寇傳和

摘 要：溢洪道設(shè)計(jì)在小型水庫(kù)的建設(shè)中意義重大，關(guān)系到水庫(kù)的造價(jià)、安全及運(yùn)行狀況。本文首先通過(guò)調(diào)研某市小型水庫(kù)中存在的安全問(wèn)題，分析并總結(jié)出目前小型水庫(kù)中的溢洪道設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題并給出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：溢洪道設(shè)計(jì)；水庫(kù)；問(wèn)題；應(yīng)對(duì)措施

溢洪道設(shè)計(jì)目的為排除水庫(kù)中超蓄洪水，為最常見(jiàn)的水利工程建筑之一，對(duì)保障水庫(kù)的安全意義重大。作用為確保大壩安全、防止水漫堤頂、宣泄洪水等，使水庫(kù)能夠在汛期、泄洪期能夠處于可靠的安全狀態(tài)。溢洪道的設(shè)計(jì)不僅對(duì)工程造價(jià)有影響（小型水庫(kù)中占25%-30%），對(duì)水庫(kù)的正常運(yùn)行也影響重大。從整個(gè)水利工程狀況來(lái)看，溢洪道設(shè)計(jì)的優(yōu)劣對(duì)水庫(kù)安全狀況有著直接的影響。

1 調(diào)研概況

市水庫(kù)總數(shù)為208座，其中38座小（一）型水庫(kù)，占總數(shù)的18.27%，170座小（二）型水庫(kù)，占總數(shù)的81.73%?？辈焖兴畮?kù)時(shí)重點(diǎn)詳細(xì)檢查并分析水庫(kù)中出現(xiàn)的各種安全問(wèn)題，并總結(jié)出小型水庫(kù)中存在的問(wèn)題及其相應(yīng)的修整方法。研究結(jié)果可見(jiàn)該市共存在54座險(xiǎn)庫(kù)和43座病庫(kù)。對(duì)于水庫(kù)中存在的大量問(wèn)題應(yīng)予以重視，詳細(xì)分析其原因，并給出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。不然水利工程不但不能發(fā)揮其應(yīng)有作用，還可能引發(fā)安全事故。因此，溢洪道的設(shè)計(jì)與檢查至關(guān)重要，調(diào)研結(jié)果顯示許多小型水庫(kù)的溢洪道設(shè)計(jì)存在問(wèn)題，現(xiàn)將問(wèn)題總結(jié)如下。

2 小型水庫(kù)溢洪道設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 溢洪道的進(jìn)出口和壩身間相隔的距離太短

對(duì)各水庫(kù)的檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)許多水庫(kù)的溢洪道的進(jìn)出口和壩身之間的間距存在一些問(wèn)題，大多為間隔過(guò)短，溢洪道和壩肩僅用簡(jiǎn)單的山脊相隔離。若進(jìn)口段未采取足夠的保護(hù)措施（特別是護(hù)砌措施），那么泄洪后則可能引起沖刷而危害到壩肩的安全。

2.2 溢洪道設(shè)計(jì)的尺寸太小

小型水庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮工程資金的消耗，且需達(dá)到建筑工程設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和資金限額的壓力下，許多設(shè)計(jì)工程師會(huì)選擇改小尺寸，這將導(dǎo)致參考洪量和洪峰等數(shù)據(jù)將出現(xiàn)異常變化。溢洪道的尺寸設(shè)計(jì)也相應(yīng)減小，尤其是在建筑巖體發(fā)生風(fēng)化坍落之后，將大大增加泄洪渠淤積的幾率，影響到水庫(kù)的正常泄流。

2.3 溢洪道的平面彎曲半徑的大小不夠穩(wěn)定

溢洪道的設(shè)計(jì)中，平面彎道的半徑為一較為隱蔽的不穩(wěn)定因素，隨時(shí)間的推移其收縮出現(xiàn)忽大忽小的情況，影響到泄流的正常運(yùn)行。在溢洪道的陡坡段出現(xiàn)異常后可能因彎道流勢(shì)、流態(tài)等干擾而發(fā)生變動(dòng)，而引起兩岸出現(xiàn)水面差，引發(fā)凹岸水面壅高，易使得下游的平直段內(nèi)引發(fā)折沖水流，降低泄流能力。

2.4 水力設(shè)計(jì)的方法不夠合理

水利設(shè)計(jì)者沒(méi)能從專業(yè)的設(shè)計(jì)角度出發(fā)進(jìn)行溢洪道的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的實(shí)施方案，而使得設(shè)計(jì)方案與設(shè)計(jì)結(jié)果未能滿足實(shí)際工程需要，不合理的水利設(shè)計(jì)將嚴(yán)重阻礙到工程項(xiàng)目。

2.5 溢洪道的陡坡比降過(guò)大

此類問(wèn)題時(shí)溢洪道的設(shè)計(jì)中非常重要的問(wèn)題之一，一些溢洪道的陡坡部分設(shè)置于非巖性的山坡上，陡坡底部難以進(jìn)行科學(xué)合理的反濾襯砌，因此可能引發(fā)滲水而出現(xiàn)滑坡，極大的影響到建筑的穩(wěn)定性。

3 應(yīng)對(duì)措施

3.1 溢洪道設(shè)計(jì)時(shí)科學(xué)合理的調(diào)整布局

小型水庫(kù)溢洪道工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)實(shí)事求是，充分考慮水利工程當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、地貌、地形等特征因素。從而適當(dāng)?shù)恼{(diào)整整個(gè)水利工程布局，以確保設(shè)計(jì)結(jié)果能夠符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.1.1 控制段

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使泄流保持在平衡狀態(tài)，使進(jìn)出口的水流與控制端建筑物相垂直，結(jié)合泄流要求與工程實(shí)際情況，合理安排斷面堰或?qū)掜斞?，且需根?jù)允許單寬流量調(diào)整堰寬度和大小。

3.1.2 引流段

為了便于引流的順利進(jìn)行，設(shè)計(jì)時(shí)常將其作為喇叭口，且應(yīng)盡量控制住其損失大小，以確保長(zhǎng)度處于有效狀態(tài)。

3.1.3 消能工

在溢洪道的末端躍流或多級(jí)躍水時(shí)應(yīng)確保泄流方向與壩腳相距100米以上。對(duì)于非巖基來(lái)說(shuō)，最常用的方式為地段處理，并將消力池安放于末端。若泄流量較小，則可采用消力坎方式來(lái)進(jìn)行。若出現(xiàn)遠(yuǎn)驅(qū)式水躍現(xiàn)象，應(yīng)從多個(gè)角度來(lái)避免沖刷現(xiàn)象的發(fā)生，此時(shí)可使用差動(dòng)式消力坎方式來(lái)進(jìn)行。若溢洪道尾端有較陡邊坎德存在，應(yīng)采取挑射消能的方式進(jìn)行，也是最常用與最有效的方式。

3.1.4 泄流段

此段常使用直線布置的方案，利于設(shè)置扭坡和避免彎道。縱斷面的設(shè)計(jì)中應(yīng)以實(shí)際地質(zhì)為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)多級(jí)躍水、緩坡或陡坡等情況進(jìn)行科學(xué)合理的選擇。

3.2 各結(jié)構(gòu)的計(jì)算

3.2.1 消力池的底板厚度應(yīng)符合抗浮標(biāo)準(zhǔn)

地板周邊邊界具有約束作用而易于出現(xiàn)滑動(dòng)現(xiàn)象，因而需進(jìn)行合理的抗浮措施。抗浮力方式為對(duì)底板的水重和浮重進(jìn)行計(jì)算，若抗浮安全系數(shù)大于或等于1.3～1.5，則表示安全。

3.2.2 陡坡護(hù)砌的厚度應(yīng)符合滑動(dòng)安全的標(biāo)準(zhǔn)

一般來(lái)說(shuō)，抗滑安全系數(shù)大于或等于1.3～1.5，則表示安全。

3.2.3 挑流鼻坎尺寸應(yīng)符合各種穩(wěn)定要求

結(jié)合力學(xué)的方法進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算過(guò)程中應(yīng)選擇正確合理的計(jì)算工時(shí)，確保水利計(jì)算和工程特性相符合?？箖A的安全系數(shù)大于或等于1.5，抗滑的安全系數(shù)大于或等于1.3-1.5。計(jì)算合力，并確保最大應(yīng)力與最小應(yīng)力的比值小于等于≤3～5，以免出現(xiàn)沉陷。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，目前小型水庫(kù)的溢洪道設(shè)計(jì)中還存在一些問(wèn)題，對(duì)水庫(kù)自身的安全及其功能影響重大，因而應(yīng)針對(duì)這些問(wèn)題采取相應(yīng)的處理措施，以確保水利工程能夠充分發(fā)揮其功能作用，并處理好水文資料和地質(zhì)構(gòu)造以便擬定相應(yīng)的處理方案，確保水利工程能夠高效發(fā)揮其功能。

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