孫克儉

[摘要]柏果水庫(kù)屬于山區(qū)河流，河谷較窄，通過(guò)對(duì)水庫(kù)所在地地形條件、泄水建筑物布置、工程管理、工程投資、安全等方面進(jìn)行綜合比較，合理選擇溢洪道泄洪型式。

[關(guān)鍵詞]柏果水庫(kù);側(cè)槽式溢洪道;型式比選

[中圖分類號(hào)]TV651.1[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

1 前言

近年來(lái)我國(guó)頻繁發(fā)生嚴(yán)重的水旱災(zāi)害，暴露出我國(guó)在農(nóng)田水利等基礎(chǔ)設(shè)施方面的建設(shè)十分薄弱，必須大力加強(qiáng)水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，為了全面貫徹黨的十七大和2011年中央一號(hào)文件精神及湖北省水利廳下達(dá)的文件要求“抗旱應(yīng)急水源工程的建設(shè)目標(biāo)是解決干旱情形下鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民基本飲用水，作物播種期和作物生長(zhǎng)關(guān)鍵期的最基本用水，重點(diǎn)部門、單位和企業(yè)的最基本用水，以及國(guó)家級(jí)重要自然生態(tài)保護(hù)區(qū)的核心區(qū)最基本生態(tài)用水”，新建柏果水庫(kù)作為石花鎮(zhèn)鐵廟溝村等村組的抗旱應(yīng)急水源工程。解決山區(qū)村莊水源工程數(shù)量少、規(guī)模小，不能調(diào)蓄水資源，無(wú)配套水利設(shè)施等問(wèn)題。

新建柏果水庫(kù)位于谷城縣西北26km的石花鎮(zhèn)鐵廟溝村，距石花鎮(zhèn)11km。位于北河二級(jí)支流龍?zhí)稕_上，龍?zhí)稕_源頭為其西北方向的石槽溝，流域總長(zhǎng)度為4.08km，流域縱坡平均為65‰，壩址以上承雨面積4.76km2，龍?zhí)稕_自石花鎮(zhèn)鐵廟溝村匯入北河支流西河。

2 泄水建筑物型式比選

根據(jù)工程實(shí)際狀況，分為泄洪洞（方案1），無(wú)閘門控制開敞式寬頂堰溢洪道（方案2）、側(cè)槽式溢洪道（方案3）三種方案。

2.1 泄洪洞（方案1）

根據(jù)樞紐總布置比選結(jié)果，綜合考慮地形地質(zhì)條件，擬定泄洪洞進(jìn)口位于大壩左岸上游山體處，隧洞洞身頂部為崩塌體，出口下游側(cè)順?biāo)鞣较蚩拷蟀渡襟w?？紤]泄洪洞為高速無(wú)壓隧洞應(yīng)直線布置，隧洞全長(zhǎng)610m（參數(shù)見表1）。

2.2 無(wú)閘控制開敞式寬頂堰溢洪道（方案2）

溢洪道布置于左岸，為開敞式岸邊溢洪道，溢洪道由進(jìn)水渠、控制段、泄槽段、消挑流消能段組成。溢洪道軸線方向南偏東40°，采用寬頂堰溢洪道，進(jìn)水渠軸線長(zhǎng)22.8m，出口護(hù)坦18m。進(jìn)口引水渠底板采用C25砼板護(hù)砌，兩側(cè)邊墻采用砼衡重式擋墻結(jié)構(gòu)型式，進(jìn)出口流態(tài)較好。溢洪道堰頂采用寬頂堰，堰頂高程214m，過(guò)水凈寬41m。溢洪道主體泄槽長(zhǎng)207m，采用砼衡重式擋墻形式，泄槽底坡坡比1：15.9，陡槽以上永久邊坡采用1：0.5，底寬15m。泄槽后為挑流消能，總長(zhǎng)13.65m，底寬15m。無(wú)閘控制開敞式寬頂堰溢洪道方案對(duì)應(yīng)的參數(shù)如表2所示：

2.3 側(cè)槽式溢洪道方案（方案3）

溢洪道布置在左壩肩，為無(wú)閘門控制側(cè)槽式溢洪道。溢洪道總長(zhǎng)180.00m。由側(cè)槽段、調(diào)整段、泄槽段、消能段、扭面段、尾水渠段組成。

溢洪道軸線與大壩軸線方向呈89°，溢洪道主體建筑物軸線長(zhǎng)180.00m。進(jìn)出口水流條件均較好，采用溢流側(cè)堰溢洪道，控制段為WES實(shí)用堰，側(cè)堰堰頂高程214.00m，側(cè)堰長(zhǎng)33m，控制段堰體采用C25鋼筋混凝土。調(diào)整段樁號(hào)為溢洪道0+033～0+043.8，長(zhǎng)10.8m，高程為207.34m，i=0，底寬6m。溢洪道泄槽長(zhǎng)105.2m，泄槽頂高程208.14m，底高程187m，底寬6m。泄槽后為消力池，消力池為下挖式等寬矩形消力池，池寬6m，底板高程187m，池深1.8m，池長(zhǎng)25m。

為了進(jìn)一步減少水流對(duì)下游渠道的沖刷，消力池后接6m長(zhǎng)扭面段，由6m寬矩形斷面漸變等寬度梯形斷面，邊坡坡比為1：1.5，高度為4m。扭面段后疏挖20m，其疏挖斷面與尾水渠襯砌斷面尺寸相同，縱坡比降為1/200。側(cè)槽式溢洪道方案對(duì)應(yīng)的參數(shù)如表3所示：

2.4 綜合比較

據(jù)上面所述方案，通過(guò)以下分析比較，最終確定泄水建筑物型式。

2.4.1 地形條件。壩址左岸為“滑坡體漸變?yōu)樽匀簧襟w，坡度，40°～50°，為陡坡，出露地層為元古界武當(dāng)群姚坪組（Pt2yp）斜長(zhǎng)綠泥片巖及其滑坡體。坡底高程227m，坡頂高程358m，相對(duì)高程約131.0m，坡面上植被發(fā)育較好，為灌木和喬木。本工程壩址處地形條件，3種方案均不存在制約條件。本工程壩址處溢洪道所在左壩肩工程地質(zhì)條件，3種方案均不存在嚴(yán)重制約條件。

2.4.2 工程運(yùn)行管理。工程建成運(yùn)行后，無(wú)閘門控制寬頂堰及側(cè)槽式溢洪道泄洪均無(wú)需專人管理。運(yùn)行管理均較簡(jiǎn)便;泄洪洞需要控制，需專人管理泄洪。

2.4.3 工程投資。3種方案主要工程量及投資如表4所示。

2.4.4 地質(zhì)條件。溢洪道為碎石土、中風(fēng)化斜長(zhǎng)綠泥片巖，強(qiáng)透水性、弱透水性，巖體表層為滑坡體。開挖后基礎(chǔ)巖體穩(wěn)定性較好。消能段座落于第四系沖洪積地層基礎(chǔ)上，土體抗沖刷能力差，需防護(hù)。

3 結(jié)論

綜合以上分析，本工程對(duì)3種泄洪方式在外形、地質(zhì)條件均不存在嚴(yán)重的制約因素，但由于泄洪洞方案對(duì)地形地質(zhì)要求較高，左岸有滑坡體存在影響隧洞的施工，且存在安全隱患;從工程量及投資等方面綜合分析比較，側(cè)槽式溢洪道方案和無(wú)閘門控制寬頂堰方案均未設(shè)置閘門，無(wú)需專人管理，較為簡(jiǎn)便，安全性較高，泄洪洞有閘門控制，需要專人管理，操作不方便;且側(cè)槽式溢洪道方案較無(wú)閘門控制寬頂堰方案和泄洪洞工程量及投資更低，且無(wú)閘門控制寬頂堰方案占地漸多，隧洞施工方案施工較為困難，因而為簡(jiǎn)化運(yùn)行期管理，節(jié)省投資，本次采用側(cè)槽式溢洪道方案（即方案3）作為推薦方案。

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