黃遠(yuǎn)澤，劉 濤

（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春 130021）

1 工程概況

大藤峽水利樞紐工程位于珠江流域西江水系的黔江河段末端，壩址在廣西桂平市黔江彩虹橋上游6.6 km處，是一座同時(shí)具有防洪、航運(yùn)、發(fā)電、補(bǔ)水壓咸、灌溉等綜合功能的流域關(guān)鍵性工程。水庫(kù)正常蓄水位61.00 m，汛限水位47.60 m，死水位47.60 m，總庫(kù)容34.79×108m3，總裝機(jī)容量1 600 MW，工程規(guī)模為Ⅰ等大（1）型。

大藤峽右岸排水系統(tǒng)工程布置于右岸上壩公路附近，主要滿足右岸上壩公路背水側(cè)山地排水及右岸施工臨建區(qū)坡面排水需求。

2 排水系統(tǒng)布局

考慮魚(yú)道及右岸上壩公路工程填筑后將截?cái)嘣烊粶锨沟乇韽搅鳠o(wú)法按天然地表分區(qū)宣泄，該區(qū)域地表徑流將形成水泡，隨著蓄水位的升高，存在淹沒(méi)附近村莊和農(nóng)田、對(duì)建筑物穩(wěn)定造成影響等問(wèn)題，為此右岸擬新建1～4號(hào)排水系統(tǒng)，與黔江西進(jìn)壩大道的3處箱涵、右岸上壩公路設(shè)置的HD1和HD2涵洞一起形成新的排水系統(tǒng)，對(duì)右岸天然排水分區(qū)內(nèi)的徑流進(jìn)行有組織排水，同時(shí)兼顧右岸施工臨建區(qū)坡面排水及右岸永久公路排水要求。

3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

右岸1號(hào)排水系統(tǒng)、2號(hào)排水溝上游段、2號(hào)排水箱涵分別接黔江西進(jìn)壩大道樁號(hào)K5+038.59 m，K5+338.13 m，K5+648.79 m處箱涵；3號(hào)排水箱涵進(jìn)口位于右岸上壩公路樁號(hào)K0+791.31 m附近背水側(cè)；4號(hào)排水系統(tǒng)接右岸上壩公路樁號(hào)K0+092.11 m處HD1涵洞。黔江西進(jìn)壩大道為城市次干路（設(shè)計(jì)車速40 km/h），右岸上壩公路為三級(jí)公路，其涵洞的洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)均參照J(rèn)TG D60-2015《公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范》中三級(jí)公路的橋涵執(zhí)行，設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)取25年。

3-1，3-2號(hào)排水明渠為右岸上壩公路的邊溝，按JTG D30-2015《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》中三級(jí)公路相關(guān)規(guī)定，設(shè)計(jì)降雨的重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)取10年。

依據(jù)GB 50288-2018《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》3.2.1規(guī)定，3號(hào)排水箱涵進(jìn)口附近為房車基地自行車場(chǎng)地，因此排水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)取10年。

右岸1，2，4號(hào)排水系統(tǒng)通過(guò)右岸施工臨建Ⅰ、Ⅱ區(qū)棄渣場(chǎng)，兩個(gè)棄渣場(chǎng)的堆渣量均為500萬(wàn)m3＞V≥100萬(wàn)m3，堆渣高度H＜60 m，渣場(chǎng)失事對(duì)主體工程或環(huán)境造成的危害不嚴(yán)重，根據(jù)SL 575-2012《水利水電工程水土保持技術(shù)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，兩個(gè)渣場(chǎng)的級(jí)別均為3級(jí)，其排洪工程級(jí)別也為3級(jí)，排洪設(shè)計(jì)、校核標(biāo)準(zhǔn)分別選用25，50年重現(xiàn)期洪水。

4 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 排水分區(qū)及分區(qū)流量

依據(jù)地形條件，結(jié)合永久建筑物布置情況，沿右岸上壩公路進(jìn)壩方向依次布置1～4號(hào)排水溝。根據(jù)右岸上壩公路西南側(cè)地形情況，按照水流自流匯集原則，將壩址右岸工程所在區(qū)域自上游到下游分成9個(gè)分區(qū)，根據(jù)各分區(qū)不同頻率洪峰流量計(jì)算成果，結(jié)合排水系統(tǒng)總體布局，排水系統(tǒng)排水流量計(jì)算成果見(jiàn)表1。

表1 排水系統(tǒng)排水流量計(jì)算成果表 m3/s

4.2 結(jié)構(gòu)型式確定

1）1號(hào)排水系統(tǒng)：與黔江西進(jìn)壩大道樁號(hào)K5+038.59 m處箱涵銜接，由于右岸塌滑體、壩肩開(kāi)挖棄渣量大，棄渣場(chǎng)地較大，右岸臨建場(chǎng)地緊張，因此1號(hào)排水系統(tǒng)適宜采用涵洞。考慮涵洞洞頂埋深均大于15 m，而目前市場(chǎng)上公路標(biāo)準(zhǔn)系列D=2.0 m涵管的設(shè)計(jì)埋深都不超過(guò)10 m，若采用圓管涵，施工時(shí)需單獨(dú)預(yù)制或現(xiàn)場(chǎng)澆筑。為了方便施工、保證工期，擬采用現(xiàn)澆箱涵。

2）2號(hào)排水系統(tǒng)：將黔江西進(jìn)壩大道樁號(hào)K5+338.13，K5+648.79 m處箱涵的排水跨施工臨建區(qū)排入黔江?？紤]到黔江西進(jìn)壩大道樁號(hào)K5+338.13 m箱涵設(shè)計(jì)流量較大（77.40 m3/s），且沿原自然溝道布置2號(hào)排水溝與其銜接，在2號(hào)排水溝下部?jī)蓚?cè)設(shè)3 m直立擋墻，加大頂部填筑平臺(tái)面積，同時(shí)增加棄渣容量，上部結(jié)合棄渣1∶2.5放坡，每隔5 m設(shè)置1條2.0 m寬的馬道，渠底和邊坡設(shè)計(jì)水位以下表面均采用30 cm雷諾護(hù)墊防護(hù)，下設(shè)一層無(wú)紡布，水位以上采用草皮護(hù)坡。由于右岸塌滑體及壩肩棄渣量增加，隨著棄渣平臺(tái)增高，右岸施工臨建Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)頂部場(chǎng)地面積將減小，為了最大限度獲得有效土地使用面積，并考慮臨建區(qū)場(chǎng)地的完整性及可利用性，結(jié)合業(yè)主意見(jiàn)，考慮設(shè)2號(hào)箱涵與黔江西進(jìn)壩大道樁號(hào)K5+338.13 m箱涵銜接，匯入2號(hào)排水溝。

3）3號(hào)排水系統(tǒng)：為了不拆遷房車基地、自行車場(chǎng)地，且3號(hào)排水系統(tǒng)需穿過(guò)右岸上壩公路、二期下游圍堰、魚(yú)道底部匯入黔江，因此其結(jié)構(gòu)型式采用箱涵。集水采用3-1，3-2號(hào)排水明渠結(jié)合右岸上壩公路邊溝設(shè)計(jì)，3-1號(hào)排水明渠采用一邊直立，一邊1∶1.5坡度的混凝土梯形槽結(jié)構(gòu)，壁厚15 cm；3-2號(hào)排水明渠設(shè)計(jì)流量較小，斷面型式結(jié)合右岸上壩公路邊溝設(shè)計(jì)，采用矩形混凝土槽結(jié)構(gòu)，壁厚30 cm。

4）4號(hào)排水系統(tǒng)：在魚(yú)道和沿施工臨建Ⅰ區(qū)坡腳線布置排水溝，坡比為1∶1.5的梯形斷面，15 cm預(yù)制混凝土板護(hù)砌。受地形限制，需在出口處設(shè)急流槽，匯入2號(hào)排水溝。

4.3 結(jié)構(gòu)尺寸

4.3.1 排水明渠及排水溝

運(yùn)用試算法求得斷面正常水深h0，取渠頂安全超高與正常水深之和，使其不超過(guò)相應(yīng)工況下保護(hù)的對(duì)象（右岸上壩公路路基或右岸施工臨建Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)頂高程），確定溝渠深度。溝渠計(jì)算流速同時(shí)滿足允許不沖流速要求。

各溝渠水力學(xué)計(jì)算工況：

1）2，4號(hào)排水溝

正常運(yùn)用工況（過(guò)流能力）：排水溝排P=4%洪峰流量，其出口水位為黔江遭遇P=5%洪峰流量時(shí)的水位（黔江西進(jìn)壩大道防洪標(biāo)準(zhǔn)）；

正常運(yùn)用工況（流速）：排水溝排P=4%洪峰流量，出口水位為黔江常水位；

非常運(yùn)用工況：排水溝排P=2%洪峰流量，出口水位為黔江遭遇P=2%洪峰流量時(shí)的水位。

2）3-1，3-2號(hào)排水明渠

正常運(yùn)用工況：排水明渠排P=10%洪峰流量，其出口水位為3號(hào)箱涵排P=10%洪峰流量時(shí)的進(jìn)口水位。

經(jīng)試算后，控制工況計(jì)算及設(shè)計(jì)成果見(jiàn)表2。

表2 排水溝及排水明渠斷面結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)成果表

4.3.2 排水箱涵

1，2，3號(hào)排水箱涵采用混凝土結(jié)構(gòu)，根據(jù)涵洞運(yùn)行工況分析，涵洞水力學(xué)計(jì)算應(yīng)分有壓洞、無(wú)壓洞兩種工況進(jìn)行運(yùn)算，并在設(shè)計(jì)中考慮避免出現(xiàn)陡坡半有壓長(zhǎng)洞流態(tài)，以免發(fā)生有害的不穩(wěn)定狀況。有壓流時(shí)采用不同的B·H過(guò)流面積進(jìn)行試算，無(wú)壓流采用不同的凈寬B進(jìn)行試算，使得涵洞進(jìn)口水位不超過(guò)被保護(hù)對(duì)象高程。

各箱涵水力學(xué)計(jì)算工況：

1）1，2排水箱涵

正常運(yùn)用工況（過(guò)流能力）：箱涵排P=4%洪峰流量，其出口水位為黔江遭遇P=5%洪峰流量時(shí)的水位（黔江西進(jìn)壩大道防洪標(biāo)準(zhǔn)）；

正常運(yùn)用工況（流速）：箱涵排P=4%洪峰流量，其出口水位為黔江常水位；

非常運(yùn)用工況：箱涵排P=2%洪峰流量，其出口水位為黔江遭遇P=2%洪峰流量時(shí)的水位。

2）3號(hào)排水箱涵

正常運(yùn)用工況（路基）：箱涵排P=4%洪峰流量，其出口水位為黔江遭遇P=4%洪峰流量時(shí)的水位（右岸上壩公路防洪標(biāo)準(zhǔn)）；

正常運(yùn)用工況（房車基地）：箱涵排P=10%洪峰流量，其出口水位為黔江遭遇P=10%洪峰流量時(shí)的水位；

正常運(yùn)用工況（流速）：箱涵排P=4%洪峰流量，其出口水位為黔江常水位。

經(jīng)試算后，控制工況計(jì)算及設(shè)計(jì)成果見(jiàn)表3。

表3 排水箱涵斷面結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)成果表

5 結(jié)語(yǔ)

大藤峽右岸排水系統(tǒng)涉及多個(gè)保護(hù)對(duì)象，分別有不同的洪水或降雨重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)，不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的被保護(hù)對(duì)象的高程也不一致，因此，需要多工況組合計(jì)算，分析出控制工況，然后進(jìn)行斷面設(shè)計(jì)。同時(shí)，需考慮不同斷面型式的適應(yīng)性，選擇合適型式。類似工程設(shè)計(jì)時(shí)可以借鑒。