溢洪道沉陷处理

2018-03-29赵中鹏

建材与装饰 2018年10期

赵中鹏

（中国水利水电第六工程局有限公司辽宁沈阳 118002）

1 工程概况

工程地处山丘区，土壤肥沃，气候温暖，雨量充沛水库地处山丘区，砂石等天然建筑材料储量丰富，各项技术指标满足要求。水库所在河流为荆条河，水库建于1972年，坝址以上河道长2.0km，集雨面积1.04km2，河道比降为89.25‰。

2012年7月31日～8月4日，绥中县出现持续强降雨，致使山洪暴发，河水猛涨。此次洪涝灾害波及绥中县25个乡镇，受灾人口达45万人，造成经济损失达13.8亿元。通过对水毁原因进行分析，发现主要情况为：溢洪消力池原设计标准20年一遇标准，这次绥中县遭遇的洪水已超过40年一遇标准。由于输水洞尾水渠被破坏，洪水和水库下泄水流直冲刷溢洪道左侧导流墙体，导流墙水压力增加，致使导流墙倒塌[1]。

2 溢洪道沉陷处理

2.1 溢洪道沉陷处理内容

溢洪道底板先采用卵石将坑洼处填至设计高程，再采用钢筋混凝土衬砌，溢洪道末端修建消力池。在溢洪道加固后，将溢洪道重建为开敞式无闸门控制，新建溢洪道左侧边墙，溢洪道末端设消力池，底板修复。边墙为浆砌石砌筑，底板为钢筋混凝土结构。溢洪道进口高程为48.00m，溢流堰宽12m，长度为28m，斗槽宽度12～8.5m，斗槽长度53m。斗槽末端采用底流消能，消力池深0.9m，宽8.5m，长19m[2]。

2.2 溢洪道沉陷工程设计

（1）溢洪道大小和防洪库容确定

通过计算，本工程设计标准采用P=10%洪水时洪峰流量为28.31m3/s，校核标准采用P=5%洪水时洪峰流量为35.65m3/s。溢洪道设计标准采用P=5%。上荆水库泄洪设计为无闸控制，根据上荆水库实际情况确定溢洪道底高程为48.00m。考虑泄洪河床地形地势，经调洪演算设计溢洪道堰宽12m，堰长29m，在P=2%校核洪水标准下，溢洪水深1.31m，防洪库容3.88万m3，校核洪水位49.31m，相对应的库容为11.12万m3。在P=10%设计洪水标准下，溢洪水深1.07m，防洪库容3.52万m3，设计洪水位49.07m，相对应的库容10.76万m3。

上荆水库采用防洪标准频率P=10%设计。

洪水调节计算是根据校核洪水用简易调洪方法调洪，选最优方案，确定溢洪道底宽和最高洪水位。

采用简化调洪公式见式（1）。

式（1）中：Qm-某一频率的最大泄量（m3/s）；Qp-某一设计频率洪峰流量（m3/s）；V防-溢洪道底以上防洪库容（万m）3；W调p-某一设计频率参与调洪的洪量（万 m）3。

溢洪道下泄流量计算公式见式（2）。

Q=Mbh3/2（2）

式（2）中：Q-下泄流量（m3/s）；b-溢洪道底宽（m）；h-溢洪水深（m）；M-流量系数采用：在设计洪水时采用宽顶堰，M取1.5。

（2）防洪库容和设计供水位

根据设计洪水调节计算结果，确定溢洪道底宽b=12m。防洪库容和设计洪水位见表1。

2.3 溢洪道设计

根据正常库容，确定溢洪道进口高程为48.00m。溢流堰堰型为宽顶堰。

按堰流能量公式计算溢流堰末端水深，计算成果见表2。

通过表2计算，得出溢流堰末端水深为1.08，陡坡临界坡降ik=0.004，根据实测地形，溢流堰下端斜坡坡比i=0.074，＞计算的陡坡临界坡降因此判定斜坡为陡坡。

由于原有溢洪道底板已被冲刷破坏，溢洪道末端形成深坑，修复后的溢洪道底板与下游河道存在高差，因此需对溢洪道末端进行消能计算。通过计算，确定消力池池深0.9m，消力池长19m。

上荆水库原有溢洪道长度为78.5m，只位于溢洪道左侧。通过复核计算及勘察，将原有溢洪道从末端起拆除13m，新建溢洪道右侧边墙，溢洪道末端修建消力池。新建边墙采用浆砌石结构。墙顶宽0.4m，坡比1：0.3，墙高2.2m，底板采用30cm厚钢筋混凝土结构，底宽由12m渐变至8m。冲毁地段采用卵石填充到设计高程。边墙每10m设一道伸缩缝，砌石砂浆M10。溢洪道消力池，池深0.9m。消力池底板采用40cm厚钢筋混凝土结构，宽8m，消力池边墙与溢洪道边墙结构一致，末端墙高3.75m。

3 溢洪道工程处理

溢洪道边墙采用浆砌石砌筑。浆砌石砌筑要求：①砌筑前，应在砌体外将石料上的泥垢冲洗干净，砌筑时保持砌石表面湿润；②上下层砌石应错缝砌筑，砌体外露面应平整美观；③勾缝前必须清缝，用水冲净并保持缝糟内湿润，砂浆应分次向缝内填塞密实，勾缝砂浆标号应高于砌体砂浆，应按实有砌缝勾平缝，严禁勾假缝、凸缝，砌筑完毕后应保持砌体表面湿润做好养护；④砂浆配合比、工作性能等应按设计标号通过试验确定，施工中应在砌筑现场随机制取试件。