水庫溢洪道施工要點分析

張宏洲

(江西省民盛水利建設有限公司，江西九江332005)

1 水庫溢洪道設計施工中存在的基本問題

溢洪道是在洪水盛行期間保證水庫安全必不可少的建筑設備，某些水庫由于當時的設計水平低或工程造價低等的原因，往往其設計的洪水標準相對來說較低、所選用的洪水洪峰、洪量等參數(shù)偏小[1]。以上原因肯定會帶來溢洪道的設計尺寸偏小的后果，更有一些小的水庫是群眾自己辦理的，資金不足，工程質(zhì)量不過關，再加上長時間的外界環(huán)境的影響，周邊的巖石風化坍塌，經(jīng)常導致泄洪的能力不足，不能保證安全無誤的泄洪。

在布置上來說，一些工程中設計的溢洪道距離壩身太近，而擱在壩肩和溢洪道之間的只有單薄的山脊，在進口段的位置如果沒有安全有效的護砌，只要在泄洪是發(fā)生沖蝕現(xiàn)象就會危及壩肩的安全。另外還有一些不合理的設計，例如說有些設計的陡槽末端和壩腳緊緊相挨，一旦發(fā)生橫流沖刷就會危及壩腳的安全，這些情況都對大壩的安全運行有不利的影響。

由于溢洪道設計時平面彎道的半徑過大和收縮劇烈等問題，這對泄洪有非常不利的影響。尤其是在溢洪道的陡坡段進行彎道的布置的時候，由于彎道的流水狀態(tài)以及流勢的變化劇烈程度，會導致兩岸產(chǎn)生水面差值，這種情況下，凹岸的水面很高，并且會在下游進行銜接的平直段產(chǎn)生折沖的水流，大大的消減了泄流效果和消能能力。還有一種情況值得注意，陡坡段或緩流段收縮劇烈的話，容易發(fā)生菱形波，減低泄洪的能力，而且會對溢洪道的襯磚形成沖擊。

陡坡設計比降過陡，部分的溢洪道布置到非巖性的山坡上等問題主要是由溢洪道縱橫剖面以及平面在布置設計上不當引起的，其溢洪道的底部襯砌質(zhì)量相對較差，沒有設置有效的反濾，這樣，在滲水后容易產(chǎn)生滑坡現(xiàn)象。在橫斷面的施工以及設計中，為了減少開挖的工程量，有些建筑工程對山坡兩端開挖的坡度太陡再加上襯砌不夠厚，也容易造成塌方和滑坡現(xiàn)象。另外，溢洪道末端與河道相接的地方注意程度不夠，會導致有的末端比河床高，有的末端沒有進行護砌處理，經(jīng)常造成向上延伸，沖刷嚴重等問題，設置整個建筑的安全都會受到威脅。

2 水庫溢洪道設計施工中解決問題的對策

2.1 溢洪道的設計中要學會合理的調(diào)整布局

在水庫溢洪道建設中要始終堅持實事求是的原則，周到全面的考慮到外界環(huán)境的各項因素的影響，進而對整個布局做到心中有譜，能夠宏觀把握，使設計結果達到標準要求。①說控制段的要求，在設計初期應將泄流維持在均衡的狀態(tài)下，根據(jù)具體的環(huán)境情況和施工要求，合理安排斷面堰或者寬頂堰;②引流段，為了方便引流的順利運行，通常進行喇叭口的設計，因為喇叭口的效果最好，在保持有效長度的同時能將損失控制在最小;③消能工，在選擇多級躍水時應保持泄洪的方向距離壩腳最少100～150 m，非巖基的普遍方法是把消力池按在末端的位置，進行地段處理。泄流量很小的時候，消力坎的方式最為常用。在巖基上，溢洪道的尾端有陡的邊坎時，挑射消能是效果最好的辦法了[2]。

2.2 在水力計算方面的措施

首先在引流段的水力計算，在這方面，要求進水渠的水力設計要滿足渠內(nèi)的水流平順并且穩(wěn)定，另外要使得水面的波動以及橫向的水面比降小，要避免水的回流以及產(chǎn)生漩渦，同時，在渠道的設計上，要設計使得流速為3～5 m/s，渠道的水面線可以根據(jù)控制的斷面之間建立能量方程，最后用分段求和法計算。其次控制段的水力計算，在這方面，建議實用堰的堰頂下游采用WES型的冪曲線，這樣，控制堰的流泄能力就可以根據(jù)不同堰型選用規(guī)范中的公式計算。再次在泄流段陡槽的水力計算，其中，水面線的計算要確定好初始的計算位置以及水的深度，要對收縮段或是擴散段等一些水力條件相對來說比較復雜的位置進行詳細的計算。最后，消能設施的水力計算，要根據(jù)水力條件，在正確的選擇好鼻坎形勢以及尺寸的基礎上計算水舌的挑距，并估算沖刷深度。

3 水庫溢洪道施工的基本施工質(zhì)量控制方案具體實例分析

某工程的溢洪道是由進水渠以及控制段、溝槽還有消能段4部分組成，并且，該水庫由水渠系開挖而成，在水庫的控制段的上有30 m的地方是平直段，這一部分為矩形的斷面，寬度為40 m，該水庫的底板高程160～170 m，并且采用C 20的混凝土來作為襯護。該水庫的導墻為直立式的垂直混凝土結構，其控制段部分的水平投影長度為30 m，另外，水庫還設立了三孔閘門，并且每個孔的寬度為12 m，該水庫的溢流堰為實用堰，其堰頂?shù)母叱?71 m，通過設置一個弧形的鋼閘門來進行對泄洪的控制，該閘門要由專門的固定卷揚式弧門啟閉機來進行啟閉工作。水庫的出口采用挑流消能，其中反弧的半徑為25 m，并且當中的挑流鼻坎高程144 m，它的挑射角度為25°，另外，它最大的挑距為80 m，與此同時，為了防止小流量時的水流的沖刷，要在挑流鼻坎的后方設置0.8 m厚的C15的混凝土結構[3]。根據(jù)其數(shù)據(jù)以及在其施工的方案步驟了解后分析得出以下結論。

3.1 在土方工程施工當中的質(zhì)量控制

首先，要建立并健全質(zhì)量檢查機構，并要制定嚴格的施工操作的章程規(guī)范，嚴格的控制好施工中每一道工序的質(zhì)量，杜絕質(zhì)量事故的發(fā)生。再有，在施工的過程中，如若發(fā)現(xiàn)問題，不論大小都要及時的對其進行處理，并且做好相應的記錄工作，在這方面，可以制定交接班輪流制度，值班負責人及時的進行簽到，并做好記錄，對于一些現(xiàn)場的或是重大的問題，要現(xiàn)場解決好，并要做好在施工的質(zhì)量控制中的原始記錄。此外，一旦質(zhì)量問題出現(xiàn)，要及時的上報，并查明原因，提出積極有效的補救措施。另外，質(zhì)量檢查部門要及時的驗收工作，未經(jīng)驗收，堅決杜絕進行下一步的工序[4]。

3.2 砌體工程的質(zhì)量檢查

首先，要對原材料進行質(zhì)量檢查，在這方面，砌體工程中用到的毛石以及料石應該按照規(guī)定進行外形、尺寸以及物理學的性質(zhì)的檢查，另外，用于砌體的原材料如水泥、外加劑或是沙、礫石等應該按照技術規(guī)定進行質(zhì)量檢查。其次，要對水泥砂漿進行質(zhì)量檢查，其中包括檢查砂漿材料的配合比以及水泥砂漿的均勻性，與此同時，還要對水泥砂漿的抗壓強度進行檢查。最后，要進行砌體的質(zhì)量檢查，包括砌體的外觀質(zhì)量、排水孔的坡度以及排水孔是否有阻塞情況，這些均要仔細地進行檢查[5]。

[1]劉超英，葛雙成.水庫溢洪道改建工程爆破震動對大壩安全影響的監(jiān)測分析[J].浙江水利科技，2011，5(15):03－05.

[2]王建筑.榆樹溝水庫溢流混凝土面板壩壩體溢洪道施工技術研究[J].2004水力發(fā)電國際研討會論文集:上冊，2004，5(09):04 －07.

[3]李建中，張志恒，何韌.漢中地區(qū)中小型水庫溢洪道的水力學問題[J].陜西水利，1992，4(11):10－12.

[4]張月紅，劉麗雙.基于水庫溢洪道巖基固結灌漿施工工藝的分析[J].黑龍江水利科技，2012，40(05):09－11.

[5]周冰凌.江西麻源水庫溢洪道安全評價及改建設計研究[J].河海大學，2006，3(11):04－05.