水库溢洪道除险加固设计

陈欢

摘 要：针对水库溢洪道除险加固设计展开了探讨，结合具体的工程实例，详细阐述和分析了溢洪道的除险加固设计，以期能为相关方面的需要提供有益的参考和借鉴。

关键词：水库；溢洪道；除险加固；设计

中图分类号：TV651.1 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）22-0086-02

所谓“溢洪道”是用于宣泄规划库容不能容纳的洪水，保证坝体安全的开敞式或带有胸腔进水口的溢流泄水建筑物。溢洪道虽然一般不经常工作，但却是水库枢纽中的重要建筑物，所以，一定要重视溢洪道的除险加固设计。基于此，本文主要探讨了水库溢洪道除险加固设计，相信对有关工作有一定的帮助。

1 工程概况

水库始建于1964-12，流域面积达到3.58 km，1965-06竣工，是一座以灌溉为主，结合防洪、养殖等综合利用的小（一）型水库。水库枢纽工程由大坝、开敞式溢洪道、灌溉放水系统和渠系等四部分组成。水库校核洪水位为118.00 m，相应最大下泄流量55.25 m3/s；设计洪水位为117.70 m，相应最大下泄流量35.10 m3/s；正常蓄水位为116.85 m，死水位101.55 m。

2 溢洪道存在的问题

由于水库年久失修，溢洪道堰体浆砌石、面层砼质量差，面层砼开裂，局部脱落出现孔洞，堰基岩体为强风化长石石英砂岩，具中等一强透水性，存在严重的堰基渗漏问题，且衬砌砼底板大面积剥蚀、隆起、开裂、松动，任其发展将会失去衬砌保护的功能，影响溢洪道的泄洪能力。溢洪道左侧边坡陡峭近于直立，坡面岩体风化破碎，有坍塌掉块。溢洪道边墙抗倾覆性不能满足相关规范的要求，溢洪道无消力池，无出水渠，归河问题无法解决。一旦泄洪，将会冲毁农田，甚至危及大坝的安全。

3 溢洪道除险加固设计

3.1 设计洪水复核

水库所在流域无实测流量资料，也无出、入库流量观测资料，属无水文资料地区，同时，在该流域附近也没有合适的水文站资料可以移用。因此，此次水库除险加固设计洪水应根据设计暴雨推求，集水面积小于30 km2的流域一般采用推理公式

法推求设计洪水。洪水调节计算采用辅助曲线法（半图解法），求得各频率下洪水调节的计算成果。

经调洪计算，由此求得水库P=3.33%的设计洪水位为117.70 m，相应库容1.51×106 m3；P=0.33%的校核洪水位为118.00 m，水库总库容为1.57×106 m3。

3.2 下泄流量复核

溢洪道进口为三圆弧实用堰，弧长23.00 m，堰体10 m后接1个矩形的薄壁堰，堰宽11.00 m，堰后接长6.00 m、纵坡1/4、进口宽11.00 m、出口宽7.00 m的一级泄槽；其后接长为46 m的二级泄槽，纵坡1/70、出口宽5.5 m。其泄流能力按实用堰流理论计算：

3.3 加固设计

3.3.1 堰体设计

由于原溢洪道进口为三圆弧实用堰，所以，根据因地制宜的原则，溢洪道平面布置维持原布置格局。比较各方案后，溢洪道进口采用三圆弧实用堰，堰面形状采用WES曲线，后接1∶0.7的直线段、反弧段。

堰体进口宽23.00 m，圆弧半径分别为R1=4.83 m，R2=13.41，夹角α1=80°、α2=34.75°.WES堰曲线方程为x15=2y，上游面采用椭圆曲线，曲线方程为x2/0.32+（0.17-y）2/0.172=1.溢流堰堰顶高程为116.85 m，堰基高程为114.40 m，反弧半径为0.50 m，反弧段最低点高程为115.20 m；溢流堰底宽2.50 m、高2.45 m。堰体采用C25钢筋砼，并设置2条伸缩缝，缝内采用止水铜片止水。

堰后接10.50 m长平坡过渡段，出口宽11.00 m，底板采用0.2 m厚的C20钢筋砼衬砌，边墙采用C15砼重力式挡土墙衬砌，进口堰两端设C15砼截水墙，避免水流沿土坝与边墙、岸坡与边墙之间的渗漏。截水墙宽0.50 m、深2.00 m；边墙挡土墙高3.30 m、底板厚0.50 m、顶宽0.30 m、底宽1.30 m。

3.3.2 边墙设计

3.3.2.1 校核洪水位时水面线计算

根据《溢洪道设计规范》（SL253—2000），溢洪道泄槽水面线采取能量方程计算。用分段求和法计算，以断面0+000为起始断面，根据已知的流量和水深h1，假设相邻断面0+006的水深为h2，依据能量方程ΔL=ΔEs/（i-J），求得第Ⅰ流段的长度为ΔL1，以断面0+006处的水深作为第Ⅱ流段的长度△L2，逐段计算，即可求得明渠段、泄槽段的水面线。再考虑掺气影响和安全超高，可算出需要的边墙高度。

3.3.2.2 边墙高度计算

3.3.2.3 边坡处理设计

溢洪道左侧边坡近于直立，坡面岩体风化破碎，见有坍塌掉块，并且未衬护，易塌方，影响泄洪安全。现对溢洪道左侧边坡进行削坡处理，将边墙以上溢洪道边坡削至1∶0.75，边墙采用C15砼重力式挡土墙衬砌。

3.3.3 消力池设计

该工程溢洪道为底流消能。消力池为等宽矩形断面，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），消能防冲建筑物设计标准为20年一遇，设计流量为28.0 m3/s。新建消力池采用C20钢筋砼结构，池净宽5.50 m，依据《水闸设计规范》（SL265—2001）计算。消力池的池深为20.00 m，池长为20.00 m。

3.3.4 出水渠设计

该工程的出水渠分为两段，均为陡坡矩形渠道，底宽为5.50 m。第一段长为15.00 m，进口高程103.70 m，出口高程102.0 m，纵坡为1/9；第二段长为28 m，进口高程102.00 m，出121高程100.00 m，纵坡为1/14，底板采用厚度为0.15 m的C15钢筋砼衬砌。边墙采用重力式挡土墙，墙高2.00 m，底板C15砼厚0.30 m、宽1.50 m，顶宽0.50 m，采用0.10 m的C15砼压顶，衬砌长73.00 m。挡土墙墙身设φ50排水孔，其间距为5.00 m，后直接接原河床。

4 结束语

综上所述，溢洪道是水库枢纽中的重要建筑物，除险加固水库溢洪道工程可以解决水库运行安全的隐患。因此，要合理加固方案设计，并要具备有效的施工技术，以做好水库溢洪道除险加固的工作，为确保水库发挥最大效益、保障当地的防洪安全和经济发展起重要的作用。

参考文献

[1]高晓梅，苗青，张忠辉，等.大洪山水库除险加固溢洪道设计[J].水利水电工程设计，2003（03）.

[2]毛家旗.小型水库除险加固工程溢洪道设计研究[J].企业科技与发展，2009（16）.

〔编辑：白洁〕

摘 要：针对水库溢洪道除险加固设计展开了探讨，结合具体的工程实例，详细阐述和分析了溢洪道的除险加固设计，以期能为相关方面的需要提供有益的参考和借鉴。

关键词：水库；溢洪道；除险加固；设计

中图分类号：TV651.1 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）22-0086-02

所谓“溢洪道”是用于宣泄规划库容不能容纳的洪水，保证坝体安全的开敞式或带有胸腔进水口的溢流泄水建筑物。溢洪道虽然一般不经常工作，但却是水库枢纽中的重要建筑物，所以，一定要重视溢洪道的除险加固设计。基于此，本文主要探讨了水库溢洪道除险加固设计，相信对有关工作有一定的帮助。

1 工程概况

水库始建于1964-12，流域面积达到3.58 km，1965-06竣工，是一座以灌溉为主，结合防洪、养殖等综合利用的小（一）型水库。水库枢纽工程由大坝、开敞式溢洪道、灌溉放水系统和渠系等四部分组成。水库校核洪水位为118.00 m，相应最大下泄流量55.25 m3/s；设计洪水位为117.70 m，相应最大下泄流量35.10 m3/s；正常蓄水位为116.85 m，死水位101.55 m。

2 溢洪道存在的问题

由于水库年久失修，溢洪道堰体浆砌石、面层砼质量差，面层砼开裂，局部脱落出现孔洞，堰基岩体为强风化长石石英砂岩，具中等一强透水性，存在严重的堰基渗漏问题，且衬砌砼底板大面积剥蚀、隆起、开裂、松动，任其发展将会失去衬砌保护的功能，影响溢洪道的泄洪能力。溢洪道左侧边坡陡峭近于直立，坡面岩体风化破碎，有坍塌掉块。溢洪道边墙抗倾覆性不能满足相关规范的要求，溢洪道无消力池，无出水渠，归河问题无法解决。一旦泄洪，将会冲毁农田，甚至危及大坝的安全。

3 溢洪道除险加固设计

3.1 设计洪水复核

水库所在流域无实测流量资料，也无出、入库流量观测资料，属无水文资料地区，同时，在该流域附近也没有合适的水文站资料可以移用。因此，此次水库除险加固设计洪水应根据设计暴雨推求，集水面积小于30 km2的流域一般采用推理公式

法推求设计洪水。洪水调节计算采用辅助曲线法（半图解法），求得各频率下洪水调节的计算成果。

经调洪计算，由此求得水库P=3.33%的设计洪水位为117.70 m，相应库容1.51×106 m3；P=0.33%的校核洪水位为118.00 m，水库总库容为1.57×106 m3。

3.2 下泄流量复核

溢洪道进口为三圆弧实用堰，弧长23.00 m，堰体10 m后接1个矩形的薄壁堰，堰宽11.00 m，堰后接长6.00 m、纵坡1/4、进口宽11.00 m、出口宽7.00 m的一级泄槽；其后接长为46 m的二级泄槽，纵坡1/70、出口宽5.5 m。其泄流能力按实用堰流理论计算：

3.3 加固设计

3.3.1 堰体设计

由于原溢洪道进口为三圆弧实用堰，所以，根据因地制宜的原则，溢洪道平面布置维持原布置格局。比较各方案后，溢洪道进口采用三圆弧实用堰，堰面形状采用WES曲线，后接1∶0.7的直线段、反弧段。

堰体进口宽23.00 m，圆弧半径分别为R1=4.83 m，R2=13.41，夹角α1=80°、α2=34.75°.WES堰曲线方程为x15=2y，上游面采用椭圆曲线，曲线方程为x2/0.32+（0.17-y）2/0.172=1.溢流堰堰顶高程为116.85 m，堰基高程为114.40 m，反弧半径为0.50 m，反弧段最低点高程为115.20 m；溢流堰底宽2.50 m、高2.45 m。堰体采用C25钢筋砼，并设置2条伸缩缝，缝内采用止水铜片止水。

堰后接10.50 m长平坡过渡段，出口宽11.00 m，底板采用0.2 m厚的C20钢筋砼衬砌，边墙采用C15砼重力式挡土墙衬砌，进口堰两端设C15砼截水墙，避免水流沿土坝与边墙、岸坡与边墙之间的渗漏。截水墙宽0.50 m、深2.00 m；边墙挡土墙高3.30 m、底板厚0.50 m、顶宽0.30 m、底宽1.30 m。

3.3.2 边墙设计

3.3.2.1 校核洪水位时水面线计算

根据《溢洪道设计规范》（SL253—2000），溢洪道泄槽水面线采取能量方程计算。用分段求和法计算，以断面0+000为起始断面，根据已知的流量和水深h1，假设相邻断面0+006的水深为h2，依据能量方程ΔL=ΔEs/（i-J），求得第Ⅰ流段的长度为ΔL1，以断面0+006处的水深作为第Ⅱ流段的长度△L2，逐段计算，即可求得明渠段、泄槽段的水面线。再考虑掺气影响和安全超高，可算出需要的边墙高度。

3.3.2.2 边墙高度计算

3.3.2.3 边坡处理设计

溢洪道左侧边坡近于直立，坡面岩体风化破碎，见有坍塌掉块，并且未衬护，易塌方，影响泄洪安全。现对溢洪道左侧边坡进行削坡处理，将边墙以上溢洪道边坡削至1∶0.75，边墙采用C15砼重力式挡土墙衬砌。

3.3.3 消力池设计

该工程溢洪道为底流消能。消力池为等宽矩形断面，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），消能防冲建筑物设计标准为20年一遇，设计流量为28.0 m3/s。新建消力池采用C20钢筋砼结构，池净宽5.50 m，依据《水闸设计规范》（SL265—2001）计算。消力池的池深为20.00 m，池长为20.00 m。

3.3.4 出水渠设计

该工程的出水渠分为两段，均为陡坡矩形渠道，底宽为5.50 m。第一段长为15.00 m，进口高程103.70 m，出口高程102.0 m，纵坡为1/9；第二段长为28 m，进口高程102.00 m，出121高程100.00 m，纵坡为1/14，底板采用厚度为0.15 m的C15钢筋砼衬砌。边墙采用重力式挡土墙，墙高2.00 m，底板C15砼厚0.30 m、宽1.50 m，顶宽0.50 m，采用0.10 m的C15砼压顶，衬砌长73.00 m。挡土墙墙身设φ50排水孔，其间距为5.00 m，后直接接原河床。

4 结束语

综上所述，溢洪道是水库枢纽中的重要建筑物，除险加固水库溢洪道工程可以解决水库运行安全的隐患。因此，要合理加固方案设计，并要具备有效的施工技术，以做好水库溢洪道除险加固的工作，为确保水库发挥最大效益、保障当地的防洪安全和经济发展起重要的作用。

参考文献

[1]高晓梅，苗青，张忠辉，等.大洪山水库除险加固溢洪道设计[J].水利水电工程设计，2003（03）.

[2]毛家旗.小型水库除险加固工程溢洪道设计研究[J].企业科技与发展，2009（16）.

〔编辑：白洁〕

摘 要：针对水库溢洪道除险加固设计展开了探讨，结合具体的工程实例，详细阐述和分析了溢洪道的除险加固设计，以期能为相关方面的需要提供有益的参考和借鉴。

关键词：水库；溢洪道；除险加固；设计

中图分类号：TV651.1 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）22-0086-02

所谓“溢洪道”是用于宣泄规划库容不能容纳的洪水，保证坝体安全的开敞式或带有胸腔进水口的溢流泄水建筑物。溢洪道虽然一般不经常工作，但却是水库枢纽中的重要建筑物，所以，一定要重视溢洪道的除险加固设计。基于此，本文主要探讨了水库溢洪道除险加固设计，相信对有关工作有一定的帮助。

1 工程概况

水库始建于1964-12，流域面积达到3.58 km，1965-06竣工，是一座以灌溉为主，结合防洪、养殖等综合利用的小（一）型水库。水库枢纽工程由大坝、开敞式溢洪道、灌溉放水系统和渠系等四部分组成。水库校核洪水位为118.00 m，相应最大下泄流量55.25 m3/s；设计洪水位为117.70 m，相应最大下泄流量35.10 m3/s；正常蓄水位为116.85 m，死水位101.55 m。

2 溢洪道存在的问题

由于水库年久失修，溢洪道堰体浆砌石、面层砼质量差，面层砼开裂，局部脱落出现孔洞，堰基岩体为强风化长石石英砂岩，具中等一强透水性，存在严重的堰基渗漏问题，且衬砌砼底板大面积剥蚀、隆起、开裂、松动，任其发展将会失去衬砌保护的功能，影响溢洪道的泄洪能力。溢洪道左侧边坡陡峭近于直立，坡面岩体风化破碎，有坍塌掉块。溢洪道边墙抗倾覆性不能满足相关规范的要求，溢洪道无消力池，无出水渠，归河问题无法解决。一旦泄洪，将会冲毁农田，甚至危及大坝的安全。

3 溢洪道除险加固设计

3.1 设计洪水复核

水库所在流域无实测流量资料，也无出、入库流量观测资料，属无水文资料地区，同时，在该流域附近也没有合适的水文站资料可以移用。因此，此次水库除险加固设计洪水应根据设计暴雨推求，集水面积小于30 km2的流域一般采用推理公式

法推求设计洪水。洪水调节计算采用辅助曲线法（半图解法），求得各频率下洪水调节的计算成果。

经调洪计算，由此求得水库P=3.33%的设计洪水位为117.70 m，相应库容1.51×106 m3；P=0.33%的校核洪水位为118.00 m，水库总库容为1.57×106 m3。

3.2 下泄流量复核

溢洪道进口为三圆弧实用堰，弧长23.00 m，堰体10 m后接1个矩形的薄壁堰，堰宽11.00 m，堰后接长6.00 m、纵坡1/4、进口宽11.00 m、出口宽7.00 m的一级泄槽；其后接长为46 m的二级泄槽，纵坡1/70、出口宽5.5 m。其泄流能力按实用堰流理论计算：

3.3 加固设计

3.3.1 堰体设计

由于原溢洪道进口为三圆弧实用堰，所以，根据因地制宜的原则，溢洪道平面布置维持原布置格局。比较各方案后，溢洪道进口采用三圆弧实用堰，堰面形状采用WES曲线，后接1∶0.7的直线段、反弧段。

堰体进口宽23.00 m，圆弧半径分别为R1=4.83 m，R2=13.41，夹角α1=80°、α2=34.75°.WES堰曲线方程为x15=2y，上游面采用椭圆曲线，曲线方程为x2/0.32+（0.17-y）2/0.172=1.溢流堰堰顶高程为116.85 m，堰基高程为114.40 m，反弧半径为0.50 m，反弧段最低点高程为115.20 m；溢流堰底宽2.50 m、高2.45 m。堰体采用C25钢筋砼，并设置2条伸缩缝，缝内采用止水铜片止水。

堰后接10.50 m长平坡过渡段，出口宽11.00 m，底板采用0.2 m厚的C20钢筋砼衬砌，边墙采用C15砼重力式挡土墙衬砌，进口堰两端设C15砼截水墙，避免水流沿土坝与边墙、岸坡与边墙之间的渗漏。截水墙宽0.50 m、深2.00 m；边墙挡土墙高3.30 m、底板厚0.50 m、顶宽0.30 m、底宽1.30 m。

3.3.2 边墙设计

3.3.2.1 校核洪水位时水面线计算

根据《溢洪道设计规范》（SL253—2000），溢洪道泄槽水面线采取能量方程计算。用分段求和法计算，以断面0+000为起始断面，根据已知的流量和水深h1，假设相邻断面0+006的水深为h2，依据能量方程ΔL=ΔEs/（i-J），求得第Ⅰ流段的长度为ΔL1，以断面0+006处的水深作为第Ⅱ流段的长度△L2，逐段计算，即可求得明渠段、泄槽段的水面线。再考虑掺气影响和安全超高，可算出需要的边墙高度。

3.3.2.2 边墙高度计算

3.3.2.3 边坡处理设计

溢洪道左侧边坡近于直立，坡面岩体风化破碎，见有坍塌掉块，并且未衬护，易塌方，影响泄洪安全。现对溢洪道左侧边坡进行削坡处理，将边墙以上溢洪道边坡削至1∶0.75，边墙采用C15砼重力式挡土墙衬砌。

3.3.3 消力池设计

该工程溢洪道为底流消能。消力池为等宽矩形断面，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），消能防冲建筑物设计标准为20年一遇，设计流量为28.0 m3/s。新建消力池采用C20钢筋砼结构，池净宽5.50 m，依据《水闸设计规范》（SL265—2001）计算。消力池的池深为20.00 m，池长为20.00 m。

3.3.4 出水渠设计

该工程的出水渠分为两段，均为陡坡矩形渠道，底宽为5.50 m。第一段长为15.00 m，进口高程103.70 m，出口高程102.0 m，纵坡为1/9；第二段长为28 m，进口高程102.00 m，出121高程100.00 m，纵坡为1/14，底板采用厚度为0.15 m的C15钢筋砼衬砌。边墙采用重力式挡土墙，墙高2.00 m，底板C15砼厚0.30 m、宽1.50 m，顶宽0.50 m，采用0.10 m的C15砼压顶，衬砌长73.00 m。挡土墙墙身设φ50排水孔，其间距为5.00 m，后直接接原河床。

4 结束语

综上所述，溢洪道是水库枢纽中的重要建筑物，除险加固水库溢洪道工程可以解决水库运行安全的隐患。因此，要合理加固方案设计，并要具备有效的施工技术，以做好水库溢洪道除险加固的工作，为确保水库发挥最大效益、保障当地的防洪安全和经济发展起重要的作用。

参考文献

[1]高晓梅，苗青，张忠辉，等.大洪山水库除险加固溢洪道设计[J].水利水电工程设计，2003（03）.

[2]毛家旗.小型水库除险加固工程溢洪道设计研究[J].企业科技与发展，2009（16）.

〔编辑：白洁〕