)化嚴(yán)重，沖惻成深槽，嚴(yán)重危及水庫正常泄洪。為解決溢洪道上述問題，本文就該水庫溢洪道除險(xiǎn)加固方案進(jìn)行分析。

二、溢流堰改建方案分析

該水庫溢洪道原溢流堰為拱形薄壁堰，由于施工質(zhì)量差，過堰水流紊亂紊亂，泄洪能力小需要改建，那么采用什么方案進(jìn)行改進(jìn)呢？我們經(jīng)過研究提出三個(gè)改建方案：

（一）在溢洪道平臺(tái)上游建實(shí)用堰方案

一、概述

湖南省黃材水庫位于湘江一級支流溈水上游。主壩位于寧鄉(xiāng)縣黃材鎮(zhèn)以西3．5km的鐵山里，距寧鄉(xiāng)縣城54．5km。是一座以灌溉為主，兼有發(fā)電和防洪等綜合效益的大（2）型水利樞紐工程。該工程集雨面積240．8km2，總庫容1．53億m3，主壩為黏土心墻壩，最大壩高61．5m，壩頂高程169．5m，壩頂軸線長347m。副壩有2座，其中竹山坳副壩位于主壩右岸約1km處，壩型為風(fēng)化料填筑的均質(zhì)土壩，最大壩高22．3m，壩頂高程170．5m，壩頂軸線長131．5m。溢洪道布置在竹山坳副壩左岸的獅牛沖，為河岸開敞式，進(jìn)口為無底坎的寬頂堰，堰頂高程157．0m，為控制泄流，其上裝3扇10m×9．3m（寬×高）的鋼質(zhì)弧形閘門。

該工程于1958年9月破土興建，1965年樞紐工程基本建成，1986年完成灌區(qū)主體工程配套任務(wù)，運(yùn)行至今。工程在灌溉、發(fā)電和防洪等方面發(fā)揮了巨大效益，對促進(jìn)當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展起了一定的作用。但由于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)太低，主、副壩滲漏嚴(yán)重，因而在1982年至1984年的水利“三查三定”中，被列為“七五”期間需進(jìn)行加固的重點(diǎn)“病險(xiǎn)水庫”之一。在確定加固方案時(shí)，通過整體水工模型試驗(yàn)，認(rèn)為獅牛沖溢洪道左岸應(yīng)擴(kuò)建一孔并改造泄槽。實(shí)施過程中，因未做任何勘探工作，對邊坡所處的地質(zhì)環(huán)境缺乏認(rèn)識(shí)，擴(kuò)建開挖時(shí)導(dǎo)致邊坡先后發(fā)生5次較大規(guī)?；拢绾榈肋M(jìn)口滑坡就是其中之一。

該滑坡形成后，設(shè)計(jì)單位曾對其采取了表層鋪蓋防滲薄膜、滑體內(nèi)布設(shè)排水洞、前緣設(shè)置擋墻等措施，但因缺乏必要的勘探、試驗(yàn)資料，對滑坡特征及其破壞機(jī)理認(rèn)識(shí)不足，所以處理尚不徹底?，F(xiàn)有觀測資料顯示，該滑坡仍存在不同程度的變形跡象。為此，必須查明滑坡的邊界條件、滑體特征，研究滑坡形成及發(fā)展過程和變形破壞機(jī)理，并對其在不同工況下穩(wěn)定狀況及其動(dòng)態(tài)變化趨勢進(jìn)行研究分析，以便采取適宜的工程處理措施，確保溢洪道安全運(yùn)用。

二、滑坡特征及其變形破壞機(jī)理

1．滑坡特征

摘要:生態(tài)環(huán)境保護(hù)是工程建設(shè)過程中需要引起重視的問題。工程在建設(shè)過程中，一般會(huì)生產(chǎn)大量的開挖料棄渣，如何減少棄渣或利用棄渣是規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)思考的問題，岔河水庫在前期規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中就充分考慮減少棄渣量并利用工程建設(shè)開挖料，溢洪道工程布置還結(jié)合壩殼料開采和利用，減少對生態(tài)環(huán)境破壞，同時(shí)降低工程投資。

關(guān)鍵詞:岔河水庫;工程布置;開采利用;填筑;保護(hù)

隨著國家高度重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)，同時(shí)還要保障糧食生產(chǎn)安全，相關(guān)部門也制定了保護(hù)范圍和政策，如生態(tài)紅線、自然保護(hù)區(qū)和基本農(nóng)田等措施推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展。為保障糧食生產(chǎn)安全，提高糧食單位面積產(chǎn)量，水利基礎(chǔ)設(shè)施也相應(yīng)加大投入建設(shè)，但在建設(shè)過程中會(huì)對生態(tài)環(huán)境有一定影響或占用基本農(nóng)田，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)措施減少對環(huán)境的破壞和占用。岔河水庫攔河壩為混凝土面板堆石壩，壩殼料總回填總量為68.5萬m3，在前期勘察過程中，就需要規(guī)劃充足的壩殼料。料場開采和建筑物開挖的無粘性土(包括砂、礫石、卵石、漂石等)、石料和風(fēng)化料、礫石土均可作為壩殼料，并應(yīng)根據(jù)材料性質(zhì)用于壩殼的不同部位［1］。在實(shí)施過程中，我們應(yīng)當(dāng)優(yōu)先利用建筑物開挖料，不足部分再開采壩殼料場堆石料，并按照不同料性分別回填于主堆區(qū)和次堆區(qū);并考慮建筑物工程布置是否能夠與料場開挖相結(jié)合，減少對生態(tài)環(huán)境破壞。

1基本情況

1.1壩型選擇

壩址處河流流向N65°E，河床底寬5～10m，河谷呈“V”字型，左岸地形坡度35°～60°，右岸地形坡度30°～50°。壩基河床為第四系洪沖積漂石、砂礫卵石層，下伏基巖為塊狀流紋斑巖及后期侵入的輝綠巖脈、凝灰熔巖巖脈，弱風(fēng)化層厚為22.0～67.0m。壩址區(qū)位于拿魚河斷裂和瀾滄江斷裂之間的經(jīng)向構(gòu)造帶內(nèi)，斷層、裂隙較發(fā)育，主要發(fā)育F3、F4、F5、F6、F8斷層。重力壩壩高為50～100m時(shí)，可建在微風(fēng)化至弱風(fēng)化中部基巖上［2］，由于斷層及弱風(fēng)化層較厚等地質(zhì)原因，不適宜建混凝土高壩，因地制宜，可以興建當(dāng)?shù)夭牧蠅巍靺^(qū)范圍主要分布為粘土料、堆石料、塊石料等當(dāng)?shù)亟ㄖ牧?，砂料缺乏且距工程區(qū)較遠(yuǎn)，根據(jù)地質(zhì)條件及當(dāng)?shù)亟ㄖ牧?，選擇對壩基巖體要求相對較低的混凝土面板堆石壩作為優(yōu)選壩型，避開了壩型選擇存在的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)［3］。

1概況

清河水庫溢洪道由進(jìn)水渠、控制段、泄槽段和尾渠段組成?？刂贫卧O(shè)6道閘孔，有5個(gè)中墩，2個(gè)邊墩，閘孔每孔凈寬10.0m，總寬72.5m，設(shè)6扇10.0m9.3m（寬×高）弧形工作門，工作門前設(shè)有檢修門槽，檢修門采用門機(jī)起吊。溢洪道歷經(jīng)50多年的實(shí)際運(yùn)行，逐步暴露出各種問題：溢洪道控制段堰面、閘墩存在貫通性裂縫，受牛腿集中力影響，閘墩中間部位出現(xiàn)拉應(yīng)力，導(dǎo)致裂縫向牛腿擴(kuò)展，改變閘墩結(jié)構(gòu)受力條件，降低了控制段的安全，影響閘門安全啟閉和泄洪安全；溢洪道混凝土外觀質(zhì)量較差，鋼筋保護(hù)層及抗凍不滿足規(guī)范要求等。2007年清河水庫進(jìn)行了安全鑒定，鑒定結(jié)論為三類壩。2010年水利部大壩安全管理中心核準(zhǔn)清河水庫為三類壩。2011年開始清河水庫除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)，11月工程開工建設(shè)。控制段建設(shè)的內(nèi)容是自堰體以上拆除5個(gè)中墩及其上部結(jié)構(gòu)，自124.3m高程以上拆除邊墩及其上部結(jié)構(gòu)。溢洪道堰面鑿除現(xiàn)狀混凝土，清除表層鋼筋，重新布設(shè)堰面鋼筋，澆筑標(biāo)號為C30F250W4混凝土。

2工期要求

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，清河水庫在除險(xiǎn)加固過程中，仍然承擔(dān)正常的防洪功能，并盡量減少對興利的影響。為了達(dá)到這一目標(biāo)，溢洪道控制段加固工程必須在一個(gè)非汛期內(nèi)完成。清河水庫非汛期為當(dāng)年9月21日至次年6月1日，因?yàn)橐话阍?月份少有大洪水發(fā)生，因此要求溢洪道控制段加固工程從開工之日起至次年6月30日必須完成，以確保水庫發(fā)揮防洪作用。而工程所在地區(qū)從當(dāng)年11月至次年3月末為冬季，一般為停工期。正常有效工期僅有4.5個(gè)月。

3閘墩施工工藝

控制段工程建設(shè)的內(nèi)容多，工序復(fù)雜，要求精度高。首先要拆除原有建筑物，包括70～80m溢流堰面、閘墩、工作橋、交通橋、啟閉機(jī)室、閘門、啟閉機(jī)需要全部拆除，除交通橋外其他均需重建。閘墩混凝土澆筑工程量大，占用工期長，是控制工期的關(guān)鍵的項(xiàng)目。在這個(gè)項(xiàng)目施工中，業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位經(jīng)過縝密研究，決定采用滑模施工方案，以加快施工進(jìn)度。中墩126m高程以上（堰面以上）至墩頂139m高程，邊墩130m高程至墩頂139m高程（130m以下為梯形斷面，采用滑模困難）采用滑模施工。共制作2套滑模：1套滑升，1套安拆，2套交替施工，保證閘墩混凝土澆筑連續(xù)。這個(gè)施工方案的關(guān)鍵在閘墩牛腿如何處理。牛腿是露頂式弧形閘門的承重構(gòu)件，是閘門鉸支座的基礎(chǔ)，牛腿從閘墩側(cè)面懸出，與閘墩連成一體，其受力大，受力復(fù)雜，一般要求與閘墩主體同時(shí)澆筑，以保證其整體性。這樣在滑模施工和牛腿與閘墩整體性的要求上產(chǎn)生了矛盾。因?yàn)榕Ｍ韧怀鲩l墩外表面，如果將閘墩主體一次滑模澆筑到頂，再二次澆筑牛腿懸出墩面部分，這樣閘墩與牛腿的結(jié)合面將是非常薄弱的，不能滿足結(jié)構(gòu)的抗剪要求，也是規(guī)范所不允許的。如果不采用滑模施工，而采用人工支模，工期又無法保證。也曾考慮冬季施工，但困難大，費(fèi)用高，質(zhì)量難以保證。經(jīng)長時(shí)間研究和論證，決定在滑?；僚Ｍ炔课粫r(shí)在閘墩內(nèi)安裝模板預(yù)留槽孔，在牛腿部位預(yù)留的槽孔內(nèi)綁扎鋼筋、支立模板，澆筑二期混凝土。按照牛腿設(shè)計(jì)位置，在129.80m高程距中墩尾端77cm部位預(yù)留長×寬×高=6m×2.7m×2.5m的槽孔。這個(gè)槽孔比牛腿與閘墩接觸面積3.75m×1.8m擴(kuò)大2.4倍，且墩外牛腿與槽孔成為一體的二期混凝土，槽孔二期混凝土與閘墩一期混凝土接觸面大大增加，使牛腿與閘墩的整體性得以保證。又在槽孔頂部、閘墩軸線位置在一期閘墩混凝土內(nèi)預(yù)埋3根φ150@1500mm鋼管，用于槽孔混凝土澆筑完成后，向孔內(nèi)繼續(xù)填塞與混凝土同標(biāo)號的砂漿。牛腿二期混凝土采用二級配混凝土，在混凝土原配合比中，摻入膨脹型外加劑，以保證二期混凝土具微膨脹性，以抵消其本身的收縮，防止一期混凝土之間產(chǎn)生收縮裂縫?；炷敛捎盟C(jī)吊罐入倉，澆筑前在中墩兩側(cè)預(yù)留槽孔上方安裝“簸箕”狀下料斗，料斗下沿貼近閘墩鋼筋網(wǎng)，從混凝土吊罐中分批緩慢下料至料斗中，人工鐵鍬輔助下料，采用平層澆筑法均衡上升?？醉斠欢诮Y(jié)合部位在槽孔主體混凝土澆筑結(jié)束后，混凝土初凝前，通過預(yù)埋在閘墩中間的3根鋼管向二期混凝土頂部澆筑與二期混凝土同標(biāo)號的砂漿，以確保混凝土頂部充填密實(shí)。最后采用砂漿將預(yù)埋的鋼管封填。這些措施確保了閘墩滑模施工的連續(xù)性，也保證了牛腿與閘墩連接的整體性，使其受力性能得到可靠保證。采用此方案施工，從2012年9月17日開始澆筑混凝土，到當(dāng)年11月5日，在冬季之前所有7個(gè)閘墩主體全部澆筑到頂，澆筑鋼筋混凝土7500m3。冬季停止施工。次年4月開始按預(yù)定方案流水澆筑牛腿槽孔二期混凝土，檢修門槽和工作閘門邊導(dǎo)板二期混凝土、溢流堰面混凝土和閘門底坎二期混凝土，再安裝工作橋、閘門、啟閉機(jī)，在2013年6月30日前完成閘門調(diào)試運(yùn)行?？刂贫问┕すて?.7個(gè)月，一般同類工程要一年工期，體現(xiàn)了滑模施工方案快速，又保證牛腿與閘墩整體連接的優(yōu)勢，如果不采用這種施工工藝就不能在這么短的工期內(nèi)完成這項(xiàng)艱巨的任務(wù)。

摘要：以工程實(shí)例為分析資料，總結(jié)小型水庫溢洪道設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題，并提出有效的處理措施，以為水庫安全提供參考。

關(guān)鍵詞：小型水庫;溢洪道設(shè)計(jì);存在的問題;對策

溢洪道在我國水利工程建設(shè)中是最為常見的建筑，在工程項(xiàng)目中能夠發(fā)揮出排除水庫存超蓄洪水的作用，使得水庫在汛期泄洪期間處于安全狀態(tài)。從完整的工程狀況看，溢洪道設(shè)計(jì)的好壞能夠直接影響水庫的安全狀況。

1調(diào)研概況

某市現(xiàn)有水庫188座，其中32座小(一)型水庫，156座小(二)型水庫。在勘察水庫時(shí)對各個(gè)水庫出現(xiàn)的安全問題進(jìn)行詳細(xì)地檢查分析，總結(jié)小型水庫存在的問題及修整的方法。研究調(diào)查的結(jié)果顯示，該市的水庫中共存在45座病庫和37座險(xiǎn)庫。面對存在的諸多問題，應(yīng)給予足夠的重視，對導(dǎo)致問題的原因進(jìn)行分析，并擬定有效的處理措施。否則，不但建筑工程發(fā)揮不了應(yīng)有的作用，還會(huì)引起諸多的安全事故。技術(shù)人員在檢查水庫運(yùn)用狀況時(shí)，對溢洪道的安全問題進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)研，以保證其使用的安全性。

2小型水庫溢洪道設(shè)計(jì)出現(xiàn)的問題