郝滿倉

（水利部山西水利水電勘測設(shè)計研究院 山西太原030024）

1 工程概況

趙家口水庫位于朔州市朔城區(qū)東北的賈莊小平易鄉(xiāng)趙家口村海河流域永定河水系，源子河支流歇馬關(guān)河下游，是歇馬關(guān)河出口處的一座控制性工程，控制流域面積168 km2。

趙家口水庫是一座以防洪、灌溉為主的?。?）型水庫，除險加固后水庫總庫容為706萬m3，保證灌溉面積為733 hm2。工程等別為Ⅳ等，主要建筑物級別為4級，次要建筑物及臨時建筑物為5級。水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)采用30年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，300年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)校核。

水庫樞紐工程主要由大壩、溢洪道和放水涵洞組成。

水庫始建于1957年5月，1958年4月竣工后開始蓄水受益。1962年冬又將水庫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)提高，土壩加高加厚，使壩高由25 m提高為28.5 m，增建1.1 m高防浪墻。溢洪道由8 m拓寬為20 m。1996年溢洪道被公路占用。2003年對水庫放水建筑物進(jìn)行改造，廢棄原臥管、球閥，拆除原大閘、二閘漿砌石結(jié)構(gòu)，興建放水塔，放水塔與原舊洞之間用鋼管連接。

經(jīng)安全評價鑒定，趙家口水庫為三類壩水庫，屬病險水庫，需進(jìn)行除險加固，除險加固工程內(nèi)容如下：

（1）對壩頂防浪墻及路面進(jìn)行維修，并增設(shè)壩頂下游側(cè)排水溝。

（2）對下游壩坡進(jìn)行培厚，增設(shè)馬道和排水溝，并新建下游壩坡草皮護坡。

（3）在原溢洪道左側(cè)新建下挖溢洪道。

（4）拆除現(xiàn)有管理房，新建管理院和管理房。

（5）新建左岸防汛搶險上壩道路。

（6）加高趙家口村進(jìn)村道路，并設(shè)圓管涵一處。

（7）增設(shè)大壩位移觀測設(shè)施。

（8）對放水涵洞進(jìn)水塔的閘門和啟閉機予以更換。

2 溢洪道改造方案

趙家口水庫泄水建筑物為溢洪道和放水涵洞。

原溢洪道位于壩址右岸，為一基巖泄槽，現(xiàn)槽底為元元公路，寬20 m，路面高程為1132.00 m，兩側(cè)為基巖邊坡，巖體穩(wěn)定性尚好，出口無消能設(shè)施。

經(jīng)安全評價鑒定復(fù)核計算，在現(xiàn)有泄水建筑物的情況下，大壩的抗洪能力剛達(dá)30年一遇設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，不滿足300年一遇校核洪水標(biāo)準(zhǔn)，洪水將漫過土壩壩頂，沖毀現(xiàn)有建筑物，后果不堪設(shè)想，將會對下游人民群眾的生命及財產(chǎn)的安全造成災(zāi)難性的后果。根據(jù)除險加固的原則，一般不進(jìn)行大壩加高，因此本工程在放水洞泄水能力不可能再增大的情況下，必須對溢洪道進(jìn)行改造。

根據(jù)現(xiàn)有條件，在滿足公路運輸?shù)那闆r下，在原溢洪道左側(cè)新建下挖溢洪道，可使小洪水在下挖的溢洪道通過，大洪水時用復(fù)式斷面溢洪道泄洪。新下挖溢洪道斷面以復(fù)合斷面進(jìn)行泄洪時，大壩防洪能力達(dá)到校核洪水（300年一遇洪水）標(biāo)準(zhǔn)確定。

新下挖溢洪道由引渠段、閘室段、泄槽段、出水渠組成，即在新下挖溢洪道上設(shè)置閘門，以保證汛后的水庫蓄水，發(fā)揮水庫效益，水庫主汛期7-8月空庫度汛。

3 溢洪道閘門方案

本文所研究的就是下挖溢洪道上的閘門方案。

溢洪道上的閘門一般有平板門、弧門、疊梁門，以及鋼壩閘、橡膠壩、一字門等。

對于本工程來說，由于上部還需行洪，平板門和弧門無法使用（阻洪），橡膠壩耐久性較差，鋼壩閘液壓控制裝置比較復(fù)雜，因此僅就疊梁鋼閘門和一字鋼閘門方案進(jìn)行布置和比較。

3.1 疊梁鋼閘門方案

閘室段（樁號溢 0＋000.00～溢 0＋010.00）長 10 m，為開敞式閘孔，分為3孔，底寬16.40 m，中間設(shè)2個中墩，每孔凈寬4.0 m，中墩、邊墩厚均為1.0 m，則閘室段凈寬為12.0 m。

水庫汛期為閘門開啟空庫度汛，因此僅設(shè)置工作閘門，工作閘門3扇，閘門孔口寬度4 m，閘室底板高程1128.0 m，正常蓄水位1130.84 m，設(shè)計水頭2.84 m。閘門形式為疊梁鋼閘門，共6節(jié)，單節(jié)高度1.5 m，每孔疊放2節(jié)。運行時，電動葫蘆沿著排架柱上面的軌道運動，依次把疊梁放在孔口擋水。汛期泄洪時，疊梁存放在溢洪道左側(cè)的門庫里。疊梁門面板布置在下游側(cè)，底、側(cè)止水設(shè)在面板側(cè)，門葉結(jié)構(gòu)由面板、主橫梁、頂梁、底梁、縱向隔板及邊梁組成。

水庫汛期空庫度汛，因此閘門無水操作。

門葉及門槽埋件材料均為Q235B鋼材制作。

閘門起吊設(shè)備使用1套CD13D-9電動葫蘆起吊，共2臺，起吊高度9 m，起升電機功率2×4.5 kW，運行電機功率2×0.4 kW。

圖1 疊梁鋼閘門方案閘室平面布置圖

溢洪道工作閘門為：6節(jié)4.0 m×1.5 m閘門，閘門單重2.0 t，總重12 t；埋件單重1.2 t，總重6.0 t（含門庫埋件）。閘門設(shè)備及安裝工程費為23.04萬元，啟閉設(shè)備及安裝工程費為3.54萬元，合計26.58萬元，疊梁鋼閘門方案的閘室平面布置見圖1。

3.2 一字鋼閘門方案

閘室段（樁號溢 0＋000.00～溢 0＋010.00）長 10 m，為開敞式閘孔，分為4孔，每孔凈寬3.0 m，中間設(shè)3個中墩，中墩厚1.5 m，邊墩厚1.0 m，則閘室段凈寬為12.0 m，底寬18.5 m。閘室段采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，堰頂高程（即底板頂高程）為1128.00 m，閘墩墩頂高程為1132.00 m，底板厚0.8 m，上下游設(shè)齒墻，基礎(chǔ)座落在巖基上。

溢洪道4孔，設(shè)置工作閘門4扇，閘門孔口寬度3 m，閘室底板高程1128.0 m，正常蓄水位1130.84 m，設(shè)計水頭2.84 m。閘門形式為一字鋼閘門，運行時門葉繞閘墩一側(cè)門樞旋轉(zhuǎn)，另一側(cè)使用銷軸鎖錠。閘門面板布置在下游側(cè)，底、側(cè)止水設(shè)在面板上，支承底輪沿閘室底板滾動，門葉結(jié)構(gòu)由面板、主橫梁、頂梁、底梁、縱向隔板及邊梁組成。

水庫汛期空庫度汛，因此閘門無水操作，人工關(guān)閉。

門葉及門槽埋件材料均為Q235B鋼材制作。

溢洪道工作閘門為4扇，3.0 m×3.4 m閘門，閘門單重2.5 t，總重10 t；埋件單重0.8 t，總重3.2 t。閘門設(shè)備及安裝工程費為17.04萬元，一字鋼閘門方案的閘室布置見圖2。

圖2 一字鋼閘門方案閘室平面布置圖

4 結(jié)語

設(shè)計采用了操作機械化程度較高的疊梁鋼閘門方案，但投資相對較大，在不考慮疊梁門庫、排架等土建投資以及配電投資的情況下，僅閘門設(shè)備及安裝工程費就增加9.54萬元，同時對于閘門本身來講，疊梁門接縫較多，無形中也增加了閘門漏水的幾率。

因此，在小型工程上，還是要進(jìn)一步考慮一字鋼閘門的可行性，同時一字鋼閘門也可使用液壓啟閉設(shè)備。