【摘要】本文介紹了越南同奈水電站非常溢洪道設(shè)計的主要過程，特別針對其中的相關(guān)技術(shù)特點進行了概括和總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】越南；同奈；非常溢洪道；設(shè)計

1 引言

越南同奈水電站工程是同奈河主流八級開發(fā)方案中的第三個梯級，位于越南林同省遺玲縣的新尚鎮(zhèn)和新青鎮(zhèn)，西南面距胡志明市約280km。電站壩址以上集雨面積3793km2，多年平均流量57.6m3/s，正常蓄水位680m，相應(yīng)庫容為2.808×108m3，水庫死水位675m，為年調(diào)節(jié)水庫。主要建筑物有碾壓混凝土溢流壩、碾壓混凝土重力壩、左岸粘土心墻堆石壩、左岸接頭土壩、壩后式廠房、開關(guān)站等。壩頂全長581m，壩頂高程685m，最大壩高81m，裝機容量2×35MW。同奈水電站的主要開發(fā)任務(wù)是發(fā)電，并綜合利用水資源，如旱季時為下游電站調(diào)節(jié)水量、降低下游的洪水水位、幫助改善區(qū)域內(nèi)的自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境等。

根據(jù)越南標(biāo)準TCXDVN285：2002和中國規(guī)范《水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計安全標(biāo)準》DL5180-2003，同奈水電站工程屬于二等工程。

2 非常溢洪道設(shè)計原則

1）上游電站基本資料（大壩溢洪標(biāo)準）

根據(jù)規(guī)范要求，同奈水電站溢流壩校核標(biāo)準為1000年一遇洪水，相應(yīng)流量為9600m3/s，溢流壩按此標(biāo)準設(shè)計。但其上游相鄰梯級（大寧水電站）的校核洪水標(biāo)準為5000年一遇，其洪峰流量為14300m3/s。根據(jù)越南規(guī)定，下游工程必須能宣泄上游梯級校核工況下的下泄流量。經(jīng)水文計算，同奈水電站工程5000年一遇的洪峰流量為13100m3/s（由于本工程比較特殊，有支流分擔(dān)了部分洪水，故同奈電站的5000年一遇洪水流量要比大寧水電站的要?。?。為宣泄5000年一遇洪水，除去溢流壩承擔(dān)的9600m3/s的流量外，剩余3500m3/s的流量需增設(shè)非常溢洪道泄流。根據(jù)本工程地形、地質(zhì)條件，非常溢洪道設(shè)在右岸重力壩段，見圖1。

2）下游山體地質(zhì)情況

右壩肩為小山脊，下游較窄，近河岸邊山脊寬40m～50m，地面高程為609m～680m。山脊坡度30°～45°，邊坡由含礫粘性土及侏羅系中統(tǒng)（J2ln2-3）中厚層角巖組成。覆蓋層厚度0.5m～1.5m。地質(zhì)為單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀35°～38°/NW∠45°～50°，傾向下游右岸。沒有斷裂通過，主要有三組陡傾角裂隙，緊閉，延伸長度一般3m～10m，寬1mm～2mm，石英及方解石充填，間距0.5m～1m一條。弱風(fēng)化基巖埋深2m～30m，抗沖流速較大，抗沖能力強。

當(dāng)非常溢洪道宣泄3500m3/s流量時，弱風(fēng)化基巖能滿足水流沖刷要求，不會造成大體積的邊坡坍塌而危及壩腳，影響壩體穩(wěn)定。因此非常溢洪道布置在右岸重力壩段能滿足壩體穩(wěn)定及泄洪要求。

3 非常溢洪道布置方案

1）方案一：拆除重力壩段上部結(jié)構(gòu)

非常溢洪道利用右岸閘檢室壩段和右岸重力壩段，在663m高程布置寬×高=1.2m×2m的廊道，當(dāng)上游來水流量超過1000年一遇流量9600m3/s，并需要利用非常溢洪道泄流時，利用廊道及時爆破以拆除663m高程（廊道底高程）以上部分結(jié)構(gòu)，使之與四孔溢流壩共同宣泄超校核流量洪水。另外，通過對閘檢室迎水面中部（預(yù)留非常溢洪道部位）的結(jié)構(gòu)計算，知該部結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力為0，為便于閘檢室迎水面的拆除形成非常溢洪道，該部位按不配筋設(shè)計。

2）方案二：在原右岸閘檢室壩段設(shè)置溢流表孔

為宣泄5000年一遇洪水，本工程在滿足正常泄洪要求的同時，在溢流壩右岸增設(shè)兩孔非常溢洪道，長40m，溢流前沿凈寬28m，分兩孔，每孔凈寬11m，閘墩厚3m，孔中分縫。非常溢洪道橋面高程為685m，堰頂高程為663m，堰體置于弱風(fēng)化巖體上，最大壩高81m。

堰頂設(shè)平板工作門，在上游來流量需要利用非常溢洪道泄洪時，開啟平板門與溢流壩四孔共同宣泄5000年一遇洪水，維持水庫水位不高于682m，保護大壩的穩(wěn)定安全。上游布置檢修門槽，與溢流壩共用一道檢修門。

原右岸閘檢室壩段和右岸重力壩段的結(jié)構(gòu)不變，向右順延。

3）兩方案投資對比

壩頂雙向門機（2×1600kN）替換原2×320kN門機；閘門防腐方式采用噴鋅涂漆。

方案一拆除混凝土及重建屬于運行費用，不計入投資中。

由表1可知，方案一投資較省，再考慮到超1000年一遇洪水發(fā)生的幾率較少，推薦采用方案一。當(dāng)預(yù)報洪水超過1000年一遇時，保持水庫水位不超過682m，需要利用非常溢洪道泄洪時拆除重力壩段663m高程以上結(jié)構(gòu)，形成缺口泄洪。

4 非常溢洪道水力計算、穩(wěn)定計算和結(jié)構(gòu)計算

4.1 水力計算

非常溢洪道選用開敞式WES型實用堰，上游面鉛直，堰頂高程取663m。

當(dāng)溢流堰孔數(shù)n=2時，孔寬b=11m時，溢流堰通過的流量為3528m3/s，接近并大于相應(yīng)的洪峰流量3500m3/s，因此取溢流堰孔數(shù)n=2，孔寬b=11m。

4.2 穩(wěn)定計算

重力壩段上部結(jié)構(gòu)炸掉后形成非常溢洪道，壩高為59m。

重力壩段建基面位于弱風(fēng)化基巖上，地基允許承載力取4000KPa，c‘=600KPa，f’=0.9。

根據(jù)TCXDVN335:2005（越南建筑標(biāo)準），

受拉區(qū)的深度限制根據(jù)TCXDVN（越南建筑標(biāo)準）335：2005來判定。

計算成果見表2。

從計算成果看，抗滑穩(wěn)定抗力函數(shù)大于抗滑效應(yīng)函數(shù)，抗滑穩(wěn)定滿足要求；抗翻轉(zhuǎn)穩(wěn)定抗力函數(shù)均大于抗翻轉(zhuǎn)效應(yīng)函數(shù)，抗傾穩(wěn)定滿足要求；最大壓應(yīng)力小于地基允許值，完建工況下的拉應(yīng)力出現(xiàn)在壩址處，并且遠小于混凝土的抗拉強度設(shè)計值，可不考慮其影響，認為應(yīng)力滿足要求。

4.3 結(jié)構(gòu)計算

采用ANSYS三維有限元程序?qū)Ψ浅Ｒ绾榈郎喜拷Y(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)應(yīng)力計算分析，所建模型基礎(chǔ)在水流方向與計算結(jié)構(gòu)段同寬，并向壩軸線左右方向及底部分別延伸50m。

因本結(jié)構(gòu)只受上游水壓力，下游無水，故只考慮上游最高水位即上游校核洪水位682m的工況。

根據(jù)結(jié)構(gòu)計算結(jié)果，拉應(yīng)力出現(xiàn)在663m高程，非常溢洪道孔口位置未出現(xiàn)拉應(yīng)力，按不配筋設(shè)計。

5 結(jié)語

本文提供的這種宣泄超校核洪水標(biāo)準的方法得到了越南審查方的一致好評，并予以采納。審查意見認為：技術(shù)方面簡單可行，并且節(jié)省了工程投資。希望本文能為類似工程提供參考和借鑒。

參考文獻

[1]越南同奈2水電站工程投資項目及基礎(chǔ)設(shè)計階段報告，廣西電力工業(yè)勘察設(shè)計研究院，2007.9

[2]越南同奈2水電站工程投資項目及基礎(chǔ)設(shè)計階段補充報告，廣西電力工業(yè)勘察設(shè)計研究院，2007.11

作者簡介

楊紅玉（1980-），女（漢族），重慶人，工程師，學(xué)士學(xué)位，主要從事水工結(jié)構(gòu)設(shè)計。