任春元

摘 要：在水庫工程建設(shè)中，溢洪道是十分重要的水工建筑，因此，溢洪道設(shè)計至關(guān)重要。文章主要以蓮花水庫工程為研究對象，對溢洪道設(shè)計進行詳細探究。根據(jù)文章分析，在進行水庫溢洪道設(shè)計過程中，首先需要進行水力計算，然后再結(jié)合實際情況對蓮花水庫溢洪道結(jié)果進行優(yōu)化設(shè)計，這樣才能提高溢洪道設(shè)計質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：蓮花水庫 溢洪道設(shè)計 結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.引言

水庫工程是十分重要的水利設(shè)施，在農(nóng)田灌溉、生活用水以及防洪抗旱方面發(fā)揮著十分重要的作用。在水庫工程中，溢洪道的主要作用是宣泄大于水庫容納極限的水量，從而有效保障水庫大壩安全，溢洪道設(shè)計質(zhì)量會對整個水庫大壩的施工質(zhì)量以及使用安全造成較大影響。因此，對水庫溢洪道水工建筑設(shè)計要點進行詳細探究具有十分重要的現(xiàn)實意義。

2.溢洪道設(shè)計在小型水庫建設(shè)中的重要性

在水庫工程設(shè)計施工過程中，溢洪道的布局形式以及選型至關(guān)重要，不僅會影響水庫工程的建設(shè)質(zhì)量，對工程造價造成較大影響，而且還會對水庫工程建設(shè)完成并投入運行后的實際運行效果造成較大影響。其中，河岸式溢洪道值得是在水庫大壩之外的河岸上所建設(shè)的溢洪道。如果水庫工程采用攔河壩形式，而在大壩施工中采用土石壩施工結(jié)構(gòu)，則必須建設(shè)河岸溢洪道。在很多中小型水庫工程實際施工過程中，溢洪道工程建設(shè)造價占整個工程造價的26%左右，由此可見，在水庫工程設(shè)計建設(shè)過程中，溢洪道水工建筑的優(yōu)化設(shè)計和施工至關(guān)重要?，F(xiàn)如今，水利工程建設(shè)數(shù)量和建設(shè)規(guī)模逐漸增加，水利工程的復(fù)雜性和多變性也越來越強，這就會造成水利工程設(shè)計和建設(shè)難度增加。在水利工程溢洪道設(shè)計過程中，設(shè)計人員不僅需要考慮工程建設(shè)實際需要、施工環(huán)境等因素，而且還應(yīng)該綜合考慮施工技術(shù)、施工材料等因素，優(yōu)化工程設(shè)計形式，提高施工便捷性。

3.蓮花水庫概況

蓮花水庫屬?。ㄒ唬┬鸵?guī)模，IV等工程，主要建筑為4級，次要建筑為5級，承擔(dān)著其晉城鎮(zhèn)6個村29個社0.86萬畝耕地的灌溉，可免除西南分干渠對縣城構(gòu)成的洪水威脅，為美化城市發(fā)展旅游業(yè)創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)條件。蓮花水庫樞紐工程主要由大壩、溢洪道、放水沖沙設(shè)施及溢洪道上交通橋組成。其中，溢洪道布置在大壩左側(cè)，為開敞式無閘實用堰，總長159.3米，末端消力池與安漢大道已建泄洪涵洞連接。其中：堰頂長3米、堰寬10.3米，漸變段長40.0米，消力池長22.0米、寬4.0米、深2.4米，陡槽段長123.8米、寬4.0米。經(jīng)調(diào)洪計算，確定溢洪道進口底板高程為338.00m，設(shè)計下泄流量為19.0m3/S，校核下泄流量為30.0m3/S。溢洪道邊墻采用M7.5漿砌條石襯砌，底板采用C20砼澆筑。消力池邊墻內(nèi)側(cè)及底板均采用C20鉿澆筑，其余部分用M7.5漿砌條石襯砌。

4.溢洪道水力計算

溢洪道主要用以渲泄超過水庫調(diào)蓄能力的洪水，以保證樞紐擋水建筑物的安全；根據(jù)樞紐地形、地質(zhì)情況，結(jié)合樞紐整體布置；此溢洪道布置在大壩左側(cè)，為開敝式正槽無閘實用堰。溢洪道由進口引水段、控制堰段、陡槽段和消能防沖段組成；消力池末端與安漢大道已建成的泄洪涵洞連接。

4.1溢洪道泄流能力計算

根據(jù)水利部《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252—2000、水利電力部《洪水標準》、水利、能源部《水利水電工程設(shè)計洪水計算規(guī)范》SL40—93。按P=3.3%洪水設(shè)計，P=0.33%洪水校核，洪峰流量分別為47.3m3/s、75.6m3/s，相應(yīng)下泄流量分別為19.0m3/s、30.0m3/s。

根據(jù)調(diào)洪計算結(jié)果：3 0年一遇設(shè)計、300年一遇校核洪水位分別為338.95m和339.40m，堰頂高程338.00m。通過對溢洪道的布置其控制堰段剖面形式采用折線型，堰頂厚度δ=3.0m，堰頂寬度b=10.3m。

4.2陡槽水力計算

根據(jù)溢洪道地形條件，為了減少土石方開挖和襯砌工程量，現(xiàn)將溢洪道矩形陡槽分為兩段；上段為收縮段，底寬由10.3m收縮到4.0m，長度為40m，陡槽底坡i1=0.063；下段為棱柱體，底寬為4.0m，長度為83.8m，陡槽底坡i2=0.138；下接消力池。

4.3消力池水力計算

根據(jù)對溢洪道的地形、地質(zhì)情況進行綜合分析、研究，以及考慮與已建成涵洞的銜接等問題，決定采用底流式銜接消能措施。由溢洪道縱剖面圖得知，以下游河床為準的堰高P1=338.0-326.4=11.6m，經(jīng)計算下游河道水深t=1.915m。下游河道V=3.92米/秒。已知：Q=30米3/秒，堰上水深H=1.40m。查《水力學(xué)》流速系數(shù)表8—3得ω=0.9。

5.溢洪道結(jié)構(gòu)設(shè)計

通過對溢洪道的水力計算后，溢洪道各段的過水?dāng)嗝娉叽缫呀?jīng)確定；溢洪道陡槽承受高速水流的沖刷，底板襯砌材料采用C20砼現(xiàn)澆，襯厚0.3m；邊墻采用重力式擋土墻，其斷面尺寸通過結(jié)構(gòu)計算后確定，襯砌材料采用M7.5漿砌條石襯砌。消力池邊墻內(nèi)側(cè)及底板均采用C20鋼筋砼澆筑，其余部分采用M7.5漿砌條石襯砌。

5.1邊墻結(jié)構(gòu)計算

5.5墻身強度驗算

墻身內(nèi)力以墻底處為最大，該處豎向力V=70.18KN/m，力矩M = 2 0 . 5 9 K N·m /m，剪力Eax=21.07KN/m，可以按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ3—88）進行切面強度驗算。計算從略。

6.結(jié)語

綜上所述，溢洪道是樞紐工程中十分重要的建筑物，其主要作用是渲泄超過水庫調(diào)蓄能力的洪水，以保證樞紐擋水建筑物的安全。本文主要依據(jù)國家及部門的有關(guān)規(guī)范、規(guī)定、地形圖、《蓮花水庫樞紐工程地質(zhì)報告》和水文計算成果進行溢洪道設(shè)計，通過對溢洪道進行科學(xué)合理的設(shè)計，能夠為溢洪道施工提供指導(dǎo)，從而保證施工質(zhì)量。

參考文獻：

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