姜霞

摘 要：雙仁水庫(kù)泄洪方案的選擇及其泄洪洞設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：雙仁水庫(kù)；泄洪方案；泄洪洞；消能工；灌溉洞；尾水渠

1 概述

雙仁水庫(kù)位于拜泉縣城東南5公里，流域面積F=15.5km2，是一座以灌溉、養(yǎng)魚(yú)、防洪為主兼顧休閑娛樂(lè)的綜合性水庫(kù)。

該水庫(kù)是1958年修建，完成工程量約6.50萬(wàn)立方米。土壩為粘土均質(zhì)壩，長(zhǎng)為541米，當(dāng)前平均壩高為245.00米，局部壩高為246.20米，距原庫(kù)底238.00有7米，總庫(kù)容約140萬(wàn)立方米。

2 泄洪工程設(shè)計(jì)

2.1 泄洪工程方案比選

方案擬定前提條件：興利效益（灌水旱田2250畝，興利水位244.20米），防泄標(biāo)準(zhǔn)（校核洪水位244.76米），設(shè)計(jì)壩高（266.20米）相同。

2.2 方案擬訂

2.2.1 泄洪洞工程方案。洞徑1.8米×1.8米，進(jìn)口底高程238.00米，設(shè)雙套工作門(mén)，洞后采用綜合消力池，池長(zhǎng)12米，池深1.50米，池寬3.80米。

2.2.2 溢洪道工程方案。溢洪道分有閘與無(wú)閘控制之分。選擇有閘控制方案與泄洪洞方案比較。

經(jīng)過(guò)分析計(jì)算，采用實(shí)用堰型，堰高0.5米，鋼閘門(mén)擋水高1.2米，底寬需8.0米，側(cè)墻高3.7米。Qmin=18.40，Qmax=31.6m3/s。

考慮到水庫(kù)淤積嚴(yán)重，需對(duì)溢洪道前適當(dāng)沖淤，應(yīng)另配套建一D120放水洞，檢查維修也需設(shè)洞放空水庫(kù)。

2.3 方案比選

2.3.1 泄洪洞方案

小水庫(kù)只設(shè)泄洪洞不設(shè)溢洪道，是相當(dāng)多業(yè)內(nèi)人士的主張。事實(shí)上，多年來(lái)也確實(shí)修建了不少。主要有如下優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：（1）工程簡(jiǎn)單，便于管理，工程量小。（2）有利于沖砂，泄空水庫(kù)，便于檢查維修和清淤。（3）在平原區(qū)小型的多年調(diào)節(jié)水庫(kù)，泄洪洞對(duì)調(diào)蓄徑流和調(diào)節(jié)洪水有靈活性，因興利庫(kù)容大，防洪庫(kù)容小，防洪庫(kù)容可與興利庫(kù)容相結(jié)合，而且泄量均衡。

缺點(diǎn)：（1）啟閉室及閘前引水洞在水下運(yùn)行，檢查維修困難。但可通過(guò)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)安全性來(lái)解決。（2）對(duì)超標(biāo)準(zhǔn)洪水，泄流能力增加緩慢。但平原區(qū)多年調(diào)節(jié)小型水庫(kù)，洪水小，超標(biāo)洪水有限，出現(xiàn)問(wèn)題損失也有限。

2.3.2 溢洪道方案

優(yōu)點(diǎn)：（1）超標(biāo)洪水時(shí)，泄流量增加快，水位上漲緩慢，出現(xiàn)危害機(jī)率低。（2）工程是裸露的，便于檢查維修。

缺點(diǎn)：（1）溢洪堰及長(zhǎng)陡坡易遭受凍害。另需單獨(dú)設(shè)一永久性的小型放水洞，拆除廢舊洞也需開(kāi)挖與回填，因此工程量大。（2）溢洪道不適于水土流失嚴(yán)重地區(qū)。（3）冬季需在閘門(mén)前用人工刨冰。（4）水位低時(shí)泄量小，水位大時(shí)泄量大。如若增大調(diào)節(jié)能力，則需降低閘底高程又加大了工程量。

2.3.3 方案選定：泄洪洞方案。

2.4 泄洪洞設(shè)計(jì)

2.4.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)：（1）考慮泄洪洞及閘門(mén)井在水下，檢查維修困難，加大了結(jié)構(gòu)斷面，并設(shè)兩套工作門(mén)。（2）為確保滲透穩(wěn)定，允許滲透比降J按6倍水頭考慮，H=244.20-236.2=8.0米，L滲≥6×8.0=48.0米，并在閘門(mén)井兩側(cè)增設(shè)了刺墻。（3）防工程凍脹破壞，除加大了工程結(jié)構(gòu)斷面尺寸和配筋外，縮斷了洞身分縫，分縫間距10-12米，另在洞出口增設(shè)了防凍加強(qiáng)環(huán)。消力池兩側(cè)在236.20米高程設(shè)排水孔。（4）閘門(mén)啟閉塔位置主要考慮了洞身閘室段長(zhǎng) ≤12米，并地基反力均勻，所以稍離開(kāi)壩頂。閘門(mén)井上設(shè)檢修板梁平臺(tái)，形成正體的六面體，有較好的抗凍能力。

2.4.2 總體布置：詳見(jiàn)設(shè)計(jì)圖

2.4.3 泄洪洞泄洪能力計(jì)算（依據(jù)成都科大“水力學(xué)”）

Q=0.669A■ 見(jiàn)“工程任務(wù)及規(guī)模”

2.4.4 消能工程設(shè)計(jì)：參照美國(guó)墾務(wù)局設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，采用綜合式消力池。通過(guò)計(jì)算按常規(guī)設(shè)計(jì)消力池，長(zhǎng)需18米，綜合式消力池長(zhǎng)10-12米。本設(shè)計(jì)采用12米，該型式比較適宜本工程，水舌為急流（Fr>2.5），q=6.6m3/m·s，<15。

2.4.5 灌溉洞：設(shè)一處取水口，采用50×50鑄鐵閘門(mén)，設(shè)在兩個(gè)閘門(mén)中間的側(cè)墻上，采用D40鑄鐵管。

2.4.6 尾水渠設(shè)計(jì)：原尾水渠回淘2米多深。為穩(wěn)定消力池消能，并避免繼續(xù)產(chǎn)生回淘，在消力池后200米設(shè)P=1.8米篩網(wǎng)跌水。篩網(wǎng)長(zhǎng)較常規(guī)消力池長(zhǎng)（10米）短2/5，工程量節(jié)省約1/4。渠道長(zhǎng)500米，底寬b=6米，邊坡1：1.5，渠道比降1/2000。渠道起點(diǎn)渠底高程236.00米。較泄洪洞出口底高程237.50米低1.5米。泄洪洞不受下游淹沒(méi)影響。

泄洪渠起點(diǎn)H～Q成果表