谷城县柏果水库新建工程溢洪道泄洪型式方案设计

孙克俭

[摘要]柏果水库属于山区河流，河谷较窄，通过对水库所在地地形条件、泄水建筑物布置、工程管理、工程投资、安全等方面进行综合比较，合理选择溢洪道泄洪型式。

[关键词]柏果水库;侧槽式溢洪道;型式比选

[中图分类号]TV651.1[文献标识码]A

1 前言

近年来我国频繁发生严重的水旱灾害，暴露出我国在农田水利等基础设施方面的建设十分薄弱，必须大力加强水利基础设施建设，为了全面贯彻党的十七大和2011年中央一号文件精神及湖北省水利厅下达的文件要求“抗旱应急水源工程的建设目标是解决干旱情形下乡镇居民基本饮用水，作物播种期和作物生长关键期的最基本用水，重点部门、单位和企业的最基本用水，以及国家级重要自然生态保护区的核心区最基本生态用水”，新建柏果水库作为石花镇铁庙沟村等村组的抗旱应急水源工程。解决山区村庄水源工程数量少、规模小，不能调蓄水资源，无配套水利设施等问题。

新建柏果水库位于谷城县西北26km的石花镇铁庙沟村，距石花镇11km。位于北河二级支流龙潭冲上，龙潭冲源头为其西北方向的石槽沟，流域总长度为4.08km，流域纵坡平均为65‰，坝址以上承雨面积4.76km2，龙潭冲自石花镇铁庙沟村汇入北河支流西河。

2 泄水建筑物型式比选

根据工程实际状况，分为泄洪洞（方案1），无闸门控制开敞式宽顶堰溢洪道（方案2）、侧槽式溢洪道（方案3）三种方案。

2.1 泄洪洞（方案1）

根据枢纽总布置比选结果，综合考虑地形地质条件，拟定泄洪洞进口位于大坝左岸上游山体处，隧洞洞身顶部为崩塌体，出口下游侧顺水流方向靠近左岸山体。考虑泄洪洞为高速无压隧洞应直线布置，隧洞全长610m（参数见表1）。

2.2 无闸控制开敞式宽顶堰溢洪道（方案2）

溢洪道布置于左岸，为开敞式岸边溢洪道，溢洪道由进水渠、控制段、泄槽段、消挑流消能段组成。溢洪道轴线方向南偏东40°，采用宽顶堰溢洪道，进水渠轴线长22.8m，出口护坦18m。进口引水渠底板采用C25砼板护砌，两侧边墙采用砼衡重式挡墙结构型式，进出口流态较好。溢洪道堰顶采用宽顶堰，堰顶高程214m，过水净宽41m。溢洪道主体泄槽长207m，采用砼衡重式挡墙形式，泄槽底坡坡比1：15.9，陡槽以上永久边坡采用1：0.5，底宽15m。泄槽后为挑流消能，总长13.65m，底宽15m。无闸控制开敞式宽顶堰溢洪道方案对应的参数如表2所示：

2.3 侧槽式溢洪道方案（方案3）

溢洪道布置在左坝肩，为无闸门控制侧槽式溢洪道。溢洪道总长180.00m。由侧槽段、调整段、泄槽段、消能段、扭面段、尾水渠段组成。

溢洪道轴线与大坝轴线方向呈89°，溢洪道主體建筑物轴线长180.00m。进出口水流条件均较好，采用溢流侧堰溢洪道，控制段为WES实用堰，侧堰堰顶高程214.00m，侧堰长33m，控制段堰体采用C25钢筋混凝土。调整段桩号为溢洪道0+033～0+043.8，长10.8m，高程为207.34m，i=0，底宽6m。溢洪道泄槽长105.2m，泄槽顶高程208.14m，底高程187m，底宽6m。泄槽后为消力池，消力池为下挖式等宽矩形消力池，池宽6m，底板高程187m，池深1.8m，池长25m。

为了进一步减少水流对下游渠道的冲刷，消力池后接6m长扭面段，由6m宽矩形断面渐变等宽度梯形断面，边坡坡比为1：1.5，高度为4m。扭面段后疏挖20m，其疏挖断面与尾水渠衬砌断面尺寸相同，纵坡比降为1/200。侧槽式溢洪道方案对应的参数如表3所示：

2.4 综合比较

据上面所述方案，通过以下分析比较，最终确定泄水建筑物型式。

2.4.1 地形条件。坝址左岸为“滑坡体渐变为自然山体，坡度，40°～50°，为陡坡，出露地层为元古界武当群姚坪组（Pt2yp）斜长绿泥片岩及其滑坡体。坡底高程227m，坡顶高程358m，相对高程约131.0m，坡面上植被发育较好，为灌木和乔木。本工程坝址处地形条件，3种方案均不存在制约条件。本工程坝址处溢洪道所在左坝肩工程地质条件，3种方案均不存在严重制约条件。

2.4.2 工程运行管理。工程建成运行后，无闸门控制宽顶堰及侧槽式溢洪道泄洪均无需专人管理。运行管理均较简便;泄洪洞需要控制，需专人管理泄洪。

2.4.3 工程投资。3种方案主要工程量及投资如表4所示。

2.4.4 地质条件。溢洪道为碎石土、中风化斜长绿泥片岩，强透水性、弱透水性，岩体表层为滑坡体。开挖后基础岩体稳定性较好。消能段座落于第四系冲洪积地层基础上，土体抗冲刷能力差，需防护。

3 结论

综合以上分析，本工程对3种泄洪方式在外形、地质条件均不存在严重的制约因素，但由于泄洪洞方案对地形地质要求较高，左岸有滑坡体存在影响隧洞的施工，且存在安全隐患;从工程量及投资等方面综合分析比较，侧槽式溢洪道方案和无闸门控制宽顶堰方案均未设置闸门，无需专人管理，较为简便，安全性较高，泄洪洞有闸门控制，需要专人管理，操作不方便;且侧槽式溢洪道方案较无闸门控制宽顶堰方案和泄洪洞工程量及投资更低，且无闸门控制宽顶堰方案占地渐多，隧洞施工方案施工较为困难，因而为简化运行期管理，节省投资，本次采用侧槽式溢洪道方案（即方案3）作为推荐方案。

[参考文献]

[1] 胡娟，刘昊.桃源水库工程溢洪道型式必选[J].湖南水利水电，2015（4）.

[2] 张静，金家沟水库泄水建筑物方案比选[J].水利科技与经济，2015（2）.

[3] 胡晶，依安县阳春水库泄洪建筑物方案比选论证[J].黑龙江水利科技，2012（01）.[收稿日期]2019-01-10