水库溢洪道除险加固工程设计思路

第ｌ６卷第２期　水利科技与经济　Ｖｏ１．１６　Ｎｏ．２　２０１０年２月　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｃｏｎｏｍｙ　Ｆｅｂ．，２０１０　水库溢洪道除险加固工程设计思路　马　丹　（朝阳市水利建筑勘测设计院，辽宁朝阳１２２０００）　［摘要】结合巨龙湖水库除险加固工程中的溢洪道设计，对设计思路方面进行分析，以供同　类ｉ程参考。　【关键词］溢洪道；除险加固；设计思路；巨龙湖水库　［中图分类号】ＴＶ６９８　［文献标识码】　Ｂ　［文章编号］　１００６—７１７５（２０１０）０２—０１５７—０２　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｄｅａｓ　ｏｆ　Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　Ｓｐｉｌｌｗａｙ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　Ｐｒｏｊｅｃｔ　ＭＡ　Ｄａｎ　（Ｃｈａｏｙａｎｇ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈａｏｙａｎｇ　１　２２０００，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｐｉｌｌｗａｙ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｏｆ　Ｊｕｌｏｎｇｈｕ　Ｒｅｓｅｒ－　ｖｏｉｒ，ａｎａｌｙｓｉｓｉｎｇ　ｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ｉｄｅａｓ　ａｓｐｅｃｔｓ，ａｎｄ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ　ｆｏｒ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｐｕｒｐｏｓｅｓ　ｏｎｌｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｐｉｌｌｗａｙ；ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ｍｅａｓｕｒｅｓ；ｄｅｓｉｇｎ　ｉｄｅａｓ；Ｊｕｌｏｎｇｈｕ　Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　１　工程概况　１．４消能段　消能段由消力池及石笼海漫组成，消力池全长１５　Ｉｎ，　巨龙湖水库位于二道河左侧支流混沌河上，是一座　宽３．５　Ｉｎ，矩形断面。底板和侧墙均为钢筋混凝土结构，　以辽河水系养息牧河支流二道河为水源的中型引水水　池深Ｏ．３０　ｉｎ，墙高２．１　Ｉｎ，出口设沉箱基础，为钢筋混凝土　库。水库坝址位于阜新市彰武县后新秋镇境内，距彰武　结构，断面尺寸为４．３　Ｉｎ（长）×１．５　Ｉｎ（宽）×３．０　Ｉｎ（深）。　县：￣１４０　ｋｍ。坝址以上流域面积３３．５　ｋｍ　，坝址以上河流长　消力池出口高程１３０．８　Ｉｌ。　度为６．５　ｋｍ，河道平均坡降‘，＝１０％ｏ，坝址距下游二道河　２．５　ｋｍ。该水库在辽宁省水文分区中属Ⅱ水文分区。　２　工程运行存在的问题　巨龙湖水库溢洪道位于主坝左端０＋１００处，为开敞　（１）溢洪道进口段破坏严重，侧墙混凝土脱落，强度　式宽顶堰。溢洪道为单孔，净宽３．５　ｍ，堰顶高程为　不满足规范要求，伸缩缝开裂，底板破碎。　１３２．４５　ｉｎ。现状溢洪道主要包括以下４部分：进口段、闸室　（２）陡槽侧墙倾斜，混凝土脱落。　段、陡槽段及消能段。　（３）消力池消能防冲不满足要求。　１．１　进口段　（４）溢洪道尾水渠已淤平，泄洪时漫滩，回水淘刷坝　进口段为渐变矩形断面，全长５．０　ｎｉ，宽度由５．１　ｍ渐　脚。　缩到３．５　ｎｌ。梯形断面顶宽０．２０　Ｉｎ，底宽０．４０　ｎｌ。底板和边　墙为钢筋混凝土整体结构，边墙高０．７—２．８５　ｍ。　３　溢洪道加固设计内容　１．２　闸室段　（１）进口段全部拆除重建，设计长５　ｍ，宽由５　ｉｎ渐缩　闸室段为矩形断面，长６．５　ｎｌ，净宽３．５　Ｉｌｌ。底板、边墩　至３．５　ｉｎ。　为钢筋混凝土结构，底板厚０．７０　ｍ，边墩高２．８５　Ｉｎ，厚　（２）闸室段全部拆除重建，拟定新建占＝８．５　ｍ、Ｐ＝　０．６０　ｉｎ。设有工作桥、交通桥、钢闸门及启闭设备。　ｌ　ｉｎ、ｂ＝３．５　ｉｎ宽顶堰，并在闸室上新建一启闭房。　１．３陡槽段　（３）陡槽段全部拆除重建。经复核原陡槽尺寸不满　陡槽底板和侧墙为钢筋混凝土整体结构，矩形断面，　足泄流要求，新建陡槽尺寸为底宽为３．５　ｍ，长１７　ｍ，陡坡　宽３．５　ｍ，比降为１：７．５，全长１５　ｎｌ，墙高２．８～２．１　Ｉｎ。　坡比为ｌ：５．９６。　（４）消能段拆除重建。经复核原消力池不满足消能　［收稿日期］２００９—０６—２０　［作者简介］马丹（１９６８一），女，辽宁盘锦人，工程师，主要从事水工规划设计工作　一１５７—　第１６卷第２期　２０１０年２月　水利科技与经济　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｃｏｎｏｍｙ　Ｖ０１．１６　Ｎｏ．２　Ｆｅｂ．，２０１０　要求，新建消力池底宽为３．５　ｍ，池长１０　ｍ；海漫段长　１５　ｍ，宽由３．５　ｍ渐扩至６．７　ｍ。消能标准为２０年一遇。　（５）进口至消力池出口段是底板与边墙为整体式的　ｌ＝１３１／　ｌ　式中　。为收缩断面弗劳德数；ｈ。为收缩断面水深，ｍ；　。　为收缩断面流速。　（３）计算消力池长。　（４）计算消力池深，可采用试算池深进行计算。　钢筋混凝土结构。　．　（６）溢洪道基础需碾压夯实以达到承载力要求。　４溢洪道加固设计思路　４．１　溢洪道陡槽段不同频率的水面线计算　３厂—　４．４溢洪道陡槽边墙高程的确定　４．４．１　陡槽边墙高程计算表　以巨龙湖水库为例，经计算，陡槽边墙高程计算成果　见表１。　（１）采用计算公式ｈ　＝√警（　＝１．０５）求出陡槽起　点水深，作为起点控制断面水深。　（２）采用计算公式　蠹计算临界坡判断陡槽流　态。　（３）陡槽水面线计算。　水面线根据能量方程，用分段求和法计算：　（　＋　）一ｈＩｃｏｓ　＋　）　ＡＬｌ一２　‘一．，　Ｊ，一　一　式中△Ｌｌ一：为分段长度ｍ；ｈ。、ｈ：分别为分段始、末断面水　深ｍ；ｖ．、　２分别为分段始、末断面平均流速ｍ／ｓ；ｅｔ。、　分　别为流速分布不均匀系数；　为泄槽底坡角；ｉ为泄槽底　坡；ｎ为泄槽槽身糙率；　为分段平均流速；Ｒ为分段平均　水力半径。　４．２陡槽段水流掺气水深计算　计算公式：　’　ｈ　＝（１＋　）＾　式中ｈ，ｈ　分别为泄槽计算断面的水深及掺气后的水深，　ｍ；Ｖ为不掺气情况下泄槽计算断面的流速，ｍ／ｓ；￣为修正　系数，可取１．０～１．４　ｓ／ｍ。　４．３消力池水力计算　根据消力池洪水设计标准，设计流量进行计算，过程　如下：　（１）跃前收缩水深ｈ，。　Ｅ０　ｈ一＋　ｑ蕊　式中　为以消力池底为基准面的泄水建筑物上游总水　头；ｇ为收缩断面处的单宽流量，ｑ＝３．７４３　ｍ　／ｓ；ｃｐ为流速　系数，取　＝０．８５。　（２）跃后水深ｈ：。　｜Ｉｌ：：　（　—１）　．．．——１５８－－－——　表１陡槽边墙高程计算成果（Ｐ：５％）　‘　／ｍ　４．４．２消力池边墙高程计算　１２９．６＋２．１７＋０．５＝１３２．２７　ｍ　４．４．３溢洪道陡槽、消力池及海漫段边墙顶高程取　Ｉ—Ｉ断面边墙顶高程为１３５．５　ｍ　Ⅱ一Ⅱ断面边墙顶高程为１３２．２７　ｍ　Ⅲ一Ⅲ断面边墙顶高程为１３２．２７　ｍ　消力池段边墙顶高程为１３２．２７　ｍ　海漫段边墙顶高程为１３２．２７　ｍ　４．５尾水渠设计　尾水渠的设计思路：　（１）确定设计洪水标准，确定断面形式，一般均为砌　石断面结构型式。　（２）选择控制断面，通过能量方程进行水面线推算，　计算出边墙高程。　５　结语　通过对巨龙湖水库溢洪道除险加固设计的工程实　践，笔者总结出溢洪道工程的一般设计思路，这样，可提　高设计效率和准确性。　［参考文献］　［１］沈长松．水工建筑物［Ｍ］．北京：水利水电出版社，　２００８．　［２］李炜．水利计算手册［Ｋ］．北京：中国水利水电出　版社，２００６．　’　（责任编辑：赫晓彦）