摘要：本文結(jié)合益塘水庫除險(xiǎn)加固工程實(shí)例，探討了溢洪道除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)過程及方法，以供類似加固設(shè)計(jì)工程參考。
　　關(guān)鍵詞：除險(xiǎn)加固，溢洪道，水力計(jì)算
　　Abstract: this paper profit reservoir pond problems reinforcement engineering example, discusses the problems during the design process and strengthening the spillway method, with the strengthening design for similar projects.
　　Keywords: problems reinforcement, spillway, hydraulic calculation
　　中圖分類號：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
　　1 工程概況
　　益塘水庫位于五華縣西北部潭下、轉(zhuǎn)水兩鎮(zhèn)之間，距縣城20km。水庫于1971年動(dòng)工修筑，1974年基本完成，是一座以防洪為主，保證灌溉、結(jié)合發(fā)電等綜合利用的大(2)型水庫，是公益性較強(qiáng)的項(xiàng)目。
　　益塘水庫由五華河水系的潭下庫和矮車庫兩部分組成，水庫總集雨面積為251km2，其中潭下庫控制潭下河213km²的集雨面積，矮車庫控制矮車河38km²的集雨面積，兩庫之間由全長873m的竹山里連通渠連接。水庫主要建筑物有：矮車主壩、潭下攔河壩、1#～7#副壩、無名副壩、溢洪道、輸水涵管、連通渠、4800kW的壩后電站等。
　　原溢洪道布置于潭下攔河壩左壩肩，溢流堰采用駝峰堰，堰頂高程148.0m，總凈寬24m，分三孔，單孔凈寬8m，設(shè)3扇8m×4m鋼結(jié)構(gòu)弧形閘門，當(dāng)遭遇校核洪水位158.76m時(shí)最大下泄流量為856.20m3/s，消能方式采用挑流消能。
　　益塘水庫投入運(yùn)行以來，發(fā)揮了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。由于原工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，雖經(jīng)過多次搶險(xiǎn)加固，仍存在安全隱患，不僅影響著原有工程效益的發(fā)揮，而且對下游潭下鎮(zhèn)及附近村莊人民的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅，因此，對工程的除險(xiǎn)加固勢在必行。
　　2 存在問題
　　2.1 工程任務(wù)及規(guī)模
　　益塘水庫是一宗以防洪為主，結(jié)合灌溉發(fā)電等綜合利用的水利工程。
　　水庫總庫容為1.65億m3，根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94)及《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000)，其工程等別為II等，工程規(guī)模為大(2)型水庫。主要建筑物為2級，次要建筑物為3級，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇(P=1%)，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為2000年一遇(P=0.05%)。消能防沖建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇(P=2%)。
　　加固后益塘水庫特征水位見表1。

項(xiàng)      目	單位	矮車庫區(qū)		潭下庫區(qū)
		上游	下游	上游	下游
正常蓄水位	m	153.00		153.00
設(shè)計(jì)洪水位（P=1%）	m	155.54	無水	157.39	137.6
校核洪水位（P=0.05%）	m	157.52	無水	158.50	137.9

　　表1 益塘水庫特征水位表
　　2.2 溢洪道存在問題
　　根據(jù)安全鑒定及初設(shè)復(fù)核：溢洪道過流能力不滿足泄流要求;胸墻及進(jìn)水渠側(cè)墻頂部高程不滿足規(guī)范要求，中墩、進(jìn)水渠段側(cè)墻、閘室側(cè)墻和泄槽側(cè)墻的穩(wěn)定均不滿足規(guī)范要求;閘門經(jīng)過30多年運(yùn)行，銹蝕嚴(yán)重，止水設(shè)施老化、磨損嚴(yán)重，門頂和兩側(cè)漏水較大;電源供應(yīng)、啟閉設(shè)備運(yùn)行超過30年，老化嚴(yán)重;啟閉機(jī)室梁、板局部開裂。
　　3 加固設(shè)計(jì)
　　3.1 溢洪道加固要點(diǎn)
　　針對溢洪道存在的問題，本次除險(xiǎn)加固采取局部拆除重建方式：拆除重建進(jìn)水渠、控制段，局部拆除重建泄槽右側(cè)擋墻。
　　重建后的進(jìn)水渠長30m，采用喇叭型布置，擋墻形式為扶壁式和懸臂式，擋墻高13.1m～15.5m，底板頂高程為145.0m～148.0m，擋墻底板厚1.2m，墻后填土低于墻頂高程0m～0.5m，進(jìn)水渠底板厚0.8m。
　　控制段重建將原胸墻式駝峰堰改為開敞式寬頂堰，堰頂高程148.0m，重建后的閘室段總長20.0m，總寬31m，總凈寬24m，單孔凈寬8m;內(nèi)設(shè)工作閘門(弧形閘門)，預(yù)留檢修閘門槽，閘邊墩厚2m，中墩厚1.5m，閘底板厚2.0m，閘室頂高程159.90m，上游布置檢修橋，下游布置交通橋與兩側(cè)大壩相連，橋?qū)?.5m。閘室采用整體式鋼筋砼結(jié)構(gòu)。
　　泄槽段僅右側(cè)擋墻局部拆除重建(樁號溢0+020.0～0+068.3)，其水平長度70.7m保持不變;泄槽底板貼厚度0.2m～1.2m的C25砼，使泄槽底板與控制段出流平順連接;泄槽凈寬27m不變，起首二段(樁號溢0+020.0～0+044.2)坡度為1:8，其余坡度維持原1:12不變;重建的泄槽擋墻為扶壁式和懸臂式擋墻，墻高5.5m～12.71m。
　　3.2 加固處理后溢洪道水力計(jì)算
　　溢洪道水力計(jì)算主要包括：過流能力、泄槽水面線和消能防沖計(jì)算等。
　　(1)加固后溢洪道過流能力計(jì)算
　　溢洪道過流能力按《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL253-2000)中實(shí)用堰泄流能力公式計(jì)算，由計(jì)算可知溢洪道在設(shè)計(jì)及校核洪水位下溢洪道的泄流量分別為1002.1m3/s和1160.4m3/s，能滿足渲泄設(shè)計(jì)及校核洪水的要求。
　　(2)加固后泄槽水面線計(jì)算
　　水面線根據(jù)能量方程，采用分段求和法計(jì)算，計(jì)算成果見表2。
　　表2 校核洪水時(shí)泄槽水面線計(jì)算成果

樁 號	水深 （m）	摻氣后 水深 （m）	底板 高程 （m）	水面 高程 （m）	安全 超高 (m)	計(jì)算墻 頂高程 (m)	設(shè)計(jì)墻 頂高程 （m）	備 注
0+020.0	5.83	6.30	147.60	153.90	0.50	154.40	159.11	滿足
0+032.0	3.67	4.19	145.20	149.39	0.50	149.89	154.75	滿足
0+044.2	3.40	3.94	144.18	148.12	0.50	148.62	150.31	滿足
0+056.2	3.20	3.76	143.18	146.94	0.50	147.44	148.60	滿足
0+068.3	3.04	3.62	142.18	145.80	0.50	146.30	146.87	滿足
0+080.0	2.91	3.50	141.20	144.70	0.50	145.20	145.41	滿足
0+090.7	2.81	3.41	142.00	145.41	0.50	145.91	146.00	滿足

　　(3)加固處理后消能工計(jì)算
　　本工程消能方式為挑流消能，采用《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL253-2000)附錄A.4的計(jì)算公式計(jì)算不同水位情況下的挑流水舌拋距、最大沖坑深度, 計(jì)算結(jié)果見表3。
　　表3 溢洪道挑流消能計(jì)算成果表

組次	洪水頻率（%）	水舌外緣挑距L（m）	沖刷坑最大水墊深度T（m）	備注
1	2	27.250	6.109
2	1	31.409	10.425
3	0.05	33.481	11.459

　　根據(jù)計(jì)算，溢洪道在設(shè)計(jì)及校核洪水位下，其泄流能力均滿足要求;宣泄校核洪水時(shí)，泄槽邊墻高度均大于泄槽水面線高度加摻氣水深及安全超高之和，滿足要求;挑流消能在宣泄各級洪水時(shí)，其沖刷坑最大水墊深度均不影響鼻坎安全。
　　3.3 加固處理后溢洪道結(jié)構(gòu)安全計(jì)算
　　溢洪道結(jié)構(gòu)安全計(jì)算包括閘室穩(wěn)定應(yīng)力計(jì)算，邊墻的抗滑、抗傾穩(wěn)定計(jì)算，計(jì)算依據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL253-2000)有關(guān)公式和要求進(jìn)行。
　　由計(jì)算可知，溢洪道閘室最大應(yīng)力小于地基承載力，閘室的穩(wěn)定及應(yīng)力滿足規(guī)范要求;溢洪道邊墻的抗滑、抗傾穩(wěn)定及基底應(yīng)力滿足規(guī)范要求。
　　4 結(jié)論
　　本次除險(xiǎn)加固，解決了溢洪道存在的各種問題，工程的安全隱患得以消除，為益塘水庫安全運(yùn)行提供重要保障，目前該溢洪道已完成單位工程驗(yàn)收工作，各項(xiàng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)正常，發(fā)揮了良好的泄洪作用。
　　參考文獻(xiàn)：(1)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL253-2000)
　　(2)《廣東省五華縣益塘水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》2009.07