王境之 ，李繼業(yè) ，臧運存

(1.諸城市墻夼水庫管理局，山東 諸城 262300，2.諸城市石門水庫管理局 山東 諸城 262300)

墻夼水庫是山東省重要的大型水庫，也是全省為數(shù)不多的幾座無閘控制的大型水庫之一，且該水庫為東西連環(huán)庫，水庫調(diào)洪計算較為復(fù)雜。該庫壩址又處于地震動峰值加速度0.2g區(qū)，相應(yīng)地震烈度8度。該水庫的除險加固工程方案的比選在山東省水庫加固中具有代表性，而溢洪閘工程加固方案是整個工程加固設(shè)計的關(guān)鍵和重點，本文通過溢洪道加固方案及對樞紐加固總投資的影響分析，提出了經(jīng)濟合理的加固方案。

1 工程概況

墻夼水庫位于諸城市枳溝鎮(zhèn)墻夼村西南，濰河干流上游，水庫工程建于1959年10月，1960年8月竣工蓄水，是一座以防洪、灌溉為主，結(jié)合養(yǎng)殖、發(fā)電等綜合利用的大(2)型水庫，控制流域面積656km2?！叭槿ā焙硕ㄋ畮彀倌暌挥龊樗O(shè)計，PMP洪水校核，總庫容 3.28億 m3，興利庫容 8500萬 m3，死庫容194萬m3。主要包括東庫大壩、西庫大壩、溢洪道、東庫放水洞、西庫放水洞、水電站等部分。由于水庫始建標準低，工程質(zhì)量差，水庫蓄水后，僅進行了局部維修和加固，一直帶病運行，2007年4月經(jīng)安全鑒定，被評定為險庫，屬三類壩，同年，被列入國家病險水庫除險加固專項規(guī)劃。

2 水庫存在的主要病險問題

經(jīng)安全鑒定，墻夼水庫主要存在以下病險問題：東、西壩防浪墻基礎(chǔ)均未與防滲體緊密連接，水庫防洪能力不滿足規(guī)范要求；壩基存在嚴重的滲透變形問題；壩殼砂礫石相對密度低，存在地震液化可能。放水洞漿砌石廊道與壩體間存在接觸流失問題，危及大壩安全等。溢洪道基巖風化破碎，抗沖能力低，無消能工，退刷破壞嚴重，現(xiàn)有防沖設(shè)施不滿足要求。溢洪道未設(shè)閘，不能充分發(fā)揮工程防洪效益。溢洪道交通橋標準低，砼構(gòu)件碳化、裂縫嚴重，鋼筋裸露、銹蝕，橋臺沉降變形。東、西庫連通溝低水位時過水斷面不足，交通拱橋標準低。溢洪道工程不能安全運行。

3 溢洪閘加固方案分析

3.1 溢洪道建閘控制的必要性

墻夼水庫是峽山水庫的上游水庫，大壩的安全與否對下游沿河人民生命財產(chǎn)的安全起著至關(guān)重要的作用。鑒于溢洪道的重要性及其存在的工程問題，急需對溢洪道進行加固處理，末端增加消能設(shè)施。因此，擬定以下兩個方案進行比較。

3.1.1 不建閘方案與建閘方案比較

1）不建閘方案。根據(jù)溢洪道現(xiàn)狀情況，不新建溢洪閘，維持開敞式溢洪道，根據(jù)調(diào)洪計算成果，工程布置如下：原溢洪道交通橋拆除，于橋址處新建8跨13m的交通橋，橋面凈寬7m，人行道寬1m，總寬9m。荷載等級為公路Ⅱ級。原溢洪道子槽拆除，新建鋼筋砼泄槽。溢洪閘上游引水渠段底寬100m，長190m，渠底高程為98.50m，樁號為0-190～0+000。其中0-100～0-40范圍內(nèi)渠底采用M10漿砌石護砌，0-40～0+000范圍內(nèi)渠底采用鋼筋砼鋪蓋，厚0.3m。兩岸邊坡采用M10漿砌石擋土墻護砌。0+000～0+079為鋼筋砼泄槽段，泄槽底寬 100m，0+000～0+044段底坡 1:100，0+044～0+079段底坡 1︰10，邊墻為鋼筋砼扶壁式擋土墻及鋼筋砼懸壁式擋土墻，墻頂至溢洪道頂部采用噴射砼護砌，泄槽末端接挑流鼻坎，鼻坎反弧半徑 25m，轉(zhuǎn)角 25°，后為沖坑段，出水渠邊墻采用M10漿砌石結(jié)構(gòu)。

2）建閘方案。根據(jù)溢洪道現(xiàn)狀情況，擬在溢洪道上新建溢洪閘進行控制，并于閘上新建交通橋。工程布置詳見推薦方案（五孔閘方案）的工程布置。水庫建閘后控制溢洪道20年一遇洪水下泄流量為786m3，50年一遇洪水下泄流量為 1000m3，超過 50年一遇洪水，為確保大壩安全，溢洪閘閘門敞泄。

3.1.2 蓄水量比較

諸城市是在改革開放中迅速崛起的新興城市，用水量呈逐年增加的趨勢，遠期城市用水不滿足要求，在水資源十分寶貴的今天，建閘后水庫可以抬高1m的汛后水位，增加蓄水量近 2000萬 m3，相當于增加一個中型水庫，可增加效益360萬元。

3.1.3 兩方案經(jīng)濟技術(shù)比選（見表1）

表1 溢洪道方案比較表

為充分發(fā)揮水庫效益，在確保水庫安全的情況下盡量減少水庫行洪下游河道的壓力，保護水庫下游人民的生命財產(chǎn)安全，充分合理的利用水資源，經(jīng)過以上經(jīng)濟技術(shù)比較，本次設(shè)計選用建閘方案。

3.2 建閘方案擬定

1）方案一：7孔閘方案：總凈寬70m，閘底板高程98.20m，每孔凈寬10.0m；

2）方案二：5孔閘方案：總凈寬50m，閘底板高程95.50m，每孔凈寬10.0m；

3）方案三：3孔閘方案：總凈寬36m，閘底板高程93.50m，每孔凈寬12.0m。

3.3 泄流能力及洪水調(diào)節(jié)計算（見表2、3、4）

表2 水庫設(shè)計洪水調(diào)節(jié)計算成果表（7孔閘）

表3 水庫設(shè)計洪水調(diào)節(jié)計算成果表（5孔閘）

表4 水庫設(shè)計洪水調(diào)節(jié)計算成果表（3孔閘）

3.4 建閘方案布置

1）方案一：在開敞式溢洪道上新建7孔溢洪閘，溢洪閘包括上游引水渠，閘室段，下游泄槽段，挑流消能段和下游河岸防沖護砌段。閘底板高程98.20m，閘墩頂高程108.80m，上游引水渠長 174m，閘室段長16.0m，下游泄槽段長45m，挑流段長22m。閘墩頂設(shè)鋼筋砼排架，機架橋頂高程113.80m，閘室下游端設(shè)5跨交通橋，交通橋凈跨10m，橋面凈寬7.0m?？杀软椡顿Y：902.8萬元。

2）方案二：在開敞式溢洪道上新建5孔溢洪閘，溢洪閘包括上游引水渠，閘室段，下游泄槽段，挑流消能段和下游河岸防沖護砌段。閘底板高程95.50m，閘墩頂高程 108.80m，上游引水渠長 174m，閘室段長16.0m，下游泄槽段長79.0m，挑流段長11.30m。閘墩頂設(shè)鋼筋砼排架，機架橋頂高程115.20m。閘室下游端設(shè)5跨交通橋，交通橋凈跨10m，橋面凈寬7.0m?？杀软椡顿Y：1050.9萬元。

3）方案三：在開敞式溢洪道上新建3孔溢洪閘，溢洪閘包括上游引水渠，閘室段，下游泄槽段，挑流消能段和下游河岸防沖護砌段。閘底板高程93.50m，閘墩頂高程 108.80m，上游引水渠長 174m，閘室段長16.0m，下游泄槽段長 85.0m，挑流段長 15.5m。閘墩頂設(shè)鋼筋砼排架，機架橋頂高程116.30m。閘室下游端設(shè)3跨交通橋，交通橋凈跨10m，橋面凈寬7.0?？杀软椡顿Y：1178.5萬元。

3.5 方案比較（見表5）

表5 溢洪道建閘三方案比較表

在表5三個方案中，方案一閘門擋水0.3m，擋水太低，對中小洪水的控制能力太差；方案三閘門擋水5.0m，擋水最高，但是閘墩高度太高對結(jié)構(gòu)抗震最不利。在滿足建閘要求的前提下本次設(shè)計選用投資適中的方案二。

4 溢洪閘加固設(shè)計主要技術(shù)參數(shù)

原溢洪道交通橋拆除，于橋址處新建溢洪閘，溢洪閘上游引渠段底寬56m，長250m，其中靠近鋪蓋段的60m范圍內(nèi)渠底采用M10漿砌石護砌，兩岸山坡采用M10漿砌石護砌。閘室上游兩側(cè)做圓弧翼墻，墻頂高程108.8m，形成裹頭，墻身伸入兩側(cè)山體基巖內(nèi)，與兩側(cè)山體擋墻相連接，形成一個完整的防滲體系。閘室采用水平防滲，水平鋪蓋長30m，厚0.5m，底板高程95.50m。閘室邊墩用粘土回填，頂寬2m，邊坡1:1，與兩側(cè)壩體連接。新建溢洪閘為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，共5孔，每孔凈寬10m，總寬56m。閘室總長16m，閘底板頂高程95.5m，底板采用分離式結(jié)構(gòu)。大底板寬5.5m，厚1.5m，小底板寬 6.0m，厚 0.8m，閘墩頂高程108.8m，閘墩上游端為流線形，下游端為半圓形。工作閘門采用平板鋼閘門，檢修閘門采用疊梁式平面鋼閘門。機架橋頂高程115.2m，上設(shè)啟閉機房，為減輕結(jié)構(gòu)自重，有利于抗震穩(wěn)定，機房采用鋼筋砼框架、彩板圍護的輕型結(jié)構(gòu)，閘上游設(shè)檢修便橋，寬1.5 m。機架橋的下游設(shè)交通橋，為簡支板型式，橋面頂高程108.8m，凈寬7.0m，交通橋中心線與壩軸線一致。 閘室兩側(cè)建有橋頭堡，磚混結(jié)構(gòu)，條形基礎(chǔ)，共2層。

溢洪閘后接鋼筋砼泄槽段，泄槽底寬56m，0+000～0+044 段底坡 1:100，0+044～0+079 段底坡 1∶10，邊墻為鋼筋砼扶壁式擋土墻及鋼筋砼懸壁式擋土墻，泄槽末端接斜挑流鼻坎，經(jīng)多次模型試驗，確定鼻坎反弧半徑25m，轉(zhuǎn)角 25°，坎頂高程 92.97m，后為沖坑段，出水渠邊墻采用M10漿砌石結(jié)構(gòu)。

5 結(jié) 語

水庫加固設(shè)計中，溢洪閘工程是整個樞紐工程的關(guān)鍵和重點，它與大壩加固方案相互影響，相互制約，不僅影響工程的加固效果與加固投資，還直接關(guān)系水庫泄洪對下游沿河及庫區(qū)的淹沒影響，應(yīng)多方案綜合分析比較后確定最佳方案。