溢洪道的日常运行管理与养护维修

郭晓辉

(通河县河道管理站，黑龙江通河 150900)

溢洪道的日常运行管理与养护维修

郭晓辉

(通河县河道管理站，黑龙江通河 150900)

溢洪道的安全泄洪是确保水库安全的重要关键。由于溢洪道过小而使洪水漫坝造成垮坝失事的约占垮坝总数的40%，有些水库的溢洪道虽然具备足够的过水能力，但由于工程在设计、施工和管理上存在的问题，也会引起垮坝事故。因此，溢洪道就得准备每年过最大洪水，这就要求我们把工作重点放在日常养护上，做好溢洪道的安全检查和加固工作，经常保证具有设计的过水能力，确保大坝的安全。

溢洪道;运行管理;建筑物结构;消能效果;泄洪能力;日常养护

1 溢洪道的日常养护

溢洪道的安全泄洪是确保水库安全的关键。对大多数水库的溢洪道，泄水机会并不多，宣泄大流量的机会则更少，有的几年或十几年才遇上一次。但由于大洪水出现的随机性，溢洪道得做好每年过大洪水的准备，这就要求我们把工作的重点放在日常养护上，保证溢洪道能正常工作。

1)检查水库的集水面积、库容、地形地质条件和水、沙量等规划设计基本资料，按设计要求的防洪标准，验算溢洪道的过流尺寸。当过流尺寸不满足要求时，应采取各种措施予以解决。

2)检查开挖断面尺寸，检查溢洪道的宽度和深度是否已经达到设计标准;观测汛期过水时是否达到设计的过水能力，每年汛后检查观测各组成部分有无淤积或坍塌堵塞现象;还应注意检查拦鱼栅和交通桥等建筑物对溢洪道过水能力的影响等。通过检查，发现问题应及时采取措施。

3)应经常检查溢洪道建筑物结构完好情况，要检查溢洪道的间墩、底板消力池等结构有无裂缝和渗水现象，陡坡段底板有无被冲刷、淘空、气蚀等现象，发现问题应及时采取措施进行处理。

4)应注意检查溢洪道消能效果。溢洪道消能效果好坏，关系到工程的安全。消力池消能应注意观察水跃产生情况。鼻坎挑流要注意观察水流是否冲刷坝脚，冲坑深度是否继续扩大。

5)做好控制闸门的日常养护，确保闸门正常工作。

6)严禁在溢洪道周围爆破、取土、修建无关建筑。注意清除溢洪道周围的漂浮物，禁止在溢洪道上堆放重物。

2 溢洪道的损坏及修理

溢洪道因高速水流引起的损坏及修理。对于其他的损坏，可根据损坏的原因，采用前面所讲的有关措施和方法加以处理。

2.1 动水压力引起的底板掀起及修理

溢洪道的泄槽段的高速水流，不仅冲击泄槽段的边墙，造成边墙冲毁，威胁溢洪道本身的安全。而且由于泄槽段内流速大，流态混乱，再加上底板表面不平整，有缝隙，缝中进入动水，使底板下浮托力过大而掀起破坏。例如，某水库溢洪道，全长870 m，进口堰宽42 m，最大泄量3 900 m3/s，泄槽段宽30 m，流速25～35 m/s。溢洪道位于基岩上，底板混凝土厚度0.4～1.5 m。溢洪道建成后，当渠内流量只有设计泄量的50%时，厚1 m多的混凝土底板即被冲坏，有的整个冲翻，有的底板被掀起后，翻滚到下游数十米处。分析损坏原因认为是施工时混凝土块体间不平整，横向接缝中末设止水，高速水流的巨大动水压力通过接缝窜入底板以下，加上排水系统不良，引起极大的浮托力，使底板掀起。后采取的处理措施是重新浇筑底板，设止水，底板下设排水，底板与基岩间加设锚筋，并严格控制底板的平整度。

2.2 弯道水流的影响及处理

有些溢洪道因地形条件的限制，泄槽段陡坡建在弯道上，高速水流进入弯道，水流因受到惯性力和离心力的作用，互相折冲撞击，形成冲击波，使弯道外侧水位明显高于内侧，形成横向高差，弯道半径及愈小、流速愈大，则横向水面坡降也愈大。有的工程由此产生水流漫过外侧翼墙顶，使墙背填料冲刷、翼墙向外倾倒，甚至出现更为严重的事故。

减小弯道水流影响的措施一般有两种，一是将弯道外侧的渠底抬高，造成一个横向坡度，使水体产生横向的重力分力，与弯道水流的离心力相平衡，从而减小边墙对水流的影响。另一种是在进弯道时设置分流隔墩，使集中的水面横比降由隔墩分散。

2.3 地基土掏空破坏及处理

当泄槽底板下为软基时，由于底板接缝处地基土被高速水流引起的负压吸空，或者板下排水管周围的反滤层失效，土壤颗粒随水流经排水管排出，均容易造成地基被掏空，造成底板开裂等破坏。对此种破坏的处理，前者应做好接缝处反滤，并增设止水，后者应对排水管周围的反滤层重新翻修。

2.4 排水系统失效的处理

泄槽段底板下设置排水系统是消除浮托力、渗透压力的有效措施。排水系统能否正常工作，在很大程度上决定底板是否安全可靠。

2.5 泄槽底板下滑的处理

泄槽底板可能因摩擦系数小、底板下扬压力大、底板自重轻等原因，在高速水流作用下向下滑动。为防止土基上底板下滑，可在每块底板端做一段横向齿墙，齿墙深度约0.4～0.5 m，若底板自重不够，可在板下设置钢筋混凝土桩，即在底板上钻孔，并深入地基1～2 m，然后浇筑钢筋混凝土成桩，并使桩顶与底板连接。岩基上的地板，自重较轻，可用锚筋加固。锚筋可用20 mm以上的粗钢筋，埋入深度1～2 m，上端应很好地嵌固在底板内。

2.6 气蚀的处理

泄槽段气蚀的产生主要是边界条件不良所致，如底板、翼墙表面不平整，弯道不符合流线形状，底板纵坡由缓变陡处处理不合理等均容易产生气蚀。对气蚀的处理，一方面可通过改善边界条件，尽量防止气蚀产生，另一方面需对产生气蚀的部位进行修补。

许多管理单位总结了工程运用中的经验教训，把在高速水流下保证底板结构安全的措施归结为4个方面，即“封、排、压、光”。“封”要求截断渗流，用防渗帷幕、齿墙、止水等防渗措施隔离渗流;“排”要做好排水系统，将未截住的渗流妥善排出;“压”利用底板自重压住浮托力和脉动压力，使其不飘起;“光”要求底扳表面光滑平整，彻底清除施工时残留的钢筋头等不平整因素。以上4个方面是相辅相成、互相配合的。

3 加大溢洪道泄洪能力的措施

溢洪道泄洪能力不足，是导致许多水库垮坝的一个重要原因。根据1979年编制的《全国水库垮坝登记册》的资料统计，在垮坝的总数中，漫坝占51.5%，其中因泄洪能力不足，漫坝失事的占42%。

3.1 原因

造成溢洪道泄洪能力不足的主要原因如下:

1)原始资料不可靠。有的水库集雨面积的计算值远小于实际来水面积;有的水库降雨资料不准，与实际不符;有的水库容积关系曲线不对，实际的库容比设计的小等。

2)水库的设计防洪标准偏低，设计洪水偏小。

3)溢洪道开挖断面不足，未达到设计要求的宽度和高程等。

4)溢洪道控制段前淤积及设置拦色设施等碍洪设施。

5)在计算中未考虑溢洪道控制段前较长引水渠的水头损失。

溢洪道的泄洪能力主要取决于控制段。因溢洪道控制段的大多水流是堰流堰流公式分析溢洪道的泄洪能力。公式为:

式中:H为堰顶水头，m;B为堰顶宽度，m;m为流量系数;ε为测收系数;g为重力加速度，g=9.8 m/s2;Q为泄洪流量，m3/s。

3.2 措施

由公式(1)可知，要加大溢洪道泄洪能力，可采取以下措施。

3.2.1 加高大坝

通过加高大坝，拾高上游库水位，增大堰顶水头。

3.2.2 改建和增设溢洪道

这种措施应以满足大坝本身安全和经济合理为前提。通过改建溢洪道可增大溢洪道的泄洪能力，具体措施为:

1)降低溢洪道底板高程。这种方法会降低水库效益。但若降低溢洪道底板高程不多就能满足泄洪能力时，在降低的高度上设置闸，在洪水来临前将闸门移走，保证泄洪，洪水后期，关闭闸门，使库水回升，可减小或避免水库效益的降低。

2)加宽溢洪道。当溢洪道岸坡不高，加宽溢洪道所需开挖量不很大时，可以采用。

3)增大流量系数。不同堰型的流量系数不同，同种堰型的形状不同，流量系数也不一样。宽顶堰的流量系数一般为0.32～0.385，实用堰的流量系数一般为0.42～0.44。因此，当所需增加的泄洪能力的幅度不大，扩宽或增建溢洪道有困难时，可将宽顶堰改为流量系数较大的曲线形实用堰，以增大泄洪能力。

4)提高侧收缩系数。改善闸墩和边墩的头部平面形状可提高侧收缩系数，从而增加泄洪能力。在有条件的情况下，也可增设新的溢洪道。

3.3 加强溢洪道日常管理

减小闸前泥沙淤积，及时清除拦鱼等妨碍泄洪的设施，可增加溢洪道的泄洪能力。

［1］ 王斌，周文妍.诸暨青山水库除险加固工程溢洪道优化布置研究［J］.浙江水利科技，2009(03).

［2］ 江桂荣，郭文泉.洪门水电站溢洪道闸墩裂缝处理［J］.大坝与安全，2007(07).

［3］ 涂晖.双泉水库溢洪道加固设计［J］.湖南水利水电，2005(06).

TV651.1

C

1007－7596(2011)05－0074－02

2011－01－25

郭晓辉(1970－)，女 ，黑龙江通河人，助理工程师。