探討水利工程中水庫溢洪道

梁春武

一、溢洪道及其分類

溢洪道是水庫等水利建筑物的防洪設(shè)備，多筑在水壩的一側(cè)，像一個大槽，當(dāng)水庫里水位超過安全限度時，水就從溢洪道向下游流出，防止水壩被毀壞。包括：進水渠、制約段、泄槽、出水渠。

溢洪道按泄洪標(biāo)準(zhǔn)和運用情況，分為正常溢洪道和非常溢洪道。前者用以宣泄設(shè)計洪水，后者用于宣泄非常洪水。按其所在位置，分為河床式溢洪道和岸邊溢洪道。河床式溢洪道經(jīng)由壩身溢洪。岸邊溢洪道按結(jié)構(gòu)形式可分為：①正槽溢洪道。②側(cè)槽溢洪道。③井式溢洪道。④虹吸溢洪道。進水渠起進水與調(diào)整水流的作用，制約段常用實用堰或?qū)掜斞?，堰頂可設(shè)或不設(shè)閘門，泄水段有泄槽和隧洞兩種形式。為保護泄槽免遭沖刷和巖石不被風(fēng)化，一般都用混凝土襯砌。消能段多用挑流消能或水躍消能。當(dāng)下泄水流不能直接歸入原河道時，還需另設(shè)尾水渠，以便與下游河道妥善銜接。溢洪道的選型和布置，應(yīng)根據(jù)壩址地形、地質(zhì)、樞紐布置及施工條件等，通過技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。

二、水庫溢洪道設(shè)計施工中存在的基本理由

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(shè)備，某些水庫由于當(dāng)時的設(shè)計水平低或工程造價低等的理由，往往其設(shè)計的洪水標(biāo)準(zhǔn)相對來說較低、所選用的洪水洪峰、洪量等參數(shù)偏小。以上理由肯定會帶來溢洪道的設(shè)計尺寸偏小的后果，更有一些小的水庫是群眾自己 的，資金不足，工程質(zhì)量不過關(guān)，再加上長時間的外界環(huán)境的影響，周邊的巖石風(fēng)化坍塌，經(jīng)常導(dǎo)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(shè)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)水利工程中就會危及壩肩的安全。另外還有一些不合理的設(shè)計，例如說有些設(shè)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轉(zhuǎn)有不利的影響。

由于溢洪道設(shè)計時平面彎道的半徑過大和收縮劇烈等理由，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(dǎo)探討水利工程中水庫溢洪道（2）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。

陡坡設(shè)計比降過陡，部分的溢洪道布置到非巖性的山坡上等理由主要是由溢洪道縱橫剖面以及平面在布置設(shè)計上不當(dāng)引起的，其溢洪道的底部襯砌質(zhì)量相對較差，沒有設(shè)置有效的反慮，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(shè)計中，為了減少卡瓦的工程量，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(dǎo)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(yán)重等理由，設(shè)置整個建筑的安全都會受到威脅。

三、水庫溢洪道設(shè)計施工中解決理由的策略

1、溢洪道的設(shè)計中要學(xué)會合理的調(diào)整布局

在水庫溢洪道建設(shè)中要始終堅持實事求是的原則，全面考慮外界環(huán)境各個因素的影響，宏觀把握整個布局，使設(shè)計結(jié)果達到標(biāo)準(zhǔn)要求。首先來說制約段的要求，在設(shè)計初期應(yīng)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。接下來說引流段，為了方便引流的順利運轉(zhuǎn)，通常進行喇叭口的設(shè)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制約在最小。再有消能工，在選擇多級躍水時應(yīng)保持泄洪的方向距離壩腳最少一百到一百五十米，非巖基的普遍策略是把消力池按在末端的位置，進行地段處理。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。

2、在水力計算方面的措施

首先來說在引流段的水力計算，在這方面，要求進水渠的水力設(shè)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，要避開水的回流以及產(chǎn)生漩渦，同時，在渠道的設(shè)計上，要設(shè)計使得流速在3-5米每秒之間，渠道的水面線可以根據(jù)制約的斷面之間建立能量方程，最后用分段求和法計算。再來說制約段的水力計算，在這方面，倡議實用堰的堰頂下游采用WES型的冪曲線，這樣，制約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。接下來說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(fù)雜的位置進行詳細的計算。最后說一下消能設(shè)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(chǔ)上計算水舌的挑距，并估算沖刷深度。

四、水庫溢洪道施工質(zhì)量制約

某工程的溢洪道是由進水渠以及制約段、溝槽還有消能段四部分組成，并且，該水庫由水渠系開挖而成，在水庫的制約段的上有三十米的地方是平直段，這一部分為矩形的斷面，寬度為四十米，該水庫的底板高程一百六十七米，并且采用C20的混凝土來作為襯護。該水庫的導(dǎo)墻為直立式的垂直混凝土結(jié)構(gòu)，其制約段部分的水平投影長度為三十米，另外，水庫還設(shè)立了三孔閘門，并且每個孔的寬度為十二米，該水庫的溢流堰為實用堰，其堰頂?shù)母叱桃话倨呤幻?，通過設(shè)置一個弧形的鋼閘門來進行對泄洪的制約，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，其中反弧的半徑為二十五米，并且當(dāng)中的挑流鼻坎高程一百四十四米，它的挑射角度為二十五度，另外，它最大的挑距為八十米，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(shè)置零點八米厚的C15的混凝土結(jié)構(gòu)。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：

1、在土方工程施工當(dāng)中的質(zhì)量制約

首先，要建立并健全質(zhì)量檢查機構(gòu)，并要制定嚴(yán)格的施工操作的章程規(guī)范，嚴(yán)格的制約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)理由，不論大小都要及時的對其進行處理，并且做好相應(yīng)的記錄工作，在這方面，可以制定交接班輪流制度，值班負(fù)責(zé)人及時的進行簽到，并做好記錄，對于一些現(xiàn)場的或是重大的理由，要現(xiàn)場解決好，并要做好在施工的質(zhì)量制約中的原始記錄。此外，一旦質(zhì)量理由出現(xiàn)，要及時的上報，并查明理由，提出積極有效的補救措施。另外還有，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。

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(yīng)該按照規(guī)定進行外形、尺寸以及物理學(xué)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(yīng)該按照技術(shù)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。

五、結(jié)語

水，是人類寶貴的資源。作為一名水利工作者，只有不斷提高自身的專業(yè)水平，不斷加強理論和實踐相結(jié)合，對水庫溢洪道的施工要點進行探究，提高水利對水資源的綜合利用，提高區(qū)域經(jīng)濟效益和社會效益。

（作者單位：161200黑龍江省富裕縣河道管理總站）