齐心水库泄洪、输水建筑物位置及型式比较

2014-04-05岳明明杨庆华王有祥

黑龙江水利科技 2014年3期

关键词：土坝泄洪洞闸室

岳明明，杨庆华，王有祥

(1.齐齐哈尔市水利勘测设计研究院，黑龙江齐齐哈尔 161006；2.齐齐哈尔市橡胶坝枢纽工程管理站，黑龙江齐齐哈尔 161006)

齐心水库泄洪、输水建筑物位置及型式比较

岳明明1，杨庆华1，王有祥2

(1.齐齐哈尔市水利勘测设计研究院，黑龙江齐齐哈尔 161006；2.齐齐哈尔市橡胶坝枢纽工程管理站，黑龙江齐齐哈尔 161006)

齐心水库泄洪建筑物由于年久失修，以及历次洪水的冲刷破坏，致使建筑物受损严重，威胁到水库的安全。根据大坝安全鉴定结论，将重新修建泄洪建筑物和输水建筑物来满足水库大坝防洪和灌溉要求。文章对建筑物位置及型式分别进行比较得出结论：采用在原泄洪洞西侧15m处溢洪道与输水洞合建方案

泄洪建筑物；输水建筑物；防洪；灌溉

1 工程简介

齐心水库位于双河乡东北方向4km处的乌裕尔河左岸一级支流齐心沟上，地理座标为E125°55′40″，N47°57′40″。水库集水面积5.64km2，是一座以抗旱灌溉为主，兼顾防洪、水产养殖等综合利用的小(2)型水库。

齐心水库主体工程由土坝和泄洪洞组成。土坝为均质土坝，现状坝长245m，坝顶平均高程235.30m，最大坝高5.5m。土坝部分坝段迎水坡有块石护坡，经多年风浪冲刷，冻融侵蚀以及风化作用，干砌石缺失、破损严重，坝后无排水设施。

泄洪洞位于土坝桩号0+150处，为坝下埋管。结构为1孔φ100cm钢筋混凝土预制圆涵，泄洪洞垂直穿越大坝，洞长约为33m，进口为八字型翼墙，现状断裂破损严重；因年久失修，洞身脱节、断裂，渗漏严重，闸门为平板木闸门，配1台5t螺杆式启闭机；下游为浆砌石消力池，消力池已被冲毁，严重影响大坝安全，建议及早进行除险加固[1]。

2 建筑物位置比较

齐心水库原泄洪洞位于土坝东侧，土坝桩号0+150处。本次设计泄洪建筑物初拟两个方案进行比较。方案一：泄洪建筑物在原泄洪洞位置拆除重建；方案二：将新建泄洪建筑物位置向西移15m即土坝桩号0+165处。

1)方案一：优点是由于原泄洪洞下游沟道已经形成，如泄洪建筑物在原泄洪洞附近拆除重建，可以直接利用原排水沟道，下泄洪水通畅且不增加占地。缺点是施工期间新建临时施工导流建筑物，临时工程投资较大。

2)方案二：优点是施工期间利用原泄洪洞进行施工导流，不会影响新建泄洪建筑物施工。缺点是需在新建泄洪建筑物下游重新开挖一段排水沟将下泄洪水汇入原排水沟道，此方案需增加排水沟占地，坝后水库管理用地，不进行补偿。

经以上分析比较，本设计新建泄洪建筑物位置采用方案二，即在原泄洪洞西侧15m处重建方案。新建泄洪建筑物位于原泄洪洞的左侧，到原泄洪洞距离为15m，以便利用原泄洪洞施工导流时，对新建泄洪建筑物施工不会产生影响。

3 建筑物型式比较

3.1 泄洪建筑物、输水洞分建方案与合建方案比较

1)方案一：溢洪道与输水洞分建方案按规定小型碾压式土石坝水库溢洪道宜采用开敞式，且不宜设置闸门，堰顶高程宜与正常蓄水位齐平。但该方案重建溢洪道所需工程量大，投资大；输水洞灌溉旱田面积只有200hm2，流量较小，单设一输水洞亦不经济。

2)方案二：溢洪道与输水洞合建方案。泄洪与输水建筑物综合考虑，在节制闸室左侧设灌溉耳洞形式，该方案投资小，且便于洪水调度。

从节省投资考虑，本次设计采用溢洪道与输水洞合建方案。

3.2 泄洪建筑物方案比较

根据工程现状实际情况，并结合水库规模复核情况，泄洪建筑物选择泄洪洞方案和泄洪闸方案进行比选。

1)方案一：泄洪洞方案。断面尺寸(b×h)为1.5m×1.8m，底板高程为232.00m。

2)方案二：泄洪洞方案。断面尺寸(b×h)为2.0m×2.0m，底板高程为232.00m。

泄洪洞由进水渠、前闸室、洞身段、节制闸室、陡坡段、消能防冲设施、出水渠及灌溉耳洞组成。进水渠长度20.74m，由上游引渠段和进口U型槽组成。上游引渠段长12.58m，渠底宽6.0m，边坡1∶2.5；进口U型槽长8.16m，为钢筋混凝土结构，底板高程232.00，首端底宽6.0m，末端底宽2.0m。前闸室：闸室为井式结构，闸墩高4.5m，闸孔净宽2.0m。闸底板长5.0m，闸底板厚1.2m。底板顶高程232.00m，闸墩顶高程236.50m，闸墩上设工作桥，工作桥由桥面板和排架组成。泄洪洞为钢筋混凝土方涵结构，结构尺寸为(孔×宽×高) 1孔×2.0m×2.0m，进口底高程232.00m，洞出口底高程231.92m，洞长12m(2节)。后闸室长4.2m，净宽2.0m，闸底板高程为231.92m。在闸室左侧边墩上设灌溉耳洞。陡坡段为等宽矩形断面，侧墙与底板采用U型槽结构，底板宽2.0m，底坡1∶5，总长度26.1m，顺水流方向分3段，每段水平长度8.7m，底板下设有齿墙，底板厚为0.8m。消力池采用底流式消能，为渐扩式矩形断面，进口宽2.0m，出口宽6.5m，侧墙与底板为钢筋混凝土U型槽结构，消力池长度14m，分两段，每段长7m，底板厚为0.9m，池深1.3m，下设齿墙。海漫为等宽梯形断面，底宽8.0m，长30m，护底、护坡采用干砌石护砌，厚0.3m，下设碎石0.1m,砾石0.1m，无纺布一层。海漫末端设2m深防冲槽。

3)方案三：泄洪闸方案。为宽顶堰，堰顶高程233.00m，闸净宽分别为2.5m。

泄洪闸由进水渠、前闸室、节制闸室、陡坡段、消能防冲设施、出水渠及灌溉耳洞组成。进水渠长度17.5m，由上游护砌段和进口U型槽组成。上游护砌段长8.5m，渠底为现浇混凝土板结构，尺寸150×100×20cm，其下依次为砾石10cm、防渗膜一层，两侧为干砌石护砌，干砌石厚度30cm,其下依次为碎石10cm、砾石10cm、复合土工膜一层；进口U型槽长9m，为钢筋混凝土结构，首端底宽5.5m，末端底宽2.5m，底板厚1.0m。前闸室采用宽顶堰结构型式，堰顶高程233.00m。闸室为整体式，闸室宽5.5m，闸孔净宽2.5m，边墩顶宽0.9m，底宽1.5m，闸墩顶高程237.19m。闸室长10m，上部设有交通桥和两座工作桥，交通桥宽4.0m。后闸室长7m，净宽2.5m，闸底板高程为233.00m。在闸室左侧边墩上设灌溉耳洞。陡坡段为等宽矩形断面，侧墙与底板采用U型槽结构，底板宽2.5m，底坡1∶5，总长度31.5m，顺水流方向分别在水平长度8m、8m、8m和7.5m处分缝，底板下设有齿墙，底板厚分别为0.8m、0.8m、0.8m和0.9m。消力池采用底流式消能，为渐扩式矩形断面，进口宽2.5m，出口宽6.5m，侧墙与底板为钢筋混凝土U型槽结构，消力池长度14m，分两段，每段长7m，底板厚分别为0.9m和0.8mm，池深1.3m，下设齿墙。海漫为等宽梯形断面，底宽6.5m，长30m，海漫顺水流方向共分两段，护底第一段长5m，采用土工格栅石笼护砌，厚度为0.8m，第二段长25m，采用干砌石护砌，厚0.3m。护坡采用干砌石护砌，厚0.3m。海漫末端设2m深防冲槽。

4)方案四：泄洪闸方案。为宽顶堰，堰顶高程233.00m，闸净宽分别为3.0m。各种泄洪建筑物型式及投资比较见下表。经比较可知，泄洪建筑物采用泄洪洞方案(b×h)为2.0m×2.0m工程总投资最小。因此，选定方案二。