1、对水库溢洪道加固的探讨摘 要：在我国的一些水库中，由于溢洪道的设计问题，在经过多年使用过后，经常会出现一些意想不到的事故。本文结合实例，对建闸、闸室、水闸挡土墙、泄槽段及消能等问题进行分析探讨。 关键词：水库；溢洪道；加固；水闸；问题 中图分类号：P343 文献标识码： A 文章编号： 前言 溢洪道是为宣泄超过水库调蓄能力的洪水或降低库水位，保证水库工程安全而设置的泄水建筑物。根据多年的工作经验可知，加强对溢洪道地基渗透水流的控制，是保证溢洪道安全运行的重要因素之一。因此，做好溢洪道防渗排水系统的设计十分重要。 1 建闸问题 我国的一些中型水库，为便于管理，溢洪道大多是开敞式的。其中一些水库，
2、因距河道不远，当汛期河水上涨时，排洪道常受河水顶托，以致即使遇上一般洪水，水库下游灌溉范围内就常遭受大面积的涝灾。如某县的联合水库，虽已加固多年，但因溢洪道开敞式的，排洪道常受河水水位顶托，致使水库下游耕地常遭淹浸。为减轻涝灾，水库只能采取控制运行，不能充分发挥水库应有的效益。类似情况，还有某市的另一水库。因此，笔者认为，对距河道不远，排洪时易受河水顶托的水库，溢洪道应增建泄洪闸，这样才能充分发挥水库应有的效益。 2 闸室问题 (1)过去某地所建的闸室，大多是在闸室底板下游端建有一道横向排水暗沟，地板下的渗线就假定成三角形状，即排水渗入处的渗水压力水头为零。这显然是不符合实际情况的，因渗入处既
3、然有渗水渗入，该处必然存在压力水头，其值大小，与排水体的尺寸大小，特别是与顺水流方向的长度有关。如排水体尺寸较大，顺水流长度较长，此时压力水头就较小，为便于计算，可假定压力水头值为零。但若闸室底版下的排水暗沟，尺寸不大，顺水流方向长度较短，压力水头值就较大，此时仍假定压力水头值为零，则计得闸室整体稳定安全系数就会偏大，因而该压力水头值应考虑，其值大小，可参照（渗流计标分析与控制）一书的有关公式进行计算。 (2)当闸前的混凝土防渗铺盖止水缝失效时，若按原设计要求修复是有一定困难的。对这种情况，我们曾在某水闸采用防水胶泥于混凝土铺盖上防渗已失效的止水缝处填塞处理，经多年观察，在闸前 6.5m 稳定
4、水头作用下，防渗效果比较理想，可参考采用。 (3)根据水闸设计规范，交通桥及工作桥均宜采用预制吊装构件。但该“规范”主要是从平原水闸的设计经验总结出来的，而从我市一些水库水闸的设计情况来看，因水闸附近施工场地较窄小，不便于施工，不得不将原设计的交通桥工作桥的预制吊装构件，改为现场浇筑构件。故水闸的交通桥及工作桥是否采用预制吊装构件，需视是否有足够的施工场地而定 (4)当水闸采用弧形闸门开启时，为保证闸门范围运行可靠，常在闸门轨道范围内做成实体。但我市有些水闸是考虑了当弧形闸门作最大开度时，闸门上部悬空部分约占闸门弧形的 6065左右，从多年的运行记录看，运行是可靠的。经过这样的改设，闸墩下游部
5、分的高度降低了，节省了工程量，降低了工程造价。 (5)为防止绕闸渗流，我们曾采用以下工程措施； 在闸侧设长刺墙。如某闸，在闸侧设了 10m 长的混凝土刺墙防渗 在闸侧土坝墙坡建一段混凝土护坡防渗（混凝土块间用止水胶泥填塞） ，并在闸室两侧各建两道短刺墙（约 2m 长）防止接触渗透。 上述两种防渗措施究竟采用了哪种好，则需根据现场实际情况而定。(6)某水闸基础为岩基，施工开挖时发现，右侧风化程度较强，闸身与基础间的摩擦系数比原设计的偏小，为增大右侧闸身与基础闸的摩擦系数，我们在这段基础加设了插筋，插筋直径约 32mm,长度约 2m,间距2.530m,梅花型排列，将闸身与基础连接在一起。 3 水闸
6、挡土墙问题 对于水闸挡土墙，除墙身较低的一般采用重力式浆砌石挡土墙外，其余墙身较高的，只要地基条件符合设计要求，一般都尽可能采用衡重式浆砌石挡土墙，并在墙前浇一层 1820cm 厚的混凝土防冲层（如挡土墙位于闸前，则作防渗层用） 。实践证明，这种形式的挡土墙是较经济的。水闸泄洪时，靠近水闸上游的水位线将有明显的降落，这对靠近水闸上游的导水墙段的稳定性是有很大影响的。如某闸，根据水工模型试验，当校核洪水位时，洪水位由 29.3m 开始，至闸前处则降至28.53m，降低 0.77m。而墙后水位仍是 29.3m,故靠近上游的导水墙段所承受的最大水压力差为 0.77m.这对该段导水墙的稳定性最为不利。
7、这方面的分析，也应引起重视，做好接墙的排水设施。 水闸前的导水墙，大多是浆砌石结构，而浆砌石本身是渗水的，虽墙前浇了一道混凝土防渗层，但若墙后未批水泥砂浆防渗层，墙后水仍有可能沿着浆砌石墙身往下渗，故为防止这种情况的出现，在墙后加批了一层水泥砂浆防渗层。 4 泄槽段问题 当消力池跃前断面流速大于 1618m/s 时，由此而带来的冲击振动空蚀等问题都极为严峻。因此，此时不宜在池中设置消力墩。某水库溢洪道消力池，按 50 年一遇设计标准复核时，入池流速已大于 19m/s,如要在池中设置消力墩，就要控制入池流速小于 1618m/s。为此，我们在池槽段上消耗部分能量，从而使入池流速小于允许值。具体做法
8、是在池槽斜坡面上设置一定数量的台阶，利用台阶上形成的旋涡及分散掺气，达到消能目的，并消弱池槽上的冲击波。经模型试验，台阶共 26 个，台阶高度为 25cm，间距为 3.8cm 当 50 年一遇设计标准时，台阶消能为30，使入池流速由 19m 每秒，减至 16m/s,因而符合设计要求。 5 消能问题 对消能池设计，一般要求布置在直线上。但某市某水库溢洪道消力池，应地形所限，为节省工程量，将部分消力池布置在转弯 111的弯段内，工程完成后。虽遇一般洪水，但泄洪流态颇为不稳而造成下游河岸坍塌。经分析，当遭遇设计洪水时，计算的水跃长度为 51.3m，而布置在直段上的消力池长度只有 11m,消力池直线段
9、长度只占计算水跃长度的21，这样，因此水流大部分的能量未能在直段内消除，致使形成急流流态转弯而造成下流河床流态紊乱。 为解决上述问题，我们在原工程布置基础上，尽量将消力池直段加长由原来的 11m 加长置 29m,而使直段长度与计算水跃长度的比率，由原来的 21增至 56。经过水上模型试验，在设计洪水的情况下，弯段内的横向水位差，原工程为 5.1m，而加固工程为 0.75m,相比之下，加固工程弯段内的横向水位差已降低 4.35m；同时。加固工程的水流经销力坎溢出的坎上水深及速流于原工程比较，都均匀得多。这说明，水流在直段内已消耗了足够的能量。以多年的运行观察，未出现水库下游河岸坍塌情况。 从上述
10、加固工程中我们认识到，消力池应尽量布置在直段上，若有困难，可将部分消力池布在弯段内，但直段应占有足够的长度，使水流在直段内消耗足够的能量后才进入弯段内，以保证河流进入河床后，不致引起紊乱的流态。 下游水位流量关系计算是否按近实际情况，对消力池消能效果有较大影响。为此，根据我市过去建设中的经验，我个人认为：下游起推水面线水位的断面，离消力池的距离，不应少于 1.52.0km，至于计算断面的多少，应视河床比降大小而定。下游河床的设计比降，应采用枯水期的水面线比降，而不是河床比降。 5 结束语 通过对该水库溢洪道工程除险加固解决了水库运行安全隐患，加固方案设计合理，技术可行，经济合理，将为确保水库发挥最大效益及当地的防洪安全和经济发展起到重要的作用。
