楊 平

(貴州劍江控股集團(tuán)有限公司, 貴州 黔南 558000）

水利樞紐工程中的泄水建筑物設(shè)計(jì)尤為重要，泄洪方案的選擇要結(jié)合壩區(qū)地形地質(zhì)條件、消能方式、庫區(qū)淹沒情況、下游防洪要求等因素進(jìn)行比選，泄水建筑物尺寸選擇、形式設(shè)計(jì)都需要結(jié)合工程實(shí)際，選擇最佳的方案，才能保障工程的運(yùn)行安全。

近年來，我國高度重視水利水電工程建設(shè)，在相關(guān)政策和資金方面給予了大力支持。在具體規(guī)劃和建設(shè)項(xiàng)目中，嚴(yán)格按照國家有關(guān)法律法規(guī)進(jìn)行操作。在初步設(shè)計(jì)階段，水利水電工程的重要性主要包括以下幾個(gè)方面：1） 水利水電工程各階段嚴(yán)格遵守國家有關(guān)法律法規(guī)確保研究報(bào)告的可行性，加強(qiáng)管理，并對(duì)水利水電工程的各種信息進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查。在初步設(shè)計(jì)階段，具體的項(xiàng)目規(guī)劃區(qū)域，地質(zhì)環(huán)境和氣候條件如現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，在條件允許的情況下，在水利水電工程施工前，可以進(jìn)行模擬試驗(yàn)，可以仔細(xì)觀察整體模擬實(shí)驗(yàn)，并為水利水電工程記錄和組織生成的數(shù)據(jù)信息。為今后的建設(shè)和實(shí)施提供科學(xué)依據(jù)；2） 可根據(jù)水利水電工程的要求設(shè)計(jì)，采用先進(jìn)技術(shù)，既節(jié)約成本，又保證了整體實(shí)施效果。在此基礎(chǔ)上，合理設(shè)計(jì)了水利水電工程的各個(gè)方面；3） 在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)對(duì)工程造價(jià)和現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行嚴(yán)格分析，不容忽視，其對(duì)整體工程規(guī)劃和施工有重要影響。

1 水利工程中泄水建筑物方案選擇

泄水建筑物在設(shè)計(jì)時(shí)，除了應(yīng)滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求外，還要滿足因泄水帶來的系列要求，包括:

1） 具有足夠的孔口體形尺寸和較高的流量系數(shù)，以使之具有足夠的溢流能力；2） 應(yīng)具有良好的孔口體形，以使水流平順地過壩，不產(chǎn)生有害的負(fù)壓、震動(dòng)和空蝕等；3）保證下游河床不產(chǎn)生危及壩體安全的局部沖刷；4） 溢流壩段在樞紐中的位置，應(yīng)使下游水流流態(tài)平順，不產(chǎn)生折沖水流，不影響樞紐中的其他建筑物的正常運(yùn)行；5） 又靈活?可靠的下泄水流控制設(shè)備，如閘門啟閉機(jī)等

2 大河水庫泄水建筑物的選擇

大河水庫工程樞紐主要由大壩樞紐工程、輸水工程組成。水庫正常蓄水位891.50m，校核洪水位896.16m，總庫容4376.00 萬m3，水庫年設(shè)計(jì)供水量6438.20 萬m3。壩型為混凝土雙曲拱壩，最大壩高為105m，壩身可過水，壩址處500 年一遇洪峰下泄流量為804.0 m3/s，50 年一遇洪峰下泄流量為506.0m3/s，30 年一遇洪峰下泄流量為441m3/s，壩址處河床寬度35m。

根據(jù)上述原則，水庫泄洪初步考慮以下三種方案:1） 泄洪表孔單獨(dú)泄洪；2） 泄洪表孔與底孔聯(lián)合泄洪；3） 利用導(dǎo)流洞改造成泄洪兼沖沙洞，與泄洪表孔聯(lián)合泄洪。方案一從樞紐布置上最簡(jiǎn)單，但汛期水庫水位較高，壩體工程量較大;方案二考慮沖沙底孔聯(lián)合泄洪，可適當(dāng)降低大壩高度，但壩址處河床受下游左岸崩塌體的影響，樞紐布置比較擁擠，底孔尺寸受到地形限制，其分擔(dān)的下泄流量有限:方案三下泄能力最大，可最大程度降低大壩高度，但改造導(dǎo)流洞工程量大，且導(dǎo)流洞出口高程較低，工作門布置難度大，且由于河床下游束窄，出口水舌將沖擊對(duì)岸，影響岸坡穩(wěn)定。經(jīng)綜合分析比較，河床寬度為38m 下泄單寬為29.47m3/s·m，單寬流量不大，下游河床巖石堅(jiān)硬，抗沖刷性較好，從節(jié)省投資和方便運(yùn)行管理等角度考慮，優(yōu)先采取方案一。

根據(jù)泄流能力及洪水流量確定表孔規(guī)模，并對(duì)表孔布置及計(jì)算后，確定比較方案為自由溢流和設(shè)閘孔方案。

方案一：自由溢流方案；壩頂高程898.00m，壩底高程795.00m，最大壩高103.0m（不含墊層），壩頂全長332.2m，壩體分左、右岸擋水壩段和河床溢流壩段，其中，溢流壩段長49.84m，左、右岸擋水壩段分別長177.04m 和105.28m，拱冠處壩頂寬度6m、壩底寬30m。泄水建筑物布置在河床中部，表孔每孔凈寬10m，溢流前沿總寬40m，堰頂高程同正常蓄水位高程為891.50m.溢流堰面按冪曲線y=0.153888×1.85 與下游反弧段相接，溢流堰原點(diǎn)上游用橢圓與上游坡相接，橢圓曲線方程為x2/12002+（y-700）2/7002=1。閘墩厚度從上游開始向下游逐漸縮窄，中墩由2.5m 漸變?yōu)?.5m，4 表孔最大下泄流量為804m3/s。采用挑流消能方式，挑流鼻坎高程885.78m，反弧半徑為9m，挑射角15°。下游設(shè)水平護(hù)坦與河道銜接，長25m。

方案二：設(shè)閘孔方案；溢流壩段34m，左、右岸擋水壩段分別長176.71m 和116.98m 拱冠處壩頂寬度6m、壩底寬28m。泄水建筑物布置在河床中部，表孔每孔凈寬8m，溢流前沿總寬24m，堰頂高程為887.0m，孔口尺寸8mX4.5m（寬X 高），共3 孔，每孔設(shè)一扇弧形工作門，各用一臺(tái)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)。溢流堰面按冪曲線y=0.117399x1.85 與下游反弧段相接，溢流堰原點(diǎn)上游用橢圓與上游坡相接，橢圓曲線方程為x2/12002+（y-700）2/7002=1。3 表孔最大下泄流量為848m3/s。采用挑流消能方式，挑流鼻坎高程890.95m，反弧半徑為9m，挑射角15°。下游設(shè)水平護(hù)坦與河道銜接，長25m。

方案比選：方案一比方案二投資多465 萬元，占工程投資的0.7%，主要基于以下兩點(diǎn)，選擇了方案一作為該工程的泄洪方案。1） 壩址處為橫向谷，左岸坡下游發(fā)育有BT5 崩塌體緊貼拱壩左壩肩下游，雖然設(shè)計(jì)擬采取抗滑樁、樁間連系梁及加筋土結(jié)構(gòu)等措施進(jìn)行邊坡治理，但水庫建成后，該崩塌體在大壩泄洪濺水（水霧） 等外部作用下，可能對(duì)穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響，而方案二單寬流量更大、挑流更遠(yuǎn)，形成水霧更強(qiáng)，對(duì)崩塌體穩(wěn)定更不利；2） 大壩下游即為都勻市的河道旅游區(qū)，夏季河道內(nèi)戲水游客較多且分散，采用閘門泄洪將給預(yù)警和疏散帶來極大難度，增加安全隱患和運(yùn)行管理成本。

3 結(jié)語

水利工程在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著不可替代的作用，其無時(shí)不刻都在為人們提供服務(wù)，在長期運(yùn)行過程中，由于受到水體中流速、砂礫、細(xì)沙等因素，不可避免的對(duì)泄水建筑物等設(shè)施造成磨蝕等破壞，影響水利工程的正常使用。必須高度重視水利工程中泄水建筑物設(shè)計(jì)，及時(shí)采取科學(xué)的措施進(jìn)行處理，保證水利工程的安全性。