賈 杰

(重慶市水利電力建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，重慶 401121)

1 水庫(kù)溢洪道設(shè)計(jì)概述

在進(jìn)行水庫(kù)工程的施工設(shè)計(jì)時(shí)，溢洪道主要是用來(lái)處理超出水庫(kù)安全水位的水分。當(dāng)水庫(kù)中的蓄水量超出水庫(kù)的安全水位高度時(shí)，多余的水分就會(huì)通過(guò)溢洪道而被引導(dǎo)入水渠的控制段，在進(jìn)入平底寬頂堰以后，水分會(huì)通過(guò)泄洪槽向下傾斜，為了避免傾瀉的水分勢(shì)能過(guò)大造成不利的影響，往往還會(huì)設(shè)置相應(yīng)的消能防沖設(shè)施，確保泄洪的安全與可靠。通常情況下，泄洪道根據(jù)其具體的泄洪情況可以將其分為普通溢洪道與非常溢洪道兩種，正常溢洪道主要是用來(lái)泄放超出水庫(kù)安全水位高度的洪水，而非常溢洪道則主要是用來(lái)泄放僅僅情況下的洪水。正常的溢洪道在設(shè)計(jì)時(shí)通常會(huì)分為岸邊溢洪道或者是河床溢洪道兩種，岸邊溢洪道根據(jù)其具體的結(jié)構(gòu)不同，可以將其分為：正槽溢洪道、井式溢洪道、側(cè)槽溢洪道與虹吸溢洪道。非常溢洪道設(shè)施不僅僅局限于溢洪道本事，其還可能是自潰堰或者破副壩泄洪。文章在介紹的過(guò)程中主要是以正常溢洪道中岸邊溢洪道的開(kāi)放式正槽溢洪道為例，具體的分析探討了溢洪道工作過(guò)程中的結(jié)構(gòu)狀態(tài)以及整體設(shè)計(jì)。一般而言，正槽溢洪道由五個(gè)不同的部分組成，其分別是進(jìn)水渠、控制堰、泄槽、消能防沖設(shè)施以及出水渠，詳見(jiàn)圖1。在這其中，進(jìn)水渠能夠?qū)⑺畮?kù)中需要導(dǎo)出的水流成功的引入控制段中，然后控制堰能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)泄流過(guò)程的有效控制，確保泄洪過(guò)程的可靠性。在經(jīng)過(guò)控制端的控制以后，過(guò)堰水流會(huì)快速的從泄洪槽排出，在排出的過(guò)程中消能防沖設(shè)施會(huì)對(duì)于排泄水分的動(dòng)能以及勢(shì)能進(jìn)行緩解，確保水流平穩(wěn)的進(jìn)入河道。

1.進(jìn)水渠；2.控制堰；3.泄槽；4.消能防沖設(shè)施；5.出水渠；6.非常溢洪道；7.土石壩

2 當(dāng)前水庫(kù)溢洪道設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

2.1 洪水期間常出現(xiàn)的問(wèn)題

溢洪道能夠有效的確保水庫(kù)在洪水期間的安全與穩(wěn)定，不會(huì)因?yàn)樗畮?kù)內(nèi)水位的過(guò)高而出現(xiàn)安全事故。但是近年來(lái)，因?yàn)槲覈?guó)水利工程施工項(xiàng)目的數(shù)量增加，導(dǎo)致了全國(guó)各地出現(xiàn)了一批大大小小的建筑施工隊(duì)伍，一些施工隊(duì)伍為了能夠提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，盲目的壓縮工程的投資，導(dǎo)致了項(xiàng)目的施工造價(jià)受到了極大的影響，在實(shí)際的施工過(guò)程中，為了確保在造價(jià)內(nèi)完成工程施工不得不降低項(xiàng)目的施工標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而導(dǎo)致了工程的施工質(zhì)量與運(yùn)行性能也急劇下降。除此之外，水庫(kù)外的建筑長(zhǎng)期在風(fēng)吹日曬下會(huì)出現(xiàn)一定的風(fēng)化，然后在水流的沖擊下，極易發(fā)生損壞，進(jìn)而導(dǎo)致泄洪道的防洪性能受到較大的影響。

2.2 水庫(kù)溢洪道的布置和設(shè)計(jì)問(wèn)題

在進(jìn)行水庫(kù)工程的施工設(shè)計(jì)時(shí)，正槽式溢洪道的布置選址需要考慮很多方面的因素，其中具體的包括了項(xiàng)目的施工環(huán)境、工程的施工要求以及整體的施工工期等。通常情況下，對(duì)于正槽式溢洪道的施工原則與一般的泄洪道設(shè)計(jì)原則一致，都是為了保證原地的高程與正常蓄水的水位高度相近，除此之外，在施工時(shí)，施工人員要盡量選擇一些比較平穩(wěn)的區(qū)域作為項(xiàng)目的施工區(qū)域，并且要盡量減少工程的開(kāi)挖量，以免因?yàn)榇罅康拈_(kāi)挖而導(dǎo)致項(xiàng)目的施工質(zhì)量受到影響。在施工的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)引渠的長(zhǎng)度進(jìn)行控制以此來(lái)減小水頭損失，保障洪水最終歸流的穩(wěn)定。目前而言，我國(guó)中小型水庫(kù)工程在施工設(shè)計(jì)時(shí)依然存在著一定的不足，比較典型的就是溢洪道設(shè)計(jì)與壩體出入口距離過(guò)近的問(wèn)題，導(dǎo)致了壩體肩部與泄洪道之間存在的距離過(guò)近。一般而言，盡管進(jìn)出口位置缺乏相應(yīng)的保護(hù)，但是在施工的過(guò)程中，一旦遭遇嚴(yán)重的洪水災(zāi)害，壩肩會(huì)在第一時(shí)間出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。在進(jìn)行溢洪道設(shè)計(jì)的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)泄洪道轉(zhuǎn)彎過(guò)大或者是收縮性過(guò)強(qiáng)的問(wèn)題，這對(duì)洪澇期間的泄洪工作非常不利。部分水庫(kù)的溢洪道布置的彎道一般在較為陡的下坡處，受不斷變化的水流流式和流態(tài)的作用，造成水庫(kù)兩岸水面差距的增大，這樣一來(lái)會(huì)導(dǎo)致水庫(kù)中凹進(jìn)去的水庫(kù)面增高，并且向下流沖去，對(duì)水庫(kù)的泄洪能力產(chǎn)生較大的影響。這里也存在著工程資金的投入與工程安全的矛盾問(wèn)題，對(duì)砌護(hù)進(jìn)行加固加高需要較大的資金投入，反之則會(huì)對(duì)水庫(kù)泄洪安全造成影響。

2.3 溢洪道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

一般而言，在進(jìn)行溢洪道的施工設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員會(huì)優(yōu)先選擇一些結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定的岸邊或者是埡口作為泄洪道的施工區(qū)域，這樣能夠有效的確保泄洪道泄洪的過(guò)程中地基的穩(wěn)定與可靠。除此之外，對(duì)于泄洪道各個(gè)部位的施工，都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的計(jì)算，科學(xué)的考慮泄洪道的泄洪量，最終得到科學(xué)準(zhǔn)確的施工參數(shù)，確保泄洪道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與可靠。

3 優(yōu)化水庫(kù)溢洪道設(shè)計(jì)方案

3.1 整體布局思路

溢洪道是由5個(gè)部分組成的，不同的部分承擔(dān)著不同的職責(zé)，因此在實(shí)際的工程施工設(shè)計(jì)中，必須要結(jié)合水庫(kù)的實(shí)際狀況，科學(xué)的進(jìn)行泄洪道的設(shè)計(jì)與規(guī)劃，確保泄洪道的設(shè)計(jì)能夠充分的滿足工程的泄洪需求。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員一定要有一個(gè)清晰的思路，對(duì)于工程不同部分的具體施工時(shí)間以及施工位置有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)狀況、水文狀況以及工程特點(diǎn)等展開(kāi)相應(yīng)的設(shè)計(jì)，最大程度上確保工程的施工質(zhì)量。

3.2 溢洪道各部分結(jié)構(gòu)段的優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.2.1 進(jìn)水渠段

在進(jìn)行泄洪道的排水渠施工設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)科學(xué)的利用大壩周邊的地形，利用地勢(shì)的走向來(lái)引導(dǎo)供水，確保洪水能夠順利平穩(wěn)的流入渠道內(nèi)。在進(jìn)行進(jìn)水渠的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量選擇一些比較簡(jiǎn)單的施工結(jié)構(gòu)，并且要進(jìn)行選擇直線施工方案，降低斷面的坡度，確保進(jìn)水的穩(wěn)定與平和。

3.2.2 控制段

控制段通常是由閘與連接建筑組成的，其中閘主要控制泄洪的水量與流速，在進(jìn)行閘軸線的選擇時(shí)，一定要確保選擇的軸線能夠充分的滿足控制要求。在進(jìn)行控制段的施工設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛策M(jìn)行施工設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與經(jīng)濟(jì)性。一般而言，控制段要實(shí)現(xiàn)對(duì)泄水過(guò)程的有效控制，確保水流的快速與穩(wěn)定，對(duì)于進(jìn)入泄水渠的供水進(jìn)行垂直處理。

3.2.3 泄流段

泄槽的軸線要保持平直，縱坡、平面及和斷面的布置要綜合地形、地質(zhì)以及水力條件等，確保布置的合理性，當(dāng)受到無(wú)法避免的因素限制需要設(shè)置彎道時(shí)，應(yīng)將彎道設(shè)置在流速相對(duì)較小、水流較為平穩(wěn)以及槽底較為平緩的部分。

3.2.4 消能防沖設(shè)施段

在急流段的尾端設(shè)置一個(gè)消能防沖設(shè)施用來(lái)降低水流的沖擊力，其型式要根據(jù)地形、地質(zhì)及泄流條件等來(lái)確定。對(duì)于非巖基上的消能設(shè)施一般采用底流消能方式，并且還要在末端設(shè)置消能池。此外，在出水渠的設(shè)計(jì)上，要注意出水渠的軸線設(shè)計(jì)要順應(yīng)下游河道的流式走向，寬度相對(duì)大一點(diǎn)使水流不會(huì)因集中而產(chǎn)生折沖現(xiàn)象，造成沖刷危害。

4 結(jié) 語(yǔ)

水庫(kù)的溢洪道設(shè)計(jì)直接影響著水庫(kù)的安全問(wèn)題，在實(shí)際的施工設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程的實(shí)際情況展開(kāi)科學(xué)的設(shè)計(jì)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛惨约肮こ绦枨髮?duì)溢洪道的各個(gè)部分進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，最大程度上確保溢洪道設(shè)計(jì)的科學(xué)與合理，保證水庫(kù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與可靠。

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