摘 要:泄水建筑物作為水庫大壩樞紐工程中的重要組成部分,在工程優(yōu)化設(shè)計、施工建設(shè)乃至運營維護等過程中,均需要給予足夠的重視。在龍?zhí)了畮斐醪皆O(shè)計過程中,對泄水方案的比選確定和泄水建筑物結(jié)構(gòu)等內(nèi)容,進行了詳細論證分析與研究,優(yōu)選出較佳的泄洪方案和建筑物結(jié)構(gòu),確保工程具有較高的合理性、安全性和節(jié)能經(jīng)濟性。
關(guān)鍵詞:龍?zhí)了畮?;泄洪方案;泄水建筑物;溢洪?/p>
1 工程概況
龍?zhí)了畮旃こ讨饕墒撞繕屑~工程、輸水工程組成。本階段選擇了上、下兩個壩線,壩線相距約240m。推薦的下壩線集水面積18.5km2,正常蓄水位546.00m,死水位505.00m,校核水位為549.92m,總庫容302.8萬m3,總供水量667.1萬m3,下放生態(tài)用水166萬m3。工程任務(wù)是解決宰便鎮(zhèn)及周邊村寨飲水問題,多余水量用于下游農(nóng)田灌溉。首部樞紐等別為IV等,工程規(guī)模屬?。?)型。供水工程等別為IV等,工程規(guī)模屬?。?)型。
2 泄洪方案的優(yōu)選比選
左岸地形坡度約為50°,正槽式溢洪道寬度較大時,會造成較高的開挖邊坡,開挖量及邊坡處理量相對較大,故同時考慮泄洪洞方案及側(cè)槽式溢洪道進行比較。工程正常蓄水位為546.00m,規(guī)模為IV等小(1)型。經(jīng)洪水分析計算,設(shè)計工況下泄流量為146m3/s,校核工況下泄流量為233m3/s,根據(jù)擬選的左岸溢洪布置方案,擬選了地面式正槽開敞式溢洪道方案、地面式側(cè)槽開敞式溢洪道方案以及泄洪洞設(shè)閘泄洪方案進行研究比較,結(jié)合溢洪道上布設(shè)交通問題,地面式溢洪道在溢流堰位置布置交通橋,均為WES實用堰[1],三個方案進行技術(shù)經(jīng)濟綜合比較,即:方案一,正槽開敞式溢洪道,溢流凈寬15m,2孔,堰頂高程546.00m;方案二,側(cè)槽開敞式溢洪道,溢流凈寬15m,2孔,堰頂高程546.00m;方案三,設(shè)閘門泄洪洞,溢流凈寬6m,1孔,堰頂高程543.00m。
經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟等方面的綜合比較,方案二(側(cè)槽溢洪道)減少開挖量及開挖邊坡,且不存在后期運行管理,是較為適合的泄洪方案,故泄洪方案推薦方案二,即側(cè)槽開敞式溢洪道。
3 泄水建筑物平面布置
壩頂高程551.00m,上游設(shè)一1.2m高防浪墻,墻頂高程為552.20m,最大壩高66.0m,壩軸線長度為145.62m,壩頂寬度8.5m,壩底最大寬178.20m,上、下游面坡比1:1.4,下游壩坡分別在高程506.00m、521.00m、536.00m設(shè)寬度為2.0m的馬道,綜合壩坡為1:1.493。壩體分區(qū)從上游到下游依次為上游石渣蓋重區(qū)1B、上游粘土鋪蓋區(qū)1A、混凝土面板F、墊層區(qū)2A、過渡區(qū)3A、主堆石區(qū)3B、下游次堆石區(qū)3C、下游塊石護坡3D等幾個區(qū)。
溢洪道布置在大壩左岸,為岸邊側(cè)槽開敞式溢洪道,泄槽呈直線布置,軸線方位角為N11.28°W。溢洪道總長度為158.31m(不包括引渠和護坦)。整個溢洪道由引水渠、控制段、側(cè)槽段、調(diào)整段、泄槽段和消能段組成[2]。引水渠與大壩趾板開挖相連,左側(cè)底板高程
544.00m,右側(cè)底板高程為542.00m,凈寬16.0m。控制段共分為兩孔,每孔凈寬7.5m,溢流堰采用側(cè)槽WES實用堰,堰頂高程546.00m,上設(shè)交通橋,與壩頂相接。側(cè)槽段布置在控制段靠山體側(cè),為擴散式非棱柱側(cè)槽,底寬3.5m~7.0m,側(cè)面及上游側(cè)邊坡均為1:0.5,槽頂高程為551.0m,底坡i=0.01,長度為16.00m;調(diào)整段緊挨側(cè)槽段,長度為20m,底板高程為539.84m,過水?dāng)嗝嬗审w形調(diào)整為矩形;調(diào)整段之后為泄槽段,坡降i為0.111、0.833,變坡段利用拋物線連接,斷面為矩形,底凈寬由7.0m,邊墻高度為3.0m~11.16m,為衡重式和直立式兩種擋墻,底板厚度0.5m,前段緩坡段邊墻及底板均采用C25鋼筋混凝土,后面陡坡段邊墻及底板均采用C35鋼筋混凝土。溢洪道出口消能工采用挑流消能方式,反弧半徑15.0m,挑射角10°,鼻坎高程為496.00m,挑坎下游設(shè)護坦,厚度為1.0m。
4 泄水建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計
工程為Ⅵ等?。?)型工程,泄水建筑物為4級建筑物,設(shè)計洪水為30年一遇,相應(yīng)下泄洪水流量146m3/s;校核洪水為300年一遇,相應(yīng)下泄流量為233m3/s。
溢洪道布置在大壩左岸,為側(cè)槽式溢洪道,分為溢流堰、側(cè)槽段、調(diào)整段、泄槽段及消能段組成。
溢流堰堰頂高程546.00m,溢流堰凈寬15.0m。溢流堰面曲線采用WES剖面,上游面鉛直,堰面曲線按y=0.1965x1.85進行設(shè)計,下游面直線段邊坡為1:0.75。溢流堰為C25鋼筋混凝土。在溢流堰上設(shè)有寬5.0m的交通橋,設(shè)厚1.0m中墩。
側(cè)槽段總長16.0m(樁號0+000.00~0+016.00),設(shè)計底坡i=0.01,首端底板高程540.00m,寬3.5m,末端底板高程539.84m,寬7.0m。底板及邊墻厚0.4m,為C25鋼筋混凝土。
側(cè)槽后接20.0m調(diào)整段(樁號0+016.00~0+036.00),調(diào)整段底寬7.0m,底板高程539.84m。
泄槽段總長120.64m(樁號0+036.00~0+145.10)。其中樁號0+036.00~0+038.10為緩坡與陡坡連接段,采用拋物線連接[3],拋物線方程為y=0.027x2,底寬7.0m;樁號0+038.10~0+092.59為一級陡坡段,設(shè)計底坡i=0.111,底寬7.0m;樁號0+092.59~0+118.42為一級陡坡與二級陡坡連接段,采用拋物線連接,拋物線方程為y=0.11x+0.014x2,底寬7.0m;樁號0+118.42~0+145.10為二級陡坡段,設(shè)計底坡i=0.833,底寬7.0m。泄槽樁號0+036.00~0+092.59段底板采用厚0.5mC25鋼筋混凝土澆筑,并用Φ25Ⅱ級錨筋插入巖石與基巖相連接,邊墻采用厚0.8mC25鋼筋混凝土澆筑;泄槽樁號0+092.59~0+145.10段底板采用厚0.5mC35鋼筋混凝土澆筑,并用Φ25Ⅱ級錨筋插入巖石與基巖相連接,邊墻采用厚0.8mC35鋼筋混凝土澆筑。
消能段長28.21m(樁號0+145.10~0+173.31)。消能工采用挑流消能方式,反弧半徑15.0m,挑射角10°,鼻坎高程為496.00m,溢流面及邊墻采用C35鋼筋混凝土澆筑,基礎(chǔ)采用C15混凝土砌毛石;挑坎下游設(shè)長15.0m護坦,厚1.0m,采用C25鋼筋混凝土澆筑。
5 結(jié)束語
在對龍?zhí)了畮齑髩螛屑~工程優(yōu)化時,充分結(jié)合壩址區(qū)地質(zhì)勘察資料,進行科學(xué)合理的泄水比選方案設(shè)定。經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟、施工條件等方面的綜合比選,優(yōu)選與工程實際相適應(yīng)的側(cè)槽開敞式溢洪道方案,確保龍?zhí)了畮齑髩螛屑~工程的泄洪安全和順暢,保障工程具有良好的泄洪防洪效果。
參考文獻
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作者簡介:徐顯(1989-),男,貴州省貴陽市人,大學(xué)本科,助理工程師,主要從事水利水電工程施工組織設(shè)計和施工管理工作。